【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆并联电弧引燃，特别是一种并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置及方法。
技术介绍
1、城市高压电力电缆通常集中敷设于通道(电缆隧道、电缆沟、排管等均属于通道)，通道距离长、空间狭小、地形复杂、相互纵横交错、潮湿、电缆种类多、检修不便。电力电缆由于过负荷和绝缘老化等原因，易造成本体温度升高，加之周围环境湿度高，严重情况下易发生绝缘击穿，产生电弧。电缆处于狭小空间内，一旦失火，火势会沿着电缆线路迅速蔓延，进一步将周围的电缆绝缘烧毁，扩大火灾范围。并且通道空间中经常存在可燃性气体，若达到一定浓度，遇火花时可能引起爆炸，造成停电或严重人身伤害事故。在电缆起火原因中，电弧是最主要的原因，根据电弧相对于电缆位置，可将电弧分为内部电弧和外部电弧，其中内部电弧又根据电路结构不同分为串联电弧和并联电弧。串联电弧的产生原因主要是接头部位等薄弱环节出现不可靠连接或者电缆线芯遭外力破坏而断线；并联电弧则是由于电缆绝缘失效后线芯对地或线芯之间放电所产生。其中，配电电缆及接头故障率高，极易发生单相接地故障。据统计，在单相接地故障中，80％以上属于电弧性接地故障。随着电力系统规模的不断扩大，距离增长，故障点电弧不容易消失，在接地电弧熄灭并重燃的多次重复性过程中，经常会伴随着压力突增、短时温度快速升高、弧光和声响效应，弧柱中的高温、游离的带电气体粒子可使弧柱中心的温度达到5000～15000℃，极易引燃隧道中的可燃物引发电缆隧道火灾。而且中性点不接地系统发生单相接地故障时允许带电继续运行1～2小时，故障时接地点流过的电流是正常运行时每相对地电容电
2、李陈莹等人设计了一种利用电弧引燃的电力电缆故障模拟装置，可实现沿电力电缆外护套的表面燃弧，但是与实际工况相距较远；涂然等人设计了一种模拟串联电弧故障下电缆受热及燃烧特性测试装置，该装置可调节电缆间距以及电缆倾角，但是仅能实现对断线电缆产生的串联电弧的模拟；刘素蓉等人对电缆单相接地故障引起的并联电弧引燃电缆隧道的问题进行了研究，并设计了一套电缆并联电弧模拟装置，但是该装置仅能产生短时高压大电流，使电缆发生击穿破坏，而无法引燃电力电缆。目前国内外学者对高压电力电缆的电弧引燃研究主要停留于串联电弧的研究上，但电缆实际运行过程中，电缆线芯断裂导致的串联电弧极少出现；而电缆因绝缘缺陷而产生的并联电弧更为常见；且目前对高压电力电缆并联电弧的研究较少，且电弧无法长时间持续燃弧，故无法研究电缆的引燃过程。现有技术采用发电机作为电源，仅能产生短时高压大电流，使电缆发生击穿破坏，无法引燃电力电缆，也无法通过持续燃弧的并联电弧，模拟电缆的引燃过程。采用发电机作为电源，对电源容量的要求极高，难以在实验室中实现。将电压电流施加与电缆线芯与电缆铜屏蔽层之间，实验之前，电缆处于未通流的冷态，无法模拟实际电缆线芯中通流产生的温升和电磁场的影响。
3、在
技术介绍
部分中公开的所述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对所述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置及方法，并联电弧是由于电缆绝缘失效后线芯对地或线芯之间放电所产生的电弧，并联谐振装置用以产生电缆线芯与铜屏蔽层之间的高压，并产生持续燃弧的并联电弧以引燃电缆。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
3、一种并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置包括，
4、变压器，其包括原边和副边，
5、调压器，其连接变压器原边，
6、并联谐振回路，其包括电容器组、电抗器组和电弧发生装置，其经由串联的保护电阻连接变压器的副边，电弧发生装置，其与电容器组串联，其包括高压端和接地端，
7、电容器组，其输出极连接电弧发生装置的高压端，
8、第一电压测量装置，其并联在谐振回路两端以测量谐振回路电压u，
9、第二电压测量装置，其并联在电弧发生装置两端以测量电弧间隙电压ulc，
10、第一电流测量装置，其连接在谐振回路与副边之间以测量主回路电流i，
11、第二电流测量装置，其与电弧发生装置串联以测量电弧电流ic。
12、所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置中，调压器输入端接50hz、380v的市电。
13、所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置中，当电抗器组的阻抗值zl和电容器组的阻抗值zc匹配使得主回路中的电压与电流同相位，并联谐振回路对外显示为纯阻性，主回路状态为并联谐振。
14、所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置中，所述主回路电流i为
15、
16、其中，r0为保护电阻的阻值，zlc＝zc//zl,。
17、所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置中，所述电弧电流ic为：
18、
19、所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置中，电弧电流过零时，电容器组支路开路，谐振回路的电抗器组的分压u′l为：
20、其中，ω0为电路角频率，r0为保护电阻的阻值，l为电抗器组的电感值，rl为电抗器组的总内阻。
21、所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置中，所述电弧发生装置包括引弧线和并联电弧电缆试样。
22、所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置中，所述并联电弧电缆试样至少一部分接地。
23、并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置的模拟方法包括以下步骤，
24、将电缆裁剪为每根长度为40～50cm的电缆段，其中一端作为接线端，在最末端1cm处用电缆剥线钳剥去各层材料，只留下铜芯导体，并在铜芯导体上加装铜鼻子，以减小接入高压回路时的接触电阻；然后再预留5～10cm的一段距离，剥去pvc外护套、无纺布包带和铜屏蔽层，增大电缆端部线芯与铜屏蔽层之间的距离，防止其在端部发生沿面放电；最后再预留1～2cm用于接地，剥去pvc外护套和无纺布包带，以使铜屏蔽层裸露，另一端则作为负载端，电缆负载端直接开路，
25、在电缆中选取2～3cm的小段，用电缆剥线钳依次剥去pvc护套、无纺布包带和铜屏蔽层，然后用电钻在绝缘屏蔽层和xlpe绝缘层上垂直钻孔至铜芯导体处，孔洞直径为2～4mm，并在其中加入保险丝作为引弧线，接着依次恢复铜屏蔽层、无纺布包带和pvc护套结构，并在其表面缠绕绝缘胶带，起到加固和密封的作用；
26、引弧线装入并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，通电后，电缆线芯与铜屏蔽层之间通过引弧线之间连通，线芯与铜屏蔽层之间持续产生并联电弧，并引燃电缆。
27、与现有技术相比，本专利技术带来的有益效果为：
28、本专利技术通过并联谐振装置产生高压，极大地减轻了对电源容量的要求，高压施加与电缆线芯与铜屏蔽层之间，使电缆线芯与铜屏蔽层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，其特征在于，其包括，
2.如权利要求1所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，其特征在于，优选的，调压器输入端接50Hz、380V的市电。
3.如权利要求1所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，其特征在于，当电抗器组的阻抗值ZL和电容器组的阻抗值ZC匹配使得主回路中的电压与电流同相位，并联谐振回路对外显示为纯阻性，主回路状态为并联谐振。
4.如权利要求3所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，其特征在于，所述主回路电流I为
5.如权利要求3所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，其特征在于，所述电弧电流IC为：
6.如权利要求1所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，其特征在于，电弧电流过零时，电容器组支路开路，电抗器组的分压U′L为：其中，ω0为电路角频率，R0为保护电阻的阻值，L为电抗器组的电感值，rL为电抗器组的总内阻。
7.如权利要求1所述的并联电弧引燃高压电力电缆的模拟装置，其特征在于，所述电弧发生装置包括引弧线和并联电弧电缆试样。
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