地存储或直接发送至上位机分析处理；负载接口 24:与电气特征采集和分析模块电气连接，用以接入需测试其故障电弧特性的负载。其中，所述功率输入模块20也可通过静止变频器与电网电气连接，并通过静止变频器将电网的工频电压转换成中频电压引入装置回路；所述电弧故障保护电器测试接口 21作为对产品进行性能测试的预留接口在仿真试验的过程中可用小型断路器替代；所述故障电弧模拟发生模块22是由串联点接触拉弧试验部分、带松散接线端的振动试验部分、并联碳化路径试验部分和铡刀切割绝缘层的截断试验部分四个组件共同构成的；所述串联点接触拉弧试验部分是由传动丝杠与支撑光杠3、驱动传动丝杠与支撑光杠动作的步进电机及其联轴器4、驱动步进电机工作的步进电机驱动器5、控制步进电机驱动器工作的步进电机控制器6以及安装在传动丝杠与支撑光杠上的固定绝缘块与石墨电极I和滑动绝缘块与铜电极2共同组成的；所述带松散接线端的振动试验部分是由能提供带反馈调节的正弦振荡并设有绝缘平面的振动台7、固定在振动台上的柱头螺栓及其自锁螺母9以及位于振荡台两侧用于固定搭接线的绝缘夹具8共同构成的；所述铡刀切割绝缘层的截断试验部分是由铡刀绝缘底座10、安装在铡刀绝缘底座上用于限制杠杆臂转动角度的定位槽14、通过转轴与铡刀绝缘底座相连，可绕转轴自由转动并且安装了防止切割时火星四溅的有机玻璃罩的杠杆臂11、安装在杠杆臂上可调节切割角度的金属刀片13以及固定在铡刀绝缘底座上的导线夹具12共同组成的；所述并联碳化路径试验部分是由带有投切开关的调压器15、带有投切开关的限流电阻16、碳化通道电缆试品18、试验负载的投切开关19以及带有投切开关的碳化通道指示灯17依次电气连接所形成的闭合回路；所述负载接口 24可接入纯阻性负载、阻感负载、阻容负载及各种实物负载。
[0033]所述功率输入模块20的将电网的工频电压转换成中频电压引入装置回路的静止变频器的型号可为RJF60-11002型，单相最大容量2KVA。
[0034]如图6所示，所述电气特征采集和分析模块23的型号可为Flukel760。电压互感器夹持在负载两端，钳形电流互感器箍在主回路进线处。
[0035]本技术方案的特点是设计一种多工况多领域的模拟电弧故障的检测试验装置，能够再现不同工作条件下可能出现的多种电弧故障，为进一步开发出高可靠性和低误动作率的标准化产品奠定了基础。同时，本装置还可作为故障电弧基础理论研宄的试验仿真装置。
[0036]在本技术方案中，功率输入模块有直接引入的电网电压或经静止变频器变换的中频交流电两种输入方式，可满足不同领域不同产品的检测试验需求；负载接口接入的负载可分为:纯阻性负载、阻感负载和阻容负载，其中阻感和阻容两类负载可通过调节可变电阻的阻值在较大的范围内改变其功率因数，通过这三类负载的排列组合能够模拟出多种典型的负载特性，某些难以模拟的特殊负载通过直接接入实物的方式来解决；针对串联和并联两类电弧故障分别设计了四种故障电弧模拟发生试验:串联点接触拉弧试验、带松散接线端的振动试验、并联碳化路径试验和铡刀切割绝缘层的截断试验。
[0037]上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，该装置包括如下部分: 功率输入模块(20):直接与电网或者各类供电电源电气连接，向装置内引入某一频率的单相或三相交流电； 电弧故障保护电器测试接口(21):与功率输入模块电气连接，作为对产品进行性能测试的预留接口； 故障电弧模拟发生模块(22):与电弧故障保护电器测试接口电气连接，设计了四种引发故障电弧的试验组件； 电气特征采集和分析模块(23):与故障电弧模拟发生模块电气连接，采集主回路中的电流信号和负载两端的电压信号，将采集到的电气信号本地存储或直接发送至上位机分析处理； 负载接口(24):与电气特征采集和分析模块电气连接，用以接入需测试其故障电弧特性的负载。2.根据权利要求1所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述功率输入模块(20)通过静止变频器与电网电气连接，并通过静止变频器将电网的工频电压转换成中频电压引入装置回路。3.根据权利要求1所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述电弧故障保护电器测试接口(21)作为对产品进行性能测试的预留接口在仿真试验的过程中用小型断路器替代。4.根据权利要求1所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述故障电弧模拟发生模块(22)是由串联点接触拉弧试验部分、带松散接线端的振动试验部分、并联碳化路径试验部分和铡刀切割绝缘层的截断试验部分四个组件共同构成的。5.根据权利要求4所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述串联点接触拉弧试验部分是由传动丝杠与支撑光杠(3)、驱动传动丝杠与支撑光杠动作的步进电机及其联轴器(4)、驱动步进电机工作的步进电机驱动器(5)、控制步进电机驱动器工作的步进电机控制器出)以及安装在传动丝杠与支撑光杠上的固定绝缘块与石墨电极(I)和滑动绝缘块与铜电极(2)共同组成的。6.根据权利要求4所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述带松散接线端的振动试验部分是由能提供带反馈调节的正弦振荡并设有绝缘平面的振动台(7)、固定在振动台上的柱头螺栓及其自锁螺母(9)以及位于振荡台两侧用于固定搭接线的绝缘夹具(8)共同构成的。7.根据权利要求4所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述并联碳化路径试验部分是由带有投切开关的调压器(15)、带有投切开关的限流电阻(16)、碳化通道电缆试品(18)、试验负载的投切开关(19)以及带有投切开关的碳化通道指示灯(17)依次电气连接所形成的闭合回路。8.根据权利要求4所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述铡刀切割绝缘层的截断试验部分是由铡刀绝缘底座(10)、通过转轴与铡刀绝缘底座相连，可绕转轴自由转动并且安装了防止切割时火星四溅的有机玻璃罩的杠杆臂(11)、安装在铡刀绝缘底座上用于限制杠杆臂转动角度的定位槽(14)、安装在杠杆臂上可调节切割角度的金属刀片(13)以及固定在铡刀绝缘底座上的导线夹具(12)共同组成的。9.根据权利要求1所述的用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，其特征在于，所述负载接口(24)接入纯阻性负载、阻感负载、阻容负载及各种实物负载。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于模拟交流电弧故障的试验仿真装置，该装置包括如下部分：功率输入模块20、故障电弧模拟发生模块22、电气特征采集和分析模块23、负载接口24。本实用新型的有益效果是，该装置可满足多种工作环境下模拟交流电弧故障仿真试验或产品性能测试的需要，适用范围广，操作简便，测试成本低。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN204631151
【申请号】CN201520236361
【发明人】崔芮华, 刘喆, 郭静然, 刘骉, 王绍敏
【申请人】河北工业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月20日