一种交流故障电弧模拟实验装置的制作方法

本发明涉及交流故障电弧领域，尤其涉及一种交流故障电弧模拟实验装置。

背景技术：

随着我国经济的快速发展和居民生活水平的提高，居民生活用电量和社会生产用电量不断增长，生活和生产中用电设备的种类和数量越来越多，电力系统的组成及其工作状态也更加复杂。在这种情况下，电力系统中故障发生的概率会增加。在众多导致电力系统发生故障的因素当中，故障电弧是不可忽视的因素之一。特别是串联型故障电弧，由于目前没有理想的保护装置对其进行检测，当发生串联型故障电弧时极易引发火灾事故，从而造成财产损失或人员伤亡。因此，开展故障电弧及其实时诊断方法的研究可以对电弧故障进行有效检测，进而采取保护措施，避免上述事故的发生，对人们的生活和生产安全有重要的意义，检测方法分为物理检测方法，即通过故障电弧发生时产生的声、光、热来进行检测，另一种是采集故障电路中的电流信号并对其进行数学分析，从而判断是否为故障电弧，后一种方法检测效果较好、实用性较强。

但是在实验中采取不同电路中的信息，其连接方法不同，普通的实验装置电路连接较为固定，不适用于多种电路的检测。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种交流故障电弧模拟实验装置，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种交流故障电弧模拟实验装置，包括箱体，所述箱体内部与固定板转动连接，所述固定板上侧分别固定有负载元件、微型断路器、故障电弧探测器、电流表、开关按钮、电弧发生装置，且负载元件、微型断路器、故障电弧探测器、电流表、开关按钮、电弧发生装置中的连接导线分别通过贯穿于固定板的接线柱与固定板下方的接线头导通，所述电弧发生装置包括固定端、与固定端共线且贯穿于固定板并与固定板相对滑动的活动端，所述活动端位于固定板下方的部分与步进电机传动连接。

优选的，所述固定端包括固定于固定板上的固定支架，所述固定支架中部固定有与固定板平行的石墨柱，所述石墨柱一端通过导线与接线柱连接，且另一端固定有触头，所述固定支架由绝缘材料制成，通过固定架固定石墨柱，通过石墨柱与触头连接便于导电同时避免触头融化导致支架烧坏。

优选的，所述活动端位于固定板上侧与固定板相同，所述活动端底端两侧均设有滑杆，所述滑杆穿过固定板上的滑槽与固定板下方的连接杆连接，所述连接杆部与接线柱底端固定连接，所述连接杆另一端中部设有螺纹套，所述螺纹套与丝杆螺接，所述丝杆与步进电机的输出轴轴向固定连接，通过滑杆与滑槽相互滑动使活动端可与固定端相对移动调整两触头的间距，从而使电弧产生。

优选的，所述固定板端部设有轴套，所述轴套与l型轴插接，所述l型轴端部与固定轴固定连接，所述固定轴两端与形体内部转动连接，l形的轴套能够使固定板与固定轴之间连接，便于卸下固定板。

优选的，所述箱体包括箱底，所述箱底外侧通过铰链与箱盖转动连接，所述箱底、箱盖相同且内侧均设有挡边，且箱体内部的长、宽与固定板的长、宽相同，所述箱底中的挡边与箱底上端之间的距离等于固定板的厚度，采用箱式的设计使实验装置便于移动，同时便于翻转。

优选的，所述箱体侧面设有电源插孔，所述步进电机设有与贯穿于箱体的外接口，所述步进电机固定于固定板下侧，通过电源插孔给装置提供交流电源，外接的电源插孔连接较为方便。

本发明的有益效果是：

本发明中，通过接线柱连接可使各个部件连接，能够根据研究的电路自行连接，转动的固定板便于固定各电路元件，同时可将电路的连接线置于固定板下方，避免连接导线暴露而导致故障电弧发生时损坏导线；通过转动的固定板可将实验装置的接线一端与故障电弧发生一端隔离，便于接线；通过活动连接的两个触头可根据电压的大小调节两触头之间的距离，且通过电动控制调节较为方便，安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明固定板转动后立体结构示意图；

图3为本发明固定板的主视图；

图4为本发明活动端结构示意图；

附图标记：1、箱体；2、固定板；3、负载元件；4、微型断路器；5、故障电弧探测器；6、电流表；7、开关按钮；8、轴套；9、l形轴；10、固定轴；11、挡边；12、电源插孔；13、箱底；14、箱盖；15、接线柱；16、固定端；17、活动端；18、滑杆；19、连接杆；20、螺纹套；21、丝杆；22、步进电机；23、滑槽；24、触头；25、石墨柱。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例一

如图1-4所示，一种交流故障电弧模拟实验装置，包括箱体1，箱体1内部与固定板2转动连接，固定板2上侧分别固定有负载元件3、微型断路器4、故障电弧探测器5、电流表6、开关按钮7、电弧发生装置，且负载元件3、微型断路器4、故障电弧探测器5、电流表6、开关按钮7、电弧发生装置中的连接导线分别通过贯穿于固定板2的接线柱15与固定板2下方的接线头导通，电弧发生装置包括固定端16、与固定端16共线且贯穿于固定板2并与固定板2相对滑动的活动端17，活动端17位于固定板2下方的部分与步进电机22传动连接，固定端16包括固定于固定板2上的固定支架，固定支架中部固定有与固定板2平行的石墨柱25，石墨柱25一端通过导线与接线柱15连接，且另一端固定有触头24，固定支架由绝缘材料制成，活动端17位于固定板2上侧与固定板2相同，活动端17底端两侧均设有滑杆18，滑杆18穿过固定板2上的滑槽23与固定板2下方的连接杆19连接，连接杆19部与接线柱15底端固定连接，连接杆19另一端中部设有螺纹套20，螺纹套20与丝杆21螺接，丝杆21与步进电机22的输出轴轴向固定连接。

当接线时，可转动固定板2从而能够使固定板2与箱底13发生相对转动，也可将箱箱体1翻转，将箱底13打开后可使固定板2的底侧向上，从而能够便于根据所需实验电路进行接线，负载元件3在电路中的作用是充当用电器，避免线路空载而导致断路，负载原件可以是与所需实验电路电压、电流相匹配的指示灯、风机等用电设备；步进电机22转动使丝杆21与螺纹套20相对转动并使与螺纹套20固定连接的连接杆19与固定架发生相对位移，滑杆18在滑槽23内滑动，使活动端17向固定端16移动，当活动端17的触头24与固定端16的触头24距离足够近时，两触头24之间的电压击穿空气，此时步进电机22停止转动，从而能够模拟出故障电弧，故障电弧发生时通过电流表6显示其电流变化，并可经电路接入外联的设备，从而能够记录电路中的电流变化规律，便于故障电弧研究。

实施例二

如图1-4所示，一种交流故障电弧模拟实验装置，包括箱体1，箱体1内部与固定板2转动连接，固定板2上侧分别固定有负载元件3、微型断路器4、故障电弧探测器5、电流表6、开关按钮7、电弧发生装置，且负载元件3、微型断路器4、故障电弧探测器5、电流表6、开关按钮7、电弧发生装置中的连接导线分别通过贯穿于固定板2的接线柱15与固定板2下方的接线头导通，电弧发生装置包括固定端16、与固定端16共线且贯穿于固定板2并与固定板2相对滑动的活动端17，活动端17位于固定板2下方的部分与步进电机22传动连接，固定板2端部设有轴套8，轴套8与l型轴插接，l型轴端部与固定轴10固定连接，固定轴10两端与形体内部转动连接，箱体1包括箱底13，箱底13外侧通过铰链与箱盖14转动连接，箱底13、箱盖14相同且内侧均设有挡边11，且箱体1内部的长、宽与固定板2的长、宽相同，箱底13中的挡边11与箱底13上端之间的距离等于固定板2的厚度，箱体1侧面设有电源插孔12，步进电机22设有贯穿于箱体1的外接口，步进电机22固定于固定板2下侧。

在转动固定板2时，固定板2上固定的轴套8与l形轴9相互转动，从而能够使固定板2与固定轴10保持径向固定，挡边11卡在固定板2边缘，可使固定板2架于箱体1内，避免固定板2上的电路元件与箱体1接触或相互挤压而损坏电路元件，同时在箱体1闭合时，两侧的挡边11同时卡住固定板2，避免固定板2在形体内转动而与箱体1发生碰撞；箱体1外部设有电源插孔12可随地与外部电源连接，移动更加方便，同时步进电机22设有独立的连接端口，在实验中可将步进电机22与外部控制设备连接，以便于使活动端17在控制下移动，使触头24能够接近产生故障电弧，避免了实验中手动移动活动端17使其产生故障电弧而带来危险，更加安全、精确。

工作原理：本发明在使用时，先将固定板2转动使固定板2底端向上，之后按照所需电路进行接线，将各个电路元件连接的接线柱15之间依次连接，线路连接完后之后再将固定板2翻转过来，电源插孔12连接电源线，按下开关按钮7使线路中通电，之后通过控制步进电机22的转动使活动端17逐渐向固定端16移动，两触头24逐渐靠近，当两触头24的之间距离足够近且两触头24之间的电压足够大时，电压击穿空气使绝缘的空气中产生故障电弧，电路中的电流表6用于显示电路中电流示数，故障电弧探测器5检测到故障电弧后准备切断电路，可通过调节故障电弧探测器5中的复位按钮使且只检测故障电弧而不切断电路，微型断路器4用于紧急切断电路，开关按钮7用于控制电路中电流的供给、切断，通过外接的记录设备记录模拟装置中的电流变化，可对故障电弧进行数据化分析，便于研究不同连接方式中的故障电弧的特性。

微型断路器4型号为ic65n1pc1a；故障电弧探测器5型号为addf-63，电流表6型号为zr3092w。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。