本實(shí)用新型涉及配電線路末端的低壓保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種用于模擬航空濕電弧故障的試驗(yàn)仿真裝置。

背景技術(shù)：

由于高空和地面間溫差很大，飛機(jī)內(nèi)會(huì)凝結(jié)很多濕氣，所以航空導(dǎo)線一旦受損，濕氣就會(huì)進(jìn)入絕緣之中，在導(dǎo)線之間形成通路，引起電弧。這種電弧就稱為濕電弧，因其較小，在暴露處反復(fù)出現(xiàn)的時(shí)間可能很短，不能使斷路器跳閘，故很難被發(fā)現(xiàn)，但隨著時(shí)間的推移，最終可能造成電線短路，引發(fā)火災(zāi)。

濕電弧故障電弧的非線性特征阻抗會(huì)引起電氣輸配電網(wǎng)絡(luò)周期性波形的失真。因此大部分檢測(cè)方法的目的是要識(shí)別電壓和電流中與電弧故障有關(guān)的特征。檢測(cè)技術(shù)中一般包括這兩個(gè)基本步驟：特征提取和模式識(shí)別。

現(xiàn)有專利中用于濕電弧故障檢測(cè)的試驗(yàn)裝置存在的問題或缺點(diǎn)：

1.現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的裝置，未將滴液裝置和滴液收集容器整合，系統(tǒng)復(fù)雜，體積龐大，其應(yīng)用領(lǐng)域有限。

2.現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的裝置，滴液裝置多為精密蠕動(dòng)泵和注射泵。其造價(jià)昂貴，大幅提高了試驗(yàn)成本。

3.現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的裝置無(wú)法達(dá)到最新的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則要求，其在操作安全性和設(shè)計(jì)規(guī)范性上有欠缺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種用于模擬航空濕電弧故障的試驗(yàn)仿真裝置。

實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，一種用于模擬航空濕電弧故障的試驗(yàn)仿真裝置，如圖1所示，該裝置包括如下部分：

功率輸入模塊：直接與電網(wǎng)或者各類供電電源電氣連接，向裝置內(nèi)引入某一頻率的單相或三相交流電；

電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口：與功率輸入模塊電氣連接，作為對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試的預(yù)留接口；

故障電弧模擬發(fā)生模塊：與電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口電氣連接，所述電弧故障模擬發(fā)生模塊包括兩個(gè)組件：滴液裝置，滴液收集容器；

電氣特征采集和分析模塊：與故障電弧模擬發(fā)生模塊電氣連接，采集主回路中的電流信號(hào)和負(fù)載兩端的電壓信號(hào)，將采集到的電氣信號(hào)本地存儲(chǔ)或直接發(fā)送至上位機(jī)分析處理；

負(fù)載接口：與電氣特征采集和分析模塊電氣連接，用以接入需測(cè)試其故障電弧特性的負(fù)載。

所述功率輸入模塊也可通過(guò)靜止變頻器與電網(wǎng)電氣連接，并通過(guò)靜止變頻器將電網(wǎng)的工頻電壓轉(zhuǎn)換成中頻電壓引入裝置回路。將電網(wǎng)的工頻電壓轉(zhuǎn)換成中頻電壓引入裝置回路的靜止變頻器的型號(hào)可為RJF60-11002型，單相最大容量2KVA，或CIF-3030MP型，三相最大容量35KVA。

所述電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口作為對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試的預(yù)留接口在仿真試驗(yàn)的過(guò)程中可用小型斷路器替代。

如圖2所示，所述故障電弧模擬發(fā)生模塊是由滴液裝置和滴液收集容器組成。

如圖2所示，所述滴液裝置部分是由傳動(dòng)絲杠與支撐光杠、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)絲杠與支撐光杠動(dòng)作的步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)、安放滴液收集容器的絕緣底座以及安裝在傳動(dòng)絲杠與支撐光杠上的活動(dòng)塊4和注射器夾具共同組成的。

如圖3所示，所述滴液收集容器部分是由收集滴液的主體容器、固定導(dǎo)線束的緊固孔和絕緣導(dǎo)軌共同組成，主體容器為絕緣件。

如圖4所示，所述步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)是由驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)絲杠與支撐光杠動(dòng)作的步進(jìn)電機(jī)及其聯(lián)軸器、驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作的步進(jìn)電機(jī)控制器共同組成。步進(jìn)電機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)42型步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器為TC8640型，控制器為TC5510型。

如圖5所示，注射器夾具是由安裝在傳動(dòng)絲杠與支撐光杠上的夾具固定部分、夾具活動(dòng)部分、緊固件共同組成?？蓨A持容量為1mL-150mL的標(biāo)準(zhǔn)注射器。

如圖6所示，所述電氣特征采集和分析模塊的型號(hào)可為Fluke1760。電壓互感器夾持在負(fù)載兩端，鉗形電流互感器箍在主回路進(jìn)線處。

所述負(fù)載接口可接入純阻性負(fù)載、阻感負(fù)載和阻容負(fù)載，通過(guò)這三類負(fù)載的排列組合能夠模擬出多種典型的負(fù)載特性，某些難以模擬的特殊負(fù)載通過(guò)直接接入實(shí)物的方式來(lái)解決；

利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案制作的用于模擬交流濕電弧故障的試驗(yàn)仿真裝置，是參照國(guó)內(nèi)外最新的相關(guān)航空標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的，針對(duì)依據(jù)相同標(biāo)準(zhǔn)制造的產(chǎn)品，能夠滿足執(zhí)行相應(yīng)的性能測(cè)試試驗(yàn)程序的要求，同時(shí)也可應(yīng)用于電弧故障基礎(chǔ)理論研究。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述用于模擬航空濕電弧故障的試驗(yàn)仿真裝置的模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型所述故障電弧模擬發(fā)生模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型所述滴液收集容器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型所述步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型所述注射器夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型所述電氣特征采集和分析模塊的單相測(cè)量電路圖。

圖中，1、滴液裝置；2、注射器夾具；3、步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)；4、活動(dòng)塊；5、傳動(dòng)絲杠與支撐光杠；6、滴液收集容器；7、絕緣底座；8、絕緣導(dǎo)軌；9、緊固孔；10、主體容器；11、步進(jìn)電機(jī)及其聯(lián)軸器；12、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；13、步進(jìn)電機(jī)控制器14、夾具固定部分；15、夾具活動(dòng)部分；16、緊固件；17、功率輸入模塊；18、電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口；19、故障電弧模擬發(fā)生模塊；20、電氣特征采集和分析模塊；21、負(fù)載接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明；如圖1-6所示，一種用于模擬航空濕電弧故障的試驗(yàn)仿真裝置，該裝置包括如下部分：

功率輸入模塊17：與電網(wǎng)或者供電電源電氣連接，給整個(gè)裝置提供單相或三相交流電；

電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口18：與功率輸入模塊電氣連接，作為對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試的預(yù)留接口；

電弧故障模擬發(fā)生模塊19：與電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口電氣連接，所述電弧故障模擬發(fā)生模塊是由滴液裝置和滴液收集容器兩部分構(gòu)成的；

電氣特征采集和分析模塊20：與電弧故障模擬發(fā)生模塊電氣連接，采集主回路中的電流信號(hào)和負(fù)載兩端的電壓信號(hào)，將采集到的電氣信號(hào)本地存儲(chǔ)或直接發(fā)送至上位機(jī)分析處理；

負(fù)載接口21：與電氣特征采集和分析模塊電氣連接，連接測(cè)試其電弧故障特性的負(fù)載。

所述功率輸入模塊17直接與電網(wǎng)電氣連接，給整個(gè)裝置提供單相或三相交流電；

或者，

所述功率輸入模塊通過(guò)靜止變頻器與電網(wǎng)電氣連接，并通過(guò)靜止變頻器將電網(wǎng)的工頻電壓轉(zhuǎn)換成中頻電壓引入裝置回路，給整個(gè)裝置提供單相或三相交流電。

所述電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口18，作為對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試的預(yù)留接口，試驗(yàn)仿真中可用一個(gè)小型斷路器替代原來(lái)的電弧故障保護(hù)電器測(cè)試接口。

所述電弧故障模擬發(fā)生模塊19是由滴液裝置1和滴液收集容器6組成。

所述滴液裝置1是由底座7、設(shè)置在底座上的步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)3，設(shè)置在底座上的傳動(dòng)絲杠與支撐光杠5、安裝在傳動(dòng)絲杠與支撐光杠上的活動(dòng)塊4和注射器夾具2共同組成的，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)絲杠與支撐光杠動(dòng)作。

所述滴液收集容器6是由設(shè)置在底座上的收集滴液的主體容器10、設(shè)在在主體容器內(nèi)用于固定導(dǎo)線束的緊固孔9和設(shè)置在緊固孔處的絕緣導(dǎo)軌8共同組成。

所述步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)3是由驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)絲杠與支撐光杠動(dòng)作的步進(jìn)電機(jī)及其聯(lián)軸器11、驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12、控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作的步進(jìn)電機(jī)控制器13共同組成。

所述的注射器夾具是由安裝在傳動(dòng)絲杠與支撐光杠上的夾具固定部分14、夾具活動(dòng)部分15，以及驅(qū)動(dòng)夾具夾緊的緊固件16共同組成。

電氣特征采集和分析模塊20采用FLUKE1760型電能質(zhì)量分析儀。

所述負(fù)載接口21可接入純阻性負(fù)載、阻感負(fù)載、阻容負(fù)載及各種實(shí)物負(fù)載。

圖2是本實(shí)用新型所述故障電弧模擬發(fā)生模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，是由滴液裝置1和滴液收集容器6組成。選取容量合適的注射器，注滿溶液，由注射器夾具2夾持，活塞部分向上，針頭部分向下。調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)3，使活動(dòng)塊4貼緊活塞上部。將導(dǎo)線束穿過(guò)主體容器10兩側(cè)的緊固孔9，用尼龍?jiān)鷰?dǎo)線束固定在兩側(cè)的絕緣導(dǎo)軌8上，調(diào)節(jié)導(dǎo)線束呈左右對(duì)稱，水平放置狀態(tài)，并大致位于注射器的正下方，之后按實(shí)驗(yàn)要求連接導(dǎo)線束其他電氣接線。啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)3，使活動(dòng)塊4按定速均勻向下運(yùn)動(dòng)，擠壓注射器活塞，使注射器向?qū)Ь€束均勻噴射溶液，用以模擬航空濕電弧。

上述實(shí)施實(shí)例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。