[发明专利]一种潮湿电弧发生装置

说明书

本发明属于电弧故障检测技术领域，涉及一种潮湿电弧发生装置，主要由控制系统(1)、注射器推动机构、机械支撑机构、皮下注射器、底座(2)、线缆固定装置、电解液收集盘(10)组成；通过控制系统能够实现步进电机的转速控制和显示，带动注射器推动机构对皮下注射器进行推拉操作，保证电解液能够按照所需速度滴落到被测线缆上。被测线缆通过线缆固定装置固定在皮下注射器针头的正下方，在被测点放置由电解液收集盒能够对滴落的电解液进行收集。本发明的装置适用于潮湿电弧试验或用于验证电弧故障断路器的潮湿电弧检测特性。在满足潮湿电弧产生的同时，能够实现电解液滴落速度的调节和收集，并固定被测线缆。

技术领域

本发明属于电弧故障检测技术领域，涉及一种潮湿电弧发生装置，用于电弧故障检测方法研究试验及电弧故障断路器，即AFCB(Arc Fault Circle Breaker)的潮湿电弧故障特性检测中。

背景技术

电弧故障发生装置是一种依附于AS 5692、AS 6019、UL 1699、GB 14287、GB/T31143的附加产物。在标准中主要用于产生试验所需的故障电弧，给予标准涉及的相应电弧故障检测装置一定激励，使其做出相应的保护动作，检验电弧故障检测装置的保护特性。用于模拟常规配电系统中，因线路绝缘层老化、物理破坏、表面的潮湿和污染物效应而引起的持续燃弧事件。这类电弧事件不仅会损坏线路，严重时会引燃附近可燃物造成火灾。

根据美航标AS5692和AS6019的要求，潮湿电弧的检测与保护是电弧故障断路器必须具有的检测功能之一。为验证这一功能需在试验验证系统中提供符合要求的潮湿电弧。本发明则涉及一种潮湿电弧发生装置。

在AS5692和AS6019中并未给出确切的潮湿电弧发生装置，仅给出了铡刀截断并联电弧发生装置以及松动接线柱串联电弧发生装置。分别如附图1和附图2所示。截断电弧发生装置是将一锋利钢制刀片固定在非导电杠杆臂上，非导电杠杆臂一端通过铰接和固定底座连接，另一端具有操作手柄。通过操作手柄能够人工对非导电杠杆臂施加一个缓慢稳定的压力，使得刀片能够以一定角度切割入第一根被测线缆并与第二根被测线缆的金属导线恰好接触，此时因为电路短接从而产生并联电弧。松动接线柱电弧发生装置是将一个螺柱安装在导电表面，用非导电材料将该表面与振动台隔离，将跨接线从螺柱环到端子形成从夹具一端到另一端的串联。紧固螺柱上的自锁螺母，直到螺母上的锁紧机构完全啮合为止(该螺母仅用于保证到导线端不会从螺柱上振动下来)。当螺柱和自锁螺母间隙接触时，接线端子能够保持自由振动。

现有潮湿电弧发生装置主要包括步进电机、皮下注射针管、支撑机械装置、氯化钠电解液组成，其中氯化钠电解液是由蒸馏水溶解3％±0.5％氯化钠制备而成。其原理是将加入氯化钠电解液的皮下注射针管放置到支撑机械装置上，通过变速步进电机推动注射器推杆，使得装置能够以每分钟100mg±10mg(0.0035盎司±0.00035盎司)的速度(8至10滴3％氯化钠溶液)将电解质溶液输送至被测线缆。

现有装置能够实现潮湿电弧的发生，但是还存在以下几个不足：

1)不能实时调整电解液注射速度：在注入电解液的过程中，步进电机速度需提前设定好。速度太快则产生电弧时，滴入过快的电解液会浇灭电弧；速度太慢则需要较长的时间滴入足够的电解液才能产生电弧。此时需要提取进行预备试验，选择合适的电机步进速度。

2)被测线缆没有可靠固定位置：现有的装置不涉及被测线缆的固定，需在固定试验设备后根据针头位置，在其下方放置被测线缆。若在实验过程中，装置发生移动则电解液就无法低落到被测线缆的指定位置上。

3)电解液滴落后没有固定的收集器：除滴落到被测线缆上的电解液，其他多余电解液会撒到操作台上，对操作台表面造成污染。

4)在产生电弧后，注射器无法停止注入：步进电机仅能完成注射器的推进功能，在产生电弧后，随着步进电机的持续推进，滴落的电解液可能会浇灭电弧，此时需要人工暂停步进电机。

发明内容