[发明专利]一种模拟配电网间歇性电弧接地故障的设备及方法

说明书

本发明提供一种模拟配电网间歇性电弧接地故障的设备及方法，所述设备包括滑轨、第一支撑架、第二支撑架、绝缘电极圆盘、电极盘电机，第一支撑架设于滑轨一侧，第二支撑架固定于滑轨，第二支撑架上设有用于驱动绝缘电极圆盘转动的电极盘电机，第一支撑架上安装有上导电棒、下导电棒，上导电棒、下导电棒相靠近的一端分别设有上弧形导体片、下弧形导体片，绝缘电极圆盘位于上弧形导体片和下弧形导体片之间，绝缘电极圆盘上嵌入两圈导电柱，上弧形导体片和下弧形导体片分别安装在上导电棒、下导电棒靠近导电柱的一侧。本发明中弧形导体片的使用，可在实现工频熄弧并有效模拟电弧接地故障的同时大幅降低成本，有广泛的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及配电网电力试验技术领域，具体是一种模拟配电网间歇性电弧接地故障的设备及方法。

背景技术

受绝缘击穿、线路老化以及暴风、暴雨等恶劣天气影响，中压配电网常因导线破损、坠地，绝缘子闪络等发生单相电弧接地故障。单相电弧接地故障作为中压配电网最常见的故障类型之一，具有故障过程复杂、非线性特征明显、谐波含量丰富等特点。在现场实际运行条件下，受实际故障环境中温度、湿度、风速等条件影响，电弧接地故障(特别是高阻接地且电弧电流偏小时)的接地过程往往伴随着间歇性，即产生的电弧为非稳定性电弧。该类电弧难以自行熄灭，但又不足以稳定燃烧，往往在工频电流过零时熄灭，形成半个或几个周波的时燃时灭的放电现象。对于持续时间较长、影响面较广的间歇性弧光接地，易诱发电弧接地过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。

为验证单相电弧接地故障的电气量特征，获取故障录波数据，同时验证各保护装置以及配电自动化相关设备的动作行为，电网公司及各高校等研究团队往往需开展多次可重复实现的人工接地实验。在人工接地实验中，现有常用的电弧接地模拟方法是将铜制球隙直接接入配电线路，通过调整球隙间距实现电弧放电，但该种方法存在可控性较差、不易控制放电初相角、球隙易碎坏等缺点。另外，发明专利“一种配电网间歇性弧光接地故障模拟试验设备和方法”(专利申请号：201610543564.9)提出一种间歇性接地故障模拟设备，通过旋转的电极与固定的导电柱放电，但该设备存在价格昂贵、不易实现工频熄弧等缺点，在人工接地实验中普及较为困难。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明结合电弧熄弧原理，提出一种可实现工频熄弧的模拟配电网间歇性电弧接地故障的设备及方法，在有效模拟电弧接地故障的同时可大幅降低成本，有着广泛的实际应用价值。

本发明的技术方案为：

一种模拟配电网间歇性电弧接地故障的设备，包括滑轨、第一支撑架、第二支撑架、绝缘电极圆盘、电极盘电机，第一支撑架设于滑轨一侧，第二支撑架固定于滑轨，第二支撑架上设有用于驱动绝缘电极圆盘转动的电极盘电机，第一支撑架上安装有呈竖直状态且间隔一定距离设置的上导电棒、下导电棒，上导电棒、下导电棒相靠近的一端分别设有上弧形导体片、下弧形导体片，绝缘电极圆盘位于上弧形导体片和下弧形导体片之间，绝缘电极圆盘上嵌入两圈导电柱，外圈均匀分布多个外圈导电柱，内圈不均匀分布多个内圈导电柱，上弧形导体片和下弧形导体片分别安装在上导电棒、下导电棒靠近导电柱的一侧。

进一步的，所述电极盘电机的电机轴与联轴器连接，绝缘电极圆盘的中心与联轴器固定。

进一步的，上弧形导体片和下弧形导体片与上导电棒、下导电棒之间通过焊接连接。

进一步的，上弧形导体片和下弧形导体片的弧心与绝缘电极圆盘的圆心的垂直投影点重叠。

进一步的，上弧形导体片和下弧形导体片的半径与外圈导电柱所在圆的半径相同。

进一步的，第一支撑架上部间隔安装有上支撑杆和下支撑杆，上导电棒、下导电棒分别对应可上下移动地安装在上支撑杆和下支撑杆上。

进一步的，上导电棒、下导电棒经螺纹旋入并固定到对应的上支撑杆和下支撑杆中。