[发明专利]一种主动干预型消弧装置测试系统功能体系

权利要求书

1.一种主动干预型消弧装置测试系统功能体系，其特征在于，所述测试系统功能体系包括：

中压配电网系统模拟功能模块，通过电网设备、线路、母线、负荷、等效参数设备搭建，可以实现中压配电网系统特性模拟；

单相接地故障模拟功能模块，在所述中压配电网系统模拟功能模块的基础上，在所述线路或所述母线上设定配网故障发生区域，重现单相接地故障；

性能指标监测功能模块，在所述单相接地故障模拟功能模块重现单相接地故障时，进行性能指标的监测；

结果展示功能模块，用于对所述中压配电网系统模拟功能模块设定的拓扑结构、所述单相接地故障模拟功能模块设定的故障类型及故障过程、所述性能指标监测功能模块完成的指标监测结果以及测试系统的视频数据进行展示；

所述测试系统功能体系的测试指标包括：装置熄弧能力指标、故障处理能力指标、故障点转移站内的安全影响指标、故障相电压恢复对互感器的保护能力指标、装置适用范围指标；

装置熄弧能力指标包括熄弧能力指标；熄弧能力指标用于测试故障点电弧熄灭的能力；熄弧能力指标涉及到电弧模型；

电弧模型为“磁力Fm，浮力Fb，空气阻力Fd”，电弧模型用来解释电弧行为和自熄特征；

磁力Fm，浮力Fb，空气阻力Fd和重力G的表达式由下式确定：

式中l_i是当前i的长度，i为电流的组成元素；I是电流；ρ_a是大气密度；V_i是当前i的体积；g是重力加速度；d是i的直径；S是垂直于移动方向的投影面积；v_i是i的速度；m_i和ρ_i分别是i的质量和密度；C是阻力系数；B_i是单i位置的磁通密度；

磁通密度B_i可以表示如下

式中μ₀为真空渗透率；dl_j，dl_p和dl_n分别是电弧通道正电极和负电极中的差分元素；r_ji是元素j和i之间的距离；e_pi和e_ni是分别从元素p和n到当前元素i的单位向量；L_P和L_N分别表示沿着正极和负极的线积分路径；

熄弧能力指标所涉及的电弧自熄条件有四个参数，它们都是初始电流的函数，由下式确定：

式中U_S、I_S和l分别是电弧自熄电压、电流和长度；t是电弧爬升过程的持续时间；I_i是产生电弧时的初始电流；此外，长度l与自熄电压和电流之间的关系由下式确定：

通过对熄弧能力指标所涉及的参数进行研究，便于更好的测试主动干预型消弧装置的熄弧能力，为判断消弧装置是否合格提供依据。

2.根据权利要求1所述的一种主动干预型消弧装置测试系统功能体系，其特征在于，所述中压配电网系统模拟功能模块按照不同配置方式分别具有10kV变电站标准配置及运行方式能力、不同配电网系统参数模拟能力、10kV配电网网架模拟能力、多种类型线路及多种类型线路组合线路模拟能力、多种类型负载特性模拟能力。

3.根据权利要求1所述的一种主动干预型消弧装置测试系统功能体系，其特征在于，所述单相接地故障模拟功能模块包括单相接地故障模拟功能、多种接地极阻抗模拟功能和两个故障发生点模拟功能。

4.根据权利要求3所述的一种主动干预型消弧装置测试系统功能体系，其特征在于，所述单相接地故障模拟功能包括金属性接地故障、经不同阻值电阻接地故障、弧光接地故障、断线接地故障。

5.根据权利要求4所述的一种主动干预型消弧装置测试系统功能体系，其特征在于，所述单相接地故障模拟功能通过控制接地开关的导通时间，能够设定故障发生的时间，为检验装置的动作逻辑提供多种模拟环境。