[发明专利]配电网单相接地故障电弧自熄特性模拟装置及试验方法

说明书

配电网单相接地故障电弧自熄特性模拟装置及试验方法。该模拟装置包括熔断器、断路器、引弧装置、罗氏线圈、阻容分压器和控制器，其中引弧装置包括高压电极、接地电极；罗氏线圈测量流经引弧装置的电流；引弧装置两端并联阻容分压器，阻容分压器测量引弧装置的电压；控制器记录高压电极与低压电极之间的电极间隙距离，并控制高压电极水平移动，以调节高压电极与接地电极之间的电极间隙；控制器通过比对设定电流信号值与罗氏线圈测量的实时电流信号值判断电弧起燃或熄灭，并记录电弧起燃时刻和电弧熄灭时刻的电极间隙距离。本发明可以记录起燃距离以及熄弧距离、定量模拟电弧间隙变化、自动判别电弧是否起燃熄灭。

技术领域

本发明属于电力系统控制领域，具体地，涉及配电网单相接地故障电弧自熄特性模拟装置及试验方法。

背景技术

配电网作为直接面向广大用户的关键环节，其安全性、稳定性以及故障后的快速恢复受到越来越多的关注，对城市经济的安全、稳定发展有着极其重要的现实意义。在配电网中，发生单相接地故障的概率占总故障的80％。当系统运行出现单相接地故障时，就会使得发生故障的某一相对地电压下降，而另外两相对地电压以及中性点处的零序电压会发生上升的现象，从而使得系统中三相对地电压不会再平衡。但是，线电压短时间内则会继续保持原先的对称运行，不会对用户的供电产生比较大的影响。按照国家的规定，在此种故障下，系统若剩余电流在10A以下可以进行1～2h不断电运行。此时，若电弧不熄灭，即故障点处持续存在放电电弧，可能造成绝缘损坏的进一步扩大，还可能会造成弧光过电压。由此所产生的过电压持续时间比较长，贯穿于整个网络，并由此会产生绝缘击穿，使得相间发生短路故障，进而会对人身安全、用户的供电以及相关设备造成严重的影响。

东北地区的66kV系统由于系统电压更高，整体电容电流水平理论上也高于其他地区的35kV系统。目前广泛采用的将残余电流控制在10A以下即认为单相接地故障电弧可自行熄灭的理论也是基于10kV与35kV系统在空气条件下得到的，对于电压等级更高、电压恢复更快的66kV系统而言，该数值的适用性需要进一步的深入研究，由于目前城市建设的高速发展，66kV系统中架空线路与敞开式变电站的传统输变电方式比重逐渐降低，电缆与GIS相配合的输变电方式逐渐成为主流，由于电缆、GIS及空气绝缘的介质恢复速度与灭弧能力各不相同，因而传统的单相接地故障电弧自熄临界残余电流10A的标准不再适用，有必要对单相接地时的空气电弧自熄临界电流进行测试，为66kV系统消弧线圈配置提供依据。

现有技术文件1(CN112964964 A，申请公布日2021.06.15)：公开了一种开配电网接地故障电弧模拟装置及电弧处置设备验证方法。该模拟装置，包括：第一电极、第二电极和间隙调节装置；所述第一电极与所述第二电极相对地设置；所述第二电极与所述间隙调节装置连接；在所述间隙调节装置控制所述第二电极远离或靠近所述第一电极时，所述第一电极与所述第二电极形成的间隙变大或变小；所述第一电极与所述第二电极形成的间隙内填充有绝缘气体；在所述第一电极与所述第二电极之间的电势差不小于预先确定的数值，且所述间隙调节装置控制所述第二电极靠近所述第一电极且所述第一电极与所述第二电极之间的间距不大于预先确定的数值时，所述间隙内的绝缘气体产生电弧放电。现有技术文件1的不足之处在于，无法对接地电弧的熄弧特性进行定量测定，无法分析并记录电弧的起燃距离以及熄弧距离，无法定量的模拟电弧燃烧过程中的间隙变化。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种配电网单相接地故障电弧自熄特性模拟装置及试验方法。

本发明采用如下的技术方案。

配电网单相接地故障电弧自熄特性模拟装置，包括熔断器、断路器、引弧装置、罗氏线圈、阻容分压器和控制器，

引弧装置包括高压电极、接地电极；