CN217766809U - 一种电弧故障保护器的检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电弧故障保护器的检测装置，包括：数据采集与后处理单元(10)、电弧故障保护器试验单元(40)以及故障电弧发生装置(50)，其中电弧故障保护器试验单元(40)为电弧故障保护器的检测提供试验工位；故障电弧发生装置(50)与电弧故障保护器试验单元(40)连接，用于产生故障电弧，为电弧故障保护器的测试提供标准的故障电弧信号源；数据采集与后处理单元(10)与故障电弧发生装置(50)连接，用于采集故障电弧发生装置(50)发生信号，并将信号进行模数转化。

Description

一种电弧故障保护器的检测装置

技术领域

本申请涉及故障电弧检测技术领域，特别是涉及一种电弧故障保护器的检测装置。

背景技术

电气火灾监控系统的基本组成包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器。该系统能够对被保护线路中的电流、剩余电流、温度进行监视，并及时发现电气火灾隐患，预防电气火灾发生。但许多严重的火灾事故仅仅是由线路中低于额定电流或预期短路电流的故障电弧引起的。这些危险的电弧可能发生在设计不合理或者老化的供电线路、电器插头以及家用电器的电源线、内部线束或零部件绝缘。当故障电弧发生时，线路上的漏电、过流和短路等保护装置，可能无法检测到或者无法迅速动作切断电源，极易引发火灾。

故障电弧的最主要危害是引发火灾，当故障电弧产生时，其中心温度高达3000℃～4000℃，并且伴有金属熔化物喷溅出来。故障电弧产生的高温高热，极易引燃线路绝缘层导致线路起火，如果在故障点附近存在有可燃物时，也极易引燃可燃物而导致火灾的发生。

电弧故障保护器，简称AFDD，是故障电弧保护电器，能检测电气线路中的电弧故障，在引发电气火灾以前切断电路，有效地防止电弧故障引起的电气火灾。在通常情况下，由于电弧故障受负载类型的影响，AFDD作为终端电器要实现不同负载条件下的电弧故障检测，正确识别正常电弧和故障电弧，区分故障电弧与电气设备正常运行的电流波形，离不开相关试验电路的试验测试与验证。因此，电弧故障保护器检测装置的研究同样是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电弧故障保护器的检测装置，目的在于针对上述现有技术中所必须的电弧故障保护器检测需求，提供一种电弧故障保护器的检测装置，可实现电弧故障保护器在多种负载情况下的检测试验。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

根据本申请的一个方面，提供了一种电弧故障保护器的检测装置，包括：数据采集与后处理单元、电弧故障保护器试验单元以及故障电弧发生装置，其中

电弧故障保护器试验单元为电弧故障保护器的检测提供试验工位；

故障电弧发生装置与电弧故障保护器试验单元连接，用于产生故障电弧，为电弧故障保护器的测试提供标准的故障电弧信号源；

数据采集与后处理单元与故障电弧发生装置连接，用于采集故障电弧发生装置发生信号，并将信号进行模数转化。

可选地，电弧故障保护器的检测装置还包括：交流稳压电源，其中交流稳压电源通过保护开关与电弧故障保护器试验单元连接，用于为检测装置提供交流180V～260V的工频试验电压。

可选地，电弧故障保护器的检测装置还包括负载单元，其中负载单元与故障电弧发生装置连接。

可选地，数据采集与后处理单元包括：并联在故障电弧发生装置两端的电压传感器以及串联在试验回路中的电流互感器、模拟/数字转换模块、高速采集模块、以及上位机平台，其中

电压传感器并联在故障电弧发生装置的两端，用于采集故障电弧发生装置两端的电压波形；

电流互感器为霍尔电流传感器，与故障电弧发生装置连接，用于采集故障电弧发生装置的电流波形；

模拟/数字转换模块分别与电压传感器和电流互感器的输出端连接，用于将电压传感器和电流互感器输出的模拟信号转换为数字信号；

高速采集模块与模拟/数字转换模块的输出端连接，将模拟/数字转换模块输出的数字信号传输给的上位机平台。

可选地，保护开关由上位机平台控制，用于在试验开始后数百毫秒至数秒内将试验回路断开，以防止电弧故障保护器不工作而导致回路未及时断开。

可选地，电弧故障保护器试验单元包括：电弧故障保护器安装支架、进线连接线、出线连接线。

可选地，电弧故障保护器试验单元的出线连接线与故障电弧发生装置、负载单元依次连接，形成回路。

可选地，故障电弧发生装置包括：碳化电缆故障电弧发生器、步进电机驱动故障电弧发生器以及切割电缆故障电弧发生器。

可选地，负载单元包括第一组插座以及第二组插座，其中

第一组插座包括第一阻性负载、第一感性负载以及第一屏蔽负载；

第二组插座包括第二阻性负载、第二感性负载以及第二屏蔽负载，并且

第一组插座包括第一预定数量并联的插座，第一组插座跨接在火线和零线之间；以及

第二组插座包括第二预定数量并联的插座，第二组插座整体串接在零线上。

根据本申请实施例，提供的电弧故障保护器检测装置通用性强，可完成多种条件和负载下的故障电弧检测试验，无需更换和移动电弧故障保护器试品，通过更换故障电弧发生器的产生方式和负载类型即可实现不同类型的试验，操作简单、适用性强。根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本实用新型实施例提供的电弧故障保护器的检测装置框架结构图；

图2为本实用新型实施例提供的电弧故障保护器的检测装置原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1为本申请提出的一种电弧故障保护器的检测装置的示意图，参考图1所示，电弧故障保护器的检测装置，包括：数据采集与后处理单元10、电弧故障保护器试验单元40以及故障电弧发生装置50，其中

电弧故障保护器试验单元40为电弧故障保护器的检测提供试验工位；

故障电弧发生装置50与电弧故障保护器试验单元40连接，用于产生故障电弧，为电弧故障保护器的测试提供标准的故障电弧信号源；

数据采集与后处理单元10与故障电弧发生装置50连接，用于采集故障电弧发生装置50发生信号，并将信号进行模数转化。

正如背景技术中所述的，在通常情况下，由于电弧故障受负载类型的影响，AFDD作为终端电器要实现不同负载条件下的电弧故障检测，正确识别正常电弧和故障电弧，区分故障电弧与电气设备正常运行的电流波形，离不开相关试验电路的试验测试与验证。因此，电弧故障保护器检测装置的研究同样是非常有必要的。

有鉴于此本申请实施例提供的电弧故障保护器的检测装置，通过故障电弧发生装置50精准产生故障电弧，为测试提供标准的故障电弧信号源，然后通过典故故障保护器试验单元40为电弧故障保护器检测提供试验工位。最后通过数据采集与后处理单元10采集装置发生信号经模数转换得到最终的数字信号。从而根据得到的数字信号确定电弧故障保护器是否异常。数据采集与后处理单元10采集所述故障电弧发生装置输出的电流波形和装置两端的电压波形。

从而通过上述设置，本申请提供的电弧故障保护器的检测装置有如下的有益效果：提供的电弧故障保护器检测装置通用性强，可完成多种条件和负载下的故障电弧检测试验，无需更换和移动电弧故障保护器试品，通过更换故障电弧发生器的产生方式和负载类型即可实现不同类型的试验，操作简单、适用性强。从而达到实现电弧故障保护器在多种负载情况下的检测试验的技术效果。

可选地，还包括：交流稳压电源20，其中交流稳压电源20通过保护开关30与电弧故障保护器试验单元40连接，用于为检测装置提供交流180V～260V的工频试验电压。图2示出了电弧故障保护器的检测装置原理图，参考图1和2所示，其中交流稳压电源，用于提供交流180V～260V的工频试验电压。

可选地，还包括负载单元60，其中负载单元60与故障电弧发生装置50连接。配合电弧故障发生器，生成阻性负载、感性负载和屏蔽负载三种不同负载条件下的电弧故障。

可选地，数据采集与后处理单元10包括：并联在故障电弧发生装置50两端的电压传感器14以及串联在试验回路中的电流互感器15、模拟/数字转换模块13、高速采集模块12、以及上位机平台11，其中

电压传感器14并联在故障电弧发生装置50的两端，用于采集故障电弧发生装置50两端的电压波形；

电流互感器15为霍尔电流传感器，与故障电弧发生装置50连接，用于采集故障电弧发生装置50的电流波形；

模拟/数字转换模块13分别与电压传感器14和电流互感器15的输出端连接，用于将电压传感器14和电流互感器15输出的模拟信号转换为数字信号；

高速采集模块12与模拟/数字转换模块13的输出端连接，将模拟/数字转换模块13输出的数字信号传输给的上位机平台11。

具体地，电压传感器14，并联在故障电弧发生装置50的两端，用于采集故障电弧发生装置50两端的电压波形；电流互感器15为霍尔电流传感器，与故障电弧发生装置50连接，用于采集故障电弧发生装置50的电流波形；模拟/数字转换模块13分别与电压传感器14和电流互感器15的输出端连接，用于将电压传感器14和电流互感器15输出的模拟信号转换为数字信号；高速采集模块12与模拟/数字转换模块13的输出端连接，将模拟/数字转换模块13输出的数字信号传输给的上位机平台。

可选地，保护开关30由上位机平台11控制，用于在试验开始后数百毫秒至数秒内将试验回路断开，以防止电弧故障保护器不工作而导致回路未及时断开。

可选地，参考图2所示，电弧故障保护器试验单元40包括：电弧故障保护器安装支架42、进线连接线41、出线连接线43。

具体地，交流稳压电源20通过保护开关30与电弧故障保护器试验单元40的进线连接线41连接，电弧故障保护器试验单元40的出线连接线43与故障电弧发生装置50、负载单元60依次连接，形成回路。

可选地，参考图2所示，电弧故障保护器试验单元40的出线连接线43与故障电弧发生装置50、负载单元60依次连接，形成回路。

可选地，参考图2所示，故障电弧发生装置50包括：碳化电缆故障电弧发生器51、步进电机驱动故障电弧发生器52以及切割电缆故障电弧发生器53。不同种类故障电弧的发生器，碳化电缆故障电弧发生器51碳化电缆故障电弧发生器用来生成碳化电缆电弧，主要是模拟电缆绝缘表皮老化、破损、接线端子接触不良、相间短路等情形下的电弧故障；步进电机驱动故障电弧发生器52步进电机驱动故障电弧发生器是通过步进电机控制移动极的位移，产生故障电弧。切割电缆故障电弧发生器53切割电缆是模拟金属切割电缆时产生的电弧。

可选地，参考图2所示，负载单元60包括第一组插座61以及第二组插座62，其中

第一组插座61包括第一阻性负载611、第一感性负载612以及第一屏蔽负载613；

第二组插座62包括第二阻性负载621、第二感性负载622以及第二屏蔽负载623，并且

第一组插座61包括第一预定数量并联的插座，第一组插座61跨接在火线和零线之间；以及

第二组插座62包括第二预定数量并联的插座，第二组插座62整体串接在零线上。

具体地，其中第一预定数量和第二预定数量这里不做限定，用户可根据实际情况自行限定，例如5个或者3个等。负载单元60的阻性负载、感性负载和屏蔽负载通过两组插座接入回路；其中，第一组插座61包含数个并联的插座，第一组并联的插座跨接在火线和零线之间；第二组插座62包含数个并联的插座，第二组并联的插座整体串接在零线上。通过串联、并联两种连接方式，将故障电弧接入到负载电路，能够创造并联接入和串联接入两种试验条件，覆盖更多的试验项目。

从而本申请提供的电弧故障保护器的检测装置有如下的有益效果：提供的电弧故障保护器检测装置通用性强，可完成多种条件和负载下的故障电弧检测试验，无需更换和移动电弧故障保护器试品，通过更换故障电弧发生器的产生方式和负载类型即可实现不同类型的试验，操作简单、适用性强。从而达到实现电弧故障保护器在多种负载情况下的检测试验的技术效果。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，包括：数据采集与后处理单元(10)、电弧故障保护器试验单元(40)以及故障电弧发生装置(50)，其中

所述电弧故障保护器试验单元(40)为电弧故障保护器的检测提供试验工位；

所述故障电弧发生装置(50)与所述电弧故障保护器试验单元(40)连接，用于产生故障电弧，为所述电弧故障保护器的测试提供标准的故障电弧信号源；

所述数据采集与后处理单元(10)与所述故障电弧发生装置(50)连接，用于采集所述故障电弧发生装置(50)发生信号，并将所述信号进行模数转化。

2.根据权利要求1所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，还包括：交流稳压电源(20)，其中所述交流稳压电源(20)通过保护开关(30)与所述电弧故障保护器试验单元(40)连接，用于为检测装置提供交流180V～260V的工频试验电压。

3.根据权利要求2所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，还包括负载单元(60)，其中所述负载单元(60)与所述故障电弧发生装置(50)连接。

4.根据权利要求3所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，所述数据采集与后处理单元(10)包括：并联在所述故障电弧发生装置(50)两端的电压传感器(14)以及串联在试验回路中的电流互感器(15)、模拟/数字转换模块(13)、高速采集模块(12)、以及上位机平台(11)，其中

所述电压传感器(14)并联在所述故障电弧发生装置(50)的两端，用于采集所述故障电弧发生装置(50)两端的电压波形；

所述电流互感器(15)为霍尔电流传感器，与所述故障电弧发生装置(50)连接，用于采集所述故障电弧发生装置(50)的电流波形；

所述模拟/数字转换模块(13)分别与所述电压传感器(14)和所述电流互感器(15)的输出端连接，用于将所述电压传感器(14)和所述电流互感器(15)输出的模拟信号转换为数字信号；

所述高速采集模块(12)与所述模拟/数字转换模块(13)的输出端连接，将所述模拟/数字转换模块(13)输出的数字信号传输给所述的上位机平台(11)。

5.根据权利要求4所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，所述保护开关(30)由所述上位机平台(11)控制，用于在试验开始后数百毫秒至数秒内将试验回路断开，以防止所述电弧故障保护器不工作而导致回路未及时断开。

6.根据权利要求3所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，所述电弧故障保护器试验单元(40)包括：电弧故障保护器安装支架(42)、进线连接线(41)、出线连接线(43)。

7.根据权利要求6所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，所述电弧故障保护器试验单元(40)的所述出线连接线(43)与所述故障电弧发生装置(50)、所述负载单元(60)依次连接，形成回路。

8.根据权利要求1所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，所述故障电弧发生装置(50)包括：碳化电缆故障电弧发生器(51)、步进电机驱动故障电弧发生器(52)以及切割电缆故障电弧发生器(53)。

9.根据权利要求3所述的电弧故障保护器的检测装置，其特征在于，所述负载单元(60)包括第一组插座(61)以及第二组插座(62)，其中

所述第一组插座(61)包括第一阻性负载(611)、第一感性负载(612)以及第一屏蔽负载(613)；

所述第二组插座(62)包括第二阻性负载(621)、第二感性负载(622)以及第二屏蔽负载(623)，并且

所述第一组插座(61)包括第一预定数量并联的插座，所述第一组插座(61)跨接在火线和零线之间；以及

所述第二组插座(62)包括第二预定数量并联的插座，所述第二组插座(62)整体串接在零线上。

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