[發明專利]一種故障電弧引燃實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請號: 202110945881.4
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113625089A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 紀杰;葛樊亮;張夢思
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01D21/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種故障電弧引燃實驗裝置，包括：故障電弧發生模塊，用于產生故障電弧；燃燒單元，用于放置可燃物，其中，故障電弧用于引燃可燃物；數據監控模塊，用于對故障電弧發生模塊與燃燒單元的狀態進行監控及實驗數據采集；控制模塊，用于控制故障電弧發生模塊的使能狀態及施加至故障電弧發生模塊兩端的電流。本公開還提供了一種基于故障電弧引燃實驗裝置的實驗方法。

技術領域

本公開涉及電氣火災安全技術領域，具體涉及一種故障電弧引燃實驗裝置及其實驗方法。

背景技術

隨著經濟的迅速發展，人們生產生活電氣化、自動化水平不斷提高，人們對于電力資源的需求越來越大。電器設備的數量日益增大，種類也復雜多樣，極大的方便了人們的生活。但是，電在給人們帶來方便的同時也帶來了許多安全問題，由于電氣線路或電氣設備故障引發的電氣火災越來越多，給人們生活和生命財產安全帶來了不可估量的損失。近年來，重大、特別重大電氣火災事故發生頻繁，受到社會的廣泛關注。應急管理部消防救援局統計數據表明，故障電弧是引發電氣火災的主要原因，這是因為故障電弧產生的高溫，極易引燃周圍的可燃物，進而引發火災。目前，國內外學者針對故障電弧的研究，主要集中在電弧的信號探測，識別等技術與產品的研發上，相關成果的應用雖然在一定程度上降低了電氣火災的危害。

但是，對于故障電弧的熱特性及其引發火災的引燃機理尚無系統的研究。通過仿真模擬實驗對故障電弧進行再現，是研究故障電弧引燃機理的重要手段，現有的故障電弧模擬實驗臺多用于故障電弧的產生，對故障電弧引燃可燃物的實驗研究尚且不足。現有為數不多的故障電弧引燃實驗臺通過高壓起弧的方式，產生長間距電弧進而進行引燃實驗，但是對于故障電弧熱特性相關參數的測量考慮欠理想，此外，實際上通常低壓配電線路中故障電弧更易引發電氣火災事故。因此，如何針對故障電弧的熱特性開展實驗并進行關鍵數據的有效測量是進行引燃機理研究的關鍵。

發明內容

為了解決現有技術中上述問題，本公開提供了一種故障電弧引燃實驗裝置及其實驗方法，旨在實現低壓故障電弧引燃實驗關鍵數據的測量，記錄故障電弧引燃可燃物的全過程，進而研究故障電弧引燃可燃物的引燃機理。

本公開的一個方面提供了一種故障電弧引燃實驗裝置，包括：故障電弧發生模塊，用于產生故障電弧；燃燒單元，用于放置可燃物，其中，故障電弧用于引燃可燃物；數據監控模塊，用于對故障電弧發生模塊與燃燒單元的狀態進行監控及實驗數據采集；控制模塊，用于控制故障電弧發生模塊的使能狀態及施加至故障電弧發生模塊兩端的電流。

進一步地，該實驗裝置還包括：數據處理模塊，用于將數據監控模塊監控得到的所述實驗數據進行處理并顯示。

進一步地，燃燒單元包括：電子天平，用于監測所述可燃物的質量；多個第一支撐桿，其位于電子天平上，用于支撐燃燒池；燃燒池，位于多個第一支撐桿上，用于放置可燃物；其中，多個第一支撐桿的高度可調節，以使調節燃燒池的高度和傾斜角度。

進一步地，燃燒池為上方開口的方形盒體，其內部設置鋼絲網及多個第二支撐桿，其中，多個第二支撐桿位于所述燃燒池的底部內表面，用于支撐所述鋼絲網，且多個第二支撐桿的高度可調節，以使調節鋼絲網距離燃燒池上表面的高度。

進一步地，故障電弧發生模塊包括：固定電極，其設置于固定底座上；移動電極，其設置于可滑動底座上且與固定電極相對設置；其中，可滑動底座的位置可調節，以調節固定電極與移動電極的間距，以使產生故障電弧。

進一步地，數據監控模塊包括：數據采集終端，其包括紅外熱像儀和電流/電壓傳感器，該紅外熱像儀用于采集所述故障電弧的熱參數，該電流/電壓傳感器用于采集所述故障電弧的電參數；可調節伸縮臂，其一端與紅外熱像儀連接，用于調節紅外熱像儀的位置；第三支撐桿，其與可調節伸縮臂的另一端活動連接，用于支撐可調節伸縮臂。