一种基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台的制作方法
本发明涉及防火限流式保护器试验，具体为一种基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台。
背景技术：
1、电气防火限流式保护器可有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，使用寿命短等弊端，实现μs级限流。根据产品标准要求，当配电线路发生短路故障时，电气防火限流式保护器应能在150μs内快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。
2、申请号cn201721433977.8为电气防火限流式保护器的试验电路原理方案，电气防火限流式保护器产品的国家标准gb 14287.6《电气火灾监控系统 第6部分 电气防火限流式保护器》正在报批中，目前，产品生产企业和科研院所采用的试验方法均以该标准报批稿为蓝本，标准中对产品进行短路性能测试的要求，采用“即时注入”短路信号的方式，在线路发生短路后，开始计时，测试电气防火限流式保护器的保护时间。该方法存在一个问题，当市电输入信号以正弦波形式变化时，注入短路信号时，电流所处的正弦波相位不同，电流激增至短路保护电流及电气防火限流式保护器保护动作的时间不同，“即时注入”方式测量得到的电气防火限流式保护器保护动作时间难以复现，多次试验的结果间一致性不佳，在试验结果的判定上存在不可控因素。传统的电气防火限流式保护器试验方法在产品的测试中，无法精准实现各种不同的短路注入条件，结果存在一定的随机性，对产品的检验结果复现性差。同时，现有试验方法在产品过载性能测试中的限流保护测试方法单一，仅在产品电流达到120%和80%的条件进行测试，过载性能测试对配电系统复杂性，对不同过载电流下产品应限流保护动作的时间未做针对性测试。
技术实现思路
1、鉴于上述缺点与不足，本发明提供一种基于相位识别的电气防火限流式保护器试验装置及方法，用于电气防火限流式保护器产品的短路、过载性能测试，应用于电气防火限流式保护器产品的检验，规范化产品的性能检测要求和试验方法，确保检验结果的可信度，保障电气防火限流式保护器产品的检验能力，进一步提升电气防火限流式保护器产品的性能，解决现有电气防火限流式保护器检测技术中，未能在指定相位注入短路信号，试验结果存在随机性，复现性差的技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：试验模块，操作台和示波器，待测试电气防火限流式保护器通过串联方式接入试验平台，电气防火限流式保护器连接负载后形成被保护电路，试验平台的外接电压测试端、外接电流测试端与示波器电连接，通过操作台控制电气防火限流式保护器的试验过程；所述试验模块包括短路测试单元、负载测试单元和自保护单元，并建立电气防火限流式保护器的短路测试及负载测试的技术指标体系，通过试验模块对电气防火限流式保护器进行短路功能和负载功能的测试，并在满足自保护条件后自动停止负载运行。
3、所述短路测试单元预设注入短路信号的指定相位、短路保护电流数值、短路延时注入时间和自保护条件，开始测试后，经过设定的延时注入时间后短路测试单元计算电流波形正弦波为0°相位角时的短路时间，将20ms/50hz市电电流波形进行360等分，当读取到相位为k°的电流信号时，立即注入短路信号，实现指定相位注入短路信号的功能，其中k为0~360之间的整数。
4、所述电气防火限流式保护器的短路测试的技术指标体系包括延时注入时间为3s~60s，电气防火限流式保护器电流波形正弦波为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°等任意典型相位角发生短路的情况下，电气防火限流式保护器的短路保护动作瞬时电流不小于额定工作电流的5倍，电气防火限流式保护器的短路保护动作瞬时电流与短路保护电流设定值之差的绝对值不大于短路保护电流设定值的10％，电气防火限流式保护器的限流保护时间不大于150μs。
5、所述负载测试单元预设负载电流、变压器输出电压、负载的类型，输入额定工作电流负载启动时间，通过电气防火限流式保护器的负载测试的技术指标体系对电气防火限流式保护器的过启动电流保护功能、大功率过负载保护功能、小功率过负载保护功能、电压波动功能进行测试并记录测试数据传输到示波器上显示。
6、所述电气防火限流式保护器的负载测试的技术指标体系包括当被保护电路的瞬时电流值达到保护器额定工作电流值的5倍时，电气防火限流式保护器应在0.1s内触发限流保护动作；当被保护回路的电流有效值达到保护器额定工作电流值的255％时，且最大瞬时电流不超过5倍额定工作电流值时，电气防火限流式保护器应在3s～60s内触发限流保护动作；当被保护回路的电流有效值达到保护器额定电流值的145％，且小于255％额定工作电流值时，电气防火限流式保护器应在30min～1h内触发限流保护动作；当被保护回路的电流值不大于保护器额定工作电流的113％时，保护器在1h内，不应触发限流保护动作。
7、所述自保护单元设置平台短路自保护时间为100ms，自保护单元设置平台负载自保护时间，当负载电流大于额定工作电流的255%时，负载自保护时间为60s；当负载电流为额定工作电流的145%~255%之间时，负载自保护时间为1h；当负载电流小于额定工作电流的145%时，负载自保护时间为1h30min；当进行短路或者负载测试时，测试超过平台自保护时间，则启动平台自保护，自动解除短路的同时停止负载运行。
8、本发明具有以下有益效果及优点：
9、本发明基于相位识别的电气防火限流式保护器试验装置针对传统电气防火限流式保护器试验过程中短路测试试验，试验结果一致性难以保证，过负荷测试指标对不同过载条件测试结果无区分度的问题，提出了基于指定相位注入短路信号测试的功能，保证了电气防火限流式保护器产品在测试结果的一致性。用于电气防火限流式保护器产品的短路、过载性能测试，应用于电气防火限流式保护器产品的检验，规范化产品的性能检测要求和试验方法，确保检验结果的可信度，保障电气防火限流式保护器产品的检验能力，进一步提升电气防火限流式保护器产品的性能。
技术特征：
1.一种基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台，其特征在于，包括：试验模块，操作台和示波器，待测试电气防火限流式保护器通过串联方式接入试验平台，电气防火限流式保护器连接负载后形成被保护电路，试验平台的外接电压测试端、外接电流测试端与示波器电连接，通过操作台控制电气防火限流式保护器的试验过程；所述试验模块包括短路测试单元、负载测试单元和自保护单元，并建立电气防火限流式保护器的短路测试及负载测试的技术指标体系，通过试验模块对电气防火限流式保护器进行短路功能和负载功能的测试，并在满足自保护条件后自动停止负载运行；所述短路测试单元预设注入短路信号的指定相位、短路保护电流数值、短路延时注入时间和自保护条件，开始测试后，经过设定的延时注入时间后短路测试单元计算电流波形正弦波为0°相位角时的短路时间，将20ms/50hz市电电流波形进行360等分，当读取到相位为k°的电流信号时，立即注入短路信号，实现指定相位注入短路信号的功能，其中k为0~360之间的整数。
2.根据权利要求1所述的基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台，其特征在于：所述电气防火限流式保护器的短路测试的技术指标体系包括延时注入时间为3s～60s，电气防火限流式保护器电流波形正弦波为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°相位角发生短路的情况下，电气防火限流式保护器的短路保护动作瞬时电流不小于额定工作电流的5倍，电气防火限流式保护器的短路保护动作瞬时电流与短路保护电流设定值之差的绝对值不大于短路保护电流设定值的10％，电气防火限流式保护器的限流保护时间不大于150μs。
3.根据权利要求1所述的基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台，其特征在于：所述负载测试单元预设负载电流、变压器输出电压、负载的类型，输入额定工作电流负载启动时间，通过电气防火限流式保护器的负载测试的技术指标体系对电气防火限流式保护器的过启动电流保护功能、大功率过负载保护功能、小功率过负载保护功能、电压波动功能进行测试并记录测试数据传输到示波器上显示。
4.据权利要求1所述的基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台，其特征在于：所述电气防火限流式保护器的负载测试的技术指标体系包括当被保护电路的瞬时电流值达到保护器额定工作电流值的5倍时，电气防火限流式保护器应在0.1s内触发限流保护动作；当被保护回路的电流有效值达到保护器额定工作电流值的255％时，且最大瞬时电流不超过5倍额定工作电流值时，电气防火限流式保护器应在3s～60s内触发限流保护动作；当被保护回路的电流有效值达到保护器额定电流值的145％，且小于255％额定工作电流值时，电气防火限流式保护器应在30min～1h内触发限流保护动作；当被保护回路的电流值不大于保护器额定工作电流的113％时，保护器在1h内，不应触发限流保护动作。
5.据权利要求1所述的基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台，其特征在于：所述自保护单元设置平台短路自保护时间为100ms，自保护单元设置平台负载自保护时间，当负载电流大于额定工作电流的255%时，负载自保护时间为60s；当负载电流为额定工作电流的145%～255%之间时，负载自保护时间为1h；当负载电流小于额定工作电流的145%时，负载自保护时间为1h30min；当进行短路或者负载测试时，测试超过平台自保护时间，则启动平台自保护，自动解除短路的同时停止负载运行。
技术总结
本发明公开一种基于相位识别的电气防火限流式保护器试验平台，属于防火限流式保护器试验技术领域，包括短路测试单元、负载测试单元和自保护单元，并建立电气防火限流式保护器的短路测试及负载测试的技术指标体系，通过试验模块对电气防火限流式保护器进行短路功能和负载功能的测试，并在满足自保护条件后自动停止负载运行。本发明提出了基于指定相位注入短路信号测试的功能，保证了电气防火限流式保护器产品在测试结果的一致性；规范化产品的性能检测要求和试验方法，确保检验结果的可信度，保障电气防火限流式保护器产品的检验能力，进一步提升电气防火限流式保护器产品的性能。
技术研发人员：孙超,李小白,刘洋,吕寻斋,聂云良
受保护的技术使用者：应急管理部沈阳消防研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5