CN106501710A - 一种适用于多种气体介质的开关电弧实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供一种适用于多种气体介质的开关电弧实验装置，涉及电弧试验技术领域，能够快速高效地完成对多种气体介质的开断性能测试。开关电弧实验装置包括：压力容器部分、电气连接部分、机械支撑部分以及操纵机构部分；压力容器部分包括密闭的罐体，罐体外壁上设置有抽气孔以及气体缓冲室；电气连接部分包括动触头以及静触头；机械支撑部分位于罐体内部，包括动触头基座和静触头基座，分别将动触头以及静触头固定在罐体内部的同一条轴线上；操纵机构部分包括绝缘拉杆，用于带动动触头沿轴线运动，使得动触头与静触头贴合或者分开。本发明用于开关电弧实验。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及电弧试验技术领域，尤其涉及一种适用于多种气体介质的开关电弧实验装置。
背景技术
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。在高压领域，特别是72.5kV及以上电压等级，SF6气体由于其优良的绝缘性能和开断能力，被广泛应用于高压断路器的制造。然而，SF6具有极强的温室效应，单位质量SF6的温室效应是CO2的24000倍。因此，迫切需要寻找SF6的替代气体。
为了测试SF6替代气体的开断能力，以及其它影响断路器开断性能的因素，如实验环境压强、触头分断速度、触头开距等，需要对多种气体介质在多种影响因素作用下的开断性能进行测试。
现有实验装置仅能对某一项影响因素进行测试，导致其通用性差，测试效率低下，因而无法满足研究需求。
发明内容
本发明的实施例提供一种适用于多种气体介质的开关电弧实验装置，能够快速高效地完成对多种气体介质的开断性能测试。
为了达成上述目的，本申请的实施例提供一种适用于多种气体介质的开关电弧实验装置，包括：
压力容器部分、电气连接部分、机械支撑部分以及操纵机构部分；
所述压力容器部分包括密闭的罐体(2)，罐体(2)外壁上设置有抽气孔(6)以及气体缓冲室(14)；当抽气孔(6)的阀门打开时，罐体(2)内部的气体可通过抽气孔(6)抽出；当气体缓冲室(14)的阀门打开时，可通过气体缓冲室(14)向罐体(2)内部充入气体；
所述电气连接部分包括动触头(8)以及静触头(11)；
所述机械支撑部分位于罐体(2)内部，包括动触头基座(9)和静触头基座(12)，分别将动触头(8)以及静触头(11)固定在罐体(2)内部的同一条轴线上；
所述操纵机构部分包括绝缘拉杆(7)，绝缘拉杆(7)贯穿罐体(2)外壁与动触头(8)连接，用于带动动触头(8)沿所述轴线运动，使得动触头(8)与静触头(11)贴合或者分开。
本发明的实施例所提供的适用于多种气体介质的开关电弧实验装置，通过缓冲室(14)向罐体(2)内部充入气体，通过抽气孔(6)将罐体(2)内部气体抽出，可实现不同气体介质下的开关电弧试验，并对气体压强进行控制。试验过程中，通过绝缘拉杆(7)带动动触头(8)运动，通过控制绝缘拉杆(7)的运动速度，可达到控制触头(8)运动速度的作用。当动触头(8)与静触头(11)分开时，两者之间可形成电弧，动触头(8)与静触头(11)之间的距离，可以通过控制绝缘拉杆(7)来进行调整。因此，通过本发明的实施例所提供的开关电弧实验装置，可对多种气体介质进行测试，并在测试过程中对环境压强、触头分断速度、触头开距进行精细化的控制，从而快速高效地完成对多种气体介质的开断性能测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例所提供的开关电弧实验装置结构示意图；
图2为开关电弧实验装置的压力容器部分的结构示意图；
图3为开关电弧实验装置的电气连接部分以及机械支撑部分的结构示意图；
图4为开关电弧实验装置的操纵机构部分的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明的实施例提供一种适用于多种气体介质的开关电弧实验装置，结合图1所示，开关电弧实验装置包括：
压力容器部分、电气连接部分、机械支撑部分以及操纵机构部分；
压力容器部分包括密闭的罐体(2)，罐体(2)外壁上设置有抽气孔(6)以及气体缓冲室(14)；当抽气孔(6)的阀门打开时，罐体(2)内部的气体可通过抽气孔(6)抽出；当气体缓冲室(14)的阀门打开时，可通过气体缓冲室(14)向罐体(2)内部充入气体；
电气连接部分包括动触头(8)以及静触头(11)；
机械支撑部分位于罐体(2)内部，包括动触头基座(9)和静触头基座(12)，分别将动触头(8)以及静触头(11)固定在罐体(2)内部的同一条轴线上；
操纵机构部分包括绝缘拉杆(7)，绝缘拉杆(7)贯穿罐体(2)外壁与动触头(8)连接，用于带动动触头(8)沿轴线运动，使得动触头(8)与静触头(11)贴合或者分开。
压力容器部分可以满足多种气体介质、不同气体压力下的实验要求。
通过对于绝缘拉杆运动速度的精确控制，可起到触头分断速度进行控制的作用。
通过对绝缘拉杆运动幅度的精确控制，可起到对触头开距进行控制的作用。
电气连接部分与压力容器部分绝缘，电气连接部分与操纵机构部分绝缘，以确保实验设备、人员的安全。
需要特别指出的是，图1所示的开关电弧实验装置，实际上一种优选的实施方式，图1所示除了包括上述结构特征外，还包括了其它一些附加的结构特征，以下结合图1-图4，分别对开关电弧实验装置的压力容器部分、电气连接部分、机械支撑部分以及操纵机构部分的优选实施方式分别进行说明。
结合图2所示，压力容器部分包括罐体(2)、罐体(2)外壁上设置有观察窗(5)、抽气孔(6)、操作窗口(10)和气体缓冲室(14)，其中观察窗(5)的数量可以有多个，便于观察测量电弧参数。
结合图3所示，电气连接部分包括软连接(3)、进线端子(4)、动触头(8)、静触头(11)和出线端子(13)。其中进线端子(4)通过软连接(3)与动触头(8)相连，出线端子(13)与静触头(11)相连。机械支撑部分包括动触头基座(9)和静触头基座(12)，两者分别将动触头(8)以及静触头(11)固定在罐体(2)内部的同一条轴线上。
结合图4所示，操纵结构部分由电机(1)和绝缘拉杆(7)组成。电机(1)用于带动绝缘拉杆(7)运动，当绝缘拉杆(7)运动时，带动动触头(8)沿所在轴线运动。绝缘拉杆(7)一端与电机(1)的动子连接，另一端与动触头(8)连接，将操纵机构部分与电气连接部分绝缘。
可选的，电机(1)为直线电机，或者为转动电机与丝杠的组合。电机(1)以固定于罐体(2)的外部为宜。
结合图1-图4所示的开关电弧实验装置的具体结构，对开关电弧实验说明如下。
S1)、将进线端子(4)、出线端子(13)分别与外接电源相连。控制电机(1)带动绝缘拉杆(7)向下运动，使动触头(8)与静触头(11)之间接触，并保证一定压力；
S2)、关闭观察窗(5)、操作窗口(10)以及气体缓冲室(14)的阀门，检查压力容器各部分气密性；
S3)、打开抽气孔(6)阀门，启动真空泵，将压力容器内部抽至真空状态。关闭抽气孔(6)阀门；
S4)、打开气体缓冲室(14)阀门，向压力容器内充实验气体。待充气压力达到实验压力后，关闭气体缓冲室阀门(如需进行气吹条件下的电弧测试，则不需要关闭气体缓冲室阀门)；
S4)、控制电机(1)带动绝缘拉杆(7)向上运动，使动触头(8)与静触头(11)分开，形成电弧；
S5)、当动触头(8)和静触头(11)之间开距达到预设开距，控制电机制动；
S6)、如需多次起弧，只需要控制电机往复运动；
S7)、实验结束后，打开抽气孔(6)阀门，使用气体回收装置回收压力容器内部气体。
通过本发明的实施例所提供的开关电弧实验装置，可解决电弧研究过程中理论分析或计算难以验证的难题。满足了电弧实验过程中对于多种实验条件，特别是多种气体介质的要求。本技术方案具有通用性强、实验精度高、安全可靠等特点，为深入了解开关电弧特性提供有效支撑。
本发明的实施例所提供的适用于多种气体介质的开关电弧实验装置，通过缓冲室(14)向罐体(2)内部充入气体，通过抽气孔(6)将罐体(2)内部气体抽出，可实现不同气体介质下的开关电弧试验，并对气体压强进行控制。试验过程中，通过绝缘拉杆(7)带动动触头(8)运动，通过控制绝缘拉杆(7)的运动速度，可达到控制触头(8)运动速度的作用。当动触头(8)与静触头(11)分开时，两者之间可形成电弧，动触头(8)与静触头(11)之间的距离，可以通过控制绝缘拉杆(7)来进行调整。因此，通过本发明的实施例所提供的开关电弧实验装置，可对多种气体介质进行测试，并在测试过程中对环境压强、触头分断速度、触头开距进行精细化的控制，从而快速高效地完成对多种气体介质的开断性能测试。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种适用于多种气体介质的开关电弧实验装置，其特征在于，包括：
压力容器部分、电气连接部分、机械支撑部分以及操纵机构部分；
所述压力容器部分包括密闭的罐体(2)，罐体(2)外壁上设置有抽气孔(6)以及气体缓冲室(14)；当抽气孔(6)的阀门打开时，罐体(2)内部的气体可通过抽气孔(6)抽出；当气体缓冲室(14)的阀门打开时，可通过气体缓冲室(14)向罐体(2)内部充入气体；
所述电气连接部分包括动触头(8)以及静触头(11)；
所述机械支撑部分位于罐体(2)内部，包括动触头基座(9)和静触头基座(12)，分别将动触头(8)以及静触头(11)固定在罐体(2)内部的同一条轴线上；
所述操纵机构部分包括绝缘拉杆(7)，绝缘拉杆(7)贯穿罐体(2)外壁与动触头(8)连接，用于带动动触头(8)沿所述轴线运动，使得动触头(8)与静触头(11)贴合或者分开。
2.根据权利要求1所述的开关电弧实验装置，其特征在于，
罐体(2)侧壁上还设置有观察窗(5)、操作窗口(10)。
3.根据权利要求1所述的开关电弧实验装置，其特征在于，
所述电气连接部分还包括软连接(3)、进线端子(4)和出线端子(13)；
进线端子(4)通过软连接(3)与动触头(8)相连；
出线端子(13)与静触头(11)相连。
4.根据权利要求1所述的开关电弧实验装置，其特征在于，
所述操纵机构部分还包括电机(1)，用于带动绝缘拉杆(7)运动，当绝缘拉杆(7)运动时，带动动触头(8)沿所述轴线运动。
5.根据权利要求4所述的开关电弧实验装置，其特征在于，
绝缘拉杆(7)一端与电机(1)的动子连接，另一端与动触头(8)连接。
6.根据权利要求4所述的开关电弧实验装置，其特征在于，
电机(1)为直线电机，或者为转动电机与丝杠的组合；
电机(1)固定于罐体(2)的外部。
7.根据权利要求1-6任一项所述的开关电弧实验装置，其特征在于，
所述电气连接部分与所述压力容器部分绝缘；
所述电气连接部分与所述操纵机构部分绝缘。
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