CN108508336A - 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法 - Google Patents
一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108508336A CN108508336A CN201810467655.8A CN201810467655A CN108508336A CN 108508336 A CN108508336 A CN 108508336A CN 201810467655 A CN201810467655 A CN 201810467655A CN 108508336 A CN108508336 A CN 108508336A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arc
- many reference
- reference amounts
- signal
- detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 116
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 34
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 24
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 20
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 claims description 19
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 claims description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 19
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims description 18
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 101000694017 Homo sapiens Sodium channel protein type 5 subunit alpha Proteins 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 102000001253 Protein Kinase Human genes 0.000 description 1
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000023077 detection of light stimulus Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 108060006633 protein kinase Proteins 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
- G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
- G01R31/1281—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of liquids or gases
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1218—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using optical methods; using charged particle, e.g. electron, beams or X-rays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/16—Construction of testing vessels; Electrodes therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
本发明公开一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法，其中，多参量检测系统包括：气体电弧开断实验台；多参量检测模块，用于在气体电弧开断过程中同步检测气体电弧的多个物理参量并输出相应的检测信号；综合控制系统用于为所述气体电弧开断实验台提供控制信号，以及为所述多参量检测模块提供检测的触发信号；信号调理模块用于对所述多参量检测模块输出的第一组检测信号进行调理；数据采集模块用于接收所述多参量检测模块输出的第二组检测信号和经所述信号调理模块调理后的第一组检测信号。本发明实施例通过一次电弧开断实验，实现对气体燃弧和灭弧过程中多个物理参量的一次性统一测量，可从多方面综合掌握气体电弧特性和灭弧性能。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法。
背景技术
气体绝缘/灭弧具有良好的自恢复能力，并且具有电容率稳定、介质损耗小、不燃、不爆、化学稳定性好、不老化、价格便宜等优点，因此气体绝缘/灭弧介质广泛应用于电气设备中。常用的气体绝缘/灭弧材料有空气、氮气、氢气、二氧化碳、六氟化硫等，同时人们仍在探索综合性能更好的气体绝缘/灭弧材料。其中的一个关键问题就是如何能快速、系统评估气体的燃弧特性和灭弧性能，这对于快速筛选性能优良的潜在灭弧气体具有重大的工程价值和理论意义。
然而，现有技术主要通过燃弧时间、开断电流能力来对气体灭弧性能进行评估，存在以下不足之处：气体燃弧和灭弧过程的信息不全，难以从综合特性上掌握气体燃弧特性和灭弧性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，本发明提供一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法，克服气体燃弧和灭弧过程信息不全、难以从综合特性上掌握气体燃弧特性和灭弧性能的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统，包括：
气体电弧开断实验台，用于模拟气体电弧开断过程；
多参量检测模块，用于在气体电弧开断过程中同步检测气体电弧的多个物理参量并输出相应的检测信号；
综合控制系统，分别与所述气体电弧开断实验台以及所述多参量检测模块连接，用于为所述气体电弧开断实验台提供控制信号，以及为所述多参量检测模块提供检测的触发信号；
信号调理模块，与所述多参量检测模块连接，用于对所述多参量检测模块输出的第一组检测信号进行调理；
数据采集模块，分别与所述多参量检测模块和所述信号调理模块连接，用于接收所述多参量检测模块输出的第二组检测信号和经所述信号调理模块调理后的第一组检测信号。
其中，所述气体电弧开断实验台包括：
通过电磁阀相连的上游腔体和下游腔体；
设置在所述下游腔体内的动电极和静电极，所述动电极通过动电极接线盘与固定在所述下游腔体上的牵引机构连接，由所述牵引机构驱动与所述静电极接触及分离；
设置在所述下游腔体内的喷口，所述静电极容纳于所述喷口内；
设置在所述上游腔体上的第一出线端子和设置在所述下游腔体上的第二出线端子。
其中，所述多参量检测模块包括：
压力传感器，分别安装在所述喷口的上游、喉部和下游位置，并与所述第二出线端子相连；
位移传感器，安装在所述牵引机构上；
电压探头，分别与所述动电极和安装在所述下游腔体上的高压进线连接；
电流探头和弧后电流测试装置，均套接在动电极接线盘的电缆上；
光谱增强电荷耦合器件和高速摄像机，均放置在所述下游腔体的观察窗水平位置。
其中，所述压力传感器、所述位移传感器、所述电压探头和所述电流探头的输出端均与所述信号调理模块的输入端连接。
其中，所述第一组检测信号包括：
由所述压力传感器采集的燃弧区域动态压力信号；
由所述位移传感器采集的所述动电极的运动速度信号；
由所述电压探头采集的电弧电压信号；
由所述电流探头采集的电弧电流信号；
所述信号调理模块用于对所述第一组检测信号进行滤波、隔离、过压过流保护处理。
其中，所述弧后电流测试装置、所述光谱增强电荷耦合器件和所述高速摄像机的输出端均与所述数据采集模块连接。
其中，所述第二组检测信号包括：
由光谱增强电荷耦合器件对电弧发射光谱的检测信号；
由高速摄像机拍摄得到的电弧图像信号；
由弧后电流测试装置对电流过零附近数百微秒内的小电流和弧后剩余电流的检测信号。
其中，所述气体电弧开断实验台还包括：
用于测量所述上游腔体内的气压的第一压力表；
用于测量所述下游腔体内的气压的第二压力表；
所述下游腔体内的气压低于所述上游腔体内的气压。
其中，所述气体电弧开断实验台还包括：
导向机构，固定在所述下游腔体上，用于控制所述动电极的轴向运动。
其中，所述综合控制系统分别与所述电磁阀和所述牵引机构连接，用于提供相应的控制信号。
本发明还提供一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测方法，包括：
步骤S1，针对不同控制对象，分别设置综合控制系统的控制信号及相应的时序；
步骤S2，闭合动电极和静电极；
步骤S3，对上游腔体和下游腔体抽真空，然后充入所需压力的待测气体，并保证上游腔体的初始压力高于下游腔体；
步骤S4，设置多参量检测模块的参数；
步骤S5，通过综合控制系统控制牵引机构、电磁阀、多参量检测模块按照各自的控制信号和时序运行；
步骤S6，数据采集模块接收所述多参量检测模块输出的第二组检测信号和经所述信号调理模块调理后的第一组检测信号。
其中，所述步骤S5具体包括：
综合控制系统触发多参量检测模块开始检测；
通过电源注入电流，打开电磁阀，上游腔体内的气体通过电磁阀吹入喷口和动、静电极区域；
综合控制系统触发牵引机构动作，使动、静电极分离，开始拉弧、燃弧、熄弧过程。
本发明实施例的有益效果在于：可以通过一次电弧开断实验，实现对气体燃弧和灭弧过程的电弧电压、电流、动态压力、机构动作特性、弧后电流、电弧光谱、电弧图像等的一次性统一测量，可从多方面综合掌握气体电弧特性和灭弧性能。
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，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例一一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统的结构框图。
图2为本发明实施例中气体电弧开断实验台的结构示意图。
图3为本发明实施例二一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测方法的流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统，包括：
气体电弧开断实验台，用于模拟气体电弧开断过程；
多参量检测模块，用于在气体电弧开断过程中同步检测气体电弧的多个物理参量并输出相应的检测信号；
综合控制系统，分别与所述气体电弧开断实验台以及所述多参量检测模块连接，用于为所述气体电弧开断实验台提供控制信号，以及为所述多参量检测模块提供检测的触发信号；
信号调理模块，与所述多参量检测模块连接，用于对所述多参量检测模块输出的第一组检测信号进行调理；
数据采集模块，分别与所述多参量检测模块和所述信号调理模块连接，用于接收所述多参量检测模块输出的第二组检测信号和经所述信号调理模块调理后的第一组检测信号。
具体地，请结合图2所示，本实施例中，气体电弧开断实验台包括上游腔体2、下游腔体1、动电极3、静电极4、高压进线5、牵引机构6、导向结构7、第一压力表9、第二压力表8、第一出线端子11、第二出线端子10、电磁阀12、支架13、喷口14、动电极接线盘15等部件，其中，上游腔体2与下游腔体1通过电磁阀12相连接，连接可采用波纹管或不锈钢管，上游腔体2提前充入高压气体，下游腔体1保持低于上游腔体2的某一压力，使电磁阀12打开后，上游腔体2中的高压气体能迅速吹入下游腔体1，由此，气体电弧开断实验台还分别用于测量上游腔体2内的气压的第一压力表9和用于测量下游腔体1内的气压的第二压力表8。动电极3通过固定在动电极3上的动电极接线盘15与牵引机构6通过螺纹连接，在拉弧过程中，牵引机构6驱动动电极3运动，包括与静电极4接触及分离；静电极4通过螺纹与喷口14连接并容纳于喷口14内，还通过铜制软连接线与高压进线5连接；牵引机构6和导向结构7均通过螺纹与腔体连接固定，导向结构7用于控制动电极3的轴向运动；第一压力表9通过螺纹与上游腔体2连接，用于监控上游腔体2内的气压，第二压力表8通过螺纹与下游腔体1连接，用于监控下游腔体1内的气压；第一出线端子11采用法兰或航空接头等结构与上游腔体2连接，第二出线端子10采用法兰或航空接头等结构与下游腔体1连接，将腔体内的压力传感器、光纤等信号引出，或为腔体内传感器提供电源；上下游腔体1和2均通过螺栓固定在支架13上；喷口14通过螺纹与端部法兰连接，模拟断路器中的喷口作用。
综合控制系统分别与电磁阀12和牵引机构6连接，用于提供相应的控制信号。
多参量检测模块中的压力传感器通过螺纹安装在喷口14的上游、喉部、下游位置，并通过第二出线端子10引出，以检测喷口14不同位置在燃弧过程中的动态压力；位移传感器安装在牵引机构6上，以检测动电极3的运动速度；电压探头的两条连接探头分别与高压进线5和动电极3连接，用于测量电弧电压；电流探头（采用罗氏线圈）和弧后电流测试装置均套接在动电极接线盘15的电缆上，电流探头用于测量电弧电流，弧后电流测试装置检测电流过零附近数百微秒内的小电流和弧后剩余电流；光谱增强电荷耦合器件ICCD（Intensified CCD/ICCD）、高速摄像机放置在下游腔体1的观察窗水平位置，通过光谱增强电荷耦合器件ICCD检测电弧发射光谱，通过高速摄像机拍摄电弧图像。多参量检测模块的输出与信号调理模块的输入端连接，信号调理模块对多参量检测模块输入的信号进行滤波、隔离、过压过流保护等处理，信号调理模块的输出端与数据采集模块的输入端连接。电压探头电流探头检测电弧电流，光谱+ICCD测试电弧的发射光谱，高速摄像机拍摄电弧图像演变。
需要说明的是，压力传感器、位移传感器、电压探头、电流探头的输出信号为较容易受干扰的电信号，因此需要信号调理模块进行调理；而光谱ICCD、高速摄像机是对电弧弧光的检测，无需信号调理模块对信号进行处理；弧后电流测试装置是对电流过零附近极短时间内极小电流的检测，该装置对检测信号有完备的处理功能，也无需外加信号调理。在结构上，压力传感器、位移传感器、电压探头和电流探头的输出端均与信号调理模块的输入端连接；弧后电流测试装置、光谱增强电荷耦合器件和高速摄像机的输出端均与数据采集模块连接。
根据检测信号的性质，由多参量检测模块输出的检测信号分为第一组检测信号和第二组检测信号，其中，第一组检测信号包括：
由所述压力传感器采集的燃弧区域动态压力信号；
由所述位移传感器采集的所述牵引机构的运动速度信号；
由所述电压探头采集的电弧电压信号；
由所述电流探头采集的电弧电流信号；
所述信号调理模块用于对所述第一组检测信号进行滤波、隔离、过压过流保护处理。
第二组检测信号包括：
由光谱增强电荷耦合器件对电弧光谱的检测信号；
由高速摄像机拍摄得到的电弧图像信号；
由弧后电流测试装置对电流过零附近数百微秒内的小电流和弧后剩余电流的检测信号。
本发明实施例中，还包括电源，在综合控制系统触发多参量检测模块开始检测时，通过电源注入电流。电源与气体电弧开断实验台组成串联回路，电源为直流电流源，或交流电流源，或电流源与恢复电压源的合成电源。
数据采集模块的输出端与存储和后处理模块的输入端连接，数据采集模块获得各项检测信号后，通过存储和后处理模块可以读取数据采集模块中的检测信号，以进行后处理分析。
请再参照图3所示，相应于本发明实施例一一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统，本发明实施例二提供一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测方法，包括以下步骤：
步骤S1，针对不同控制对象，分别设置综合控制系统的控制信号及相应的时序；
步骤S2，闭合动电极和静电极；
步骤S3，对上游腔体和下游腔体抽真空，然后充入所需压力的待测气体，并保证上游腔体的初始压力高于下游腔体；
步骤S4，设置多参量检测模块的参数；
步骤S5，通过综合控制系统控制牵引机构、电磁阀、多参量检测模块按照各自的控制信号和时序运行；
步骤S6，数据采集模块接收所述多参量检测模块输出的第二组检测信号和经所述信号调理模块调理后的第一组检测信号。
步骤S1中，对不同控制对象按照时序需要，输出不同的信号。如前所述，综合控制系统需要为牵引机构、电磁阀、电源、多参量检测模块提供控制和触发信号，不同控制对象所需的信号和时序不同。
步骤S2中，闭合动、静电极是指动静电极可靠接触，可以理解的是，拉弧过程是从动、静电极接触无电弧，至动、静电极分离进行拉弧的过程。
步骤S3中，对上游腔体2和下游腔体1抽真空操作，然后充入所需压力的待测气体，并保证充入待测气体后上游腔体2的初始压力高于下游腔体1；充入的气体量通过安装在上、下游腔体上的压力表来读取和控制。
步骤S4中，设置多参量检测模块的参数，主要为设备检测范围、通道数、触发电平、采集时间等，具体的数值根据具体实验情况而定。
步骤S5具体包括：
综合控制系统触发多参量检测模块开始检测；
通过电源注入电流，打开电磁阀，上游腔体内的气体通过电磁阀吹入喷口和动、静电极区域；
综合控制系统触发牵引机构动作，使动、静电极分离，开始拉弧、燃弧、熄弧过程。
此外，步骤S6获得各项检测信号后，通过存储和后处理模块可以读取数据采集模块中的检测信号，以进行后处理分析。
需要说明的是，步骤S1~步骤S4顺序可按照具体情况进行调整，步骤S1~步骤S4均为拉弧前的准备工作，步骤S1为综合控制系统的实验前参数设置，步骤S2和步骤S3为实验平台的实验前准备，步骤S4为多参量检测模块的实验前的参数设定。
通过上述说明可知，本发明实施例带来的有益效果在于：
相比于现有的气体电弧开断实验台一般采用一个腔体内固定电极开距的自由燃弧结构，本发明实施例的气体电弧开断实验台采用上、下游腔体分离的结构，利用高精度可控的电磁阀控制上游高压气体向下游腔体的注入，形成高速气流，模拟实际开关开断电弧过程，并采用可控的牵引机构控制动电极运动，模拟拉弧过程；
本发明实施例通过一次电弧开断实验，除电弧电压、电流检测以外，还综合了电弧多物理参量的同步检测，包括利用压力传感器检测燃弧区域动态压力、位移传感器测量机构速度、弧后电流测试系统检测弧后电流、光谱仪结合ICCD相机检测电弧光谱、高速摄像机拍摄电弧图像，可从多方面综合掌握气体电弧特性和灭弧性能，更全面地分析不同因素的影响规律。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (12)
1.一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统，其特征在于，包括：
气体电弧开断实验台，用于模拟气体电弧开断过程；
多参量检测模块，用于在气体电弧开断过程中同步检测气体电弧的多个物理参量并输出相应的检测信号；
综合控制系统，分别与所述气体电弧开断实验台以及所述多参量检测模块连接，用于为所述气体电弧开断实验台提供控制信号，以及为所述多参量检测模块提供检测的触发信号；
信号调理模块，与所述多参量检测模块连接，用于对所述多参量检测模块输出的第一组检测信号进行调理；
数据采集模块，分别与所述多参量检测模块和所述信号调理模块连接，用于接收所述多参量检测模块输出的第二组检测信号和经所述信号调理模块调理后的第一组检测信号。
2.根据权利要求1所述的多参量检测系统，其特征在于，所述气体电弧开断实验台包括：
通过电磁阀相连的上游腔体和下游腔体；
设置在所述下游腔体内的动电极和静电极，所述动电极通过动电极接线盘与固定在所述下游腔体上的牵引机构连接，由所述牵引机构驱动与所述静电极接触及分离；
设置在所述下游腔体内的喷口，所述静电极容纳于所述喷口内；
设置在所述上游腔体上的第一出线端子和设置在所述下游腔体上的第二出线端子。
3.根据权利要求2所述的多参量检测系统，其特征在于，所述多参量检测模块包括：
压力传感器，分别安装在所述喷口的上游、喉部和下游位置，并与所述第二出线端子相连；
位移传感器，安装在所述牵引机构上；
电压探头，分别与所述动电极和安装在所述下游腔体上的高压进线连接；
电流探头和弧后电流测试装置，均套接在动电极接线盘的电缆上；
光谱增强电荷耦合器件和高速摄像机，均放置在所述下游腔体的观察窗水平位置。
4.根据权利要求3所述的多参量检测系统，其特征在于，所述压力传感器、所述位移传感器、所述电压探头和所述电流探头的输出端均与所述信号调理模块的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的多参量检测系统，其特征在于，所述第一组检测信号包括：
由所述压力传感器采集的燃弧区域动态压力信号；
由所述位移传感器采集的所述动电极的运动速度信号；
由所述电压探头采集的电弧电压信号；
由所述电流探头采集的电弧电流信号；
所述信号调理模块用于对所述第一组检测信号进行滤波、隔离、过压过流保护处理。
6.根据权利要求3所述的多参量检测系统，其特征在于，所述弧后电流测试装置、所述光谱增强电荷耦合器件和所述高速摄像机的输出端均与所述数据采集模块连接。
7.根据权利要求6所述的多参量检测系统，其特征在于，所述第二组检测信号包括：
由光谱增强电荷耦合器件对电弧发射光谱的检测信号；
由高速摄像机拍摄得到的电弧图像信号；
由弧后电流测试装置对电流过零附近数百微秒内的小电流和弧后剩余电流的检测信号。
8.根据权利要求2所述的多参量检测系统，其特征在于，所述气体电弧开断实验台还包括：
用于测量所述上游腔体内的气压的第一压力表；
用于测量所述下游腔体内的气压的第二压力表；
所述下游腔体内的气压低于所述上游腔体内的气压。
9.根据权利要求2所述的多参量检测系统，其特征在于，所述气体电弧开断实验台还包括：
导向机构，固定在所述下游腔体上，用于控制所述动电极的轴向运动。
10.根据权利要求2所述的多参量检测系统，其特征在于，所述综合控制系统分别与所述电磁阀和所述牵引机构连接，用于提供相应的控制信号。
11.一种如权利要求1-10任一项所述的气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统的检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1，针对不同控制对象，分别设置综合控制系统的控制信号及相应的时序；
步骤S2，闭合动电极和静电极；
步骤S3，对上游腔体和下游腔体抽真空，然后充入所需压力的待测气体，并保证上游腔体的初始压力高于下游腔体；
步骤S4，设置多参量检测模块的参数；
步骤S5，通过综合控制系统控制牵引机构、电磁阀、多参量检测模块按照各自的控制信号和时序运行；
步骤S6，数据采集模块接收所述多参量检测模块输出的第二组检测信号和经所述信号调理模块调理后的第一组检测信号。
12.根据权利要求11所述的多参量检测方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
综合控制系统触发多参量检测模块开始检测；
通过电源注入电流，打开电磁阀，上游腔体内的气体通过电磁阀吹入喷口和动、静电极区域；
综合控制系统触发牵引机构动作，使动、静电极分离，开始拉弧、燃弧、熄弧过程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810467655.8A CN108508336A (zh) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810467655.8A CN108508336A (zh) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108508336A true CN108508336A (zh) | 2018-09-07 |
Family
ID=63400952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810467655.8A Pending CN108508336A (zh) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108508336A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109631992A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-16 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种应用于灭弧中的测量装置及方法 |
| CN109696607A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-30 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种应用于灭弧实验光学诊断的内窥装置 |
| CN110879308A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-13 | 广州供电局有限公司 | 零区电流测量装置及其控制方法 |
| CN110967577A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-04-07 | 浙江工业大学 | 一种灭弧器灭弧效果的评定装置与其评定方法 |
| CN111257744A (zh) * | 2020-02-07 | 2020-06-09 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种气体开断性能实验测试装置 |
| CN111257649A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-09 | 西南交通大学 | 一种基于电弧声光压的综合检测系及方法 |
| CN111638445A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-09-08 | 国网山东省电力公司青岛供电公司 | 一种sf6断路器灭弧性能检测方法及系统 |
| CN114167210A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-11 | 昆明理工大学 | 一种基于光信号的电弧稳定燃弧检测方法 |
| CN114167206A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-11 | 昆明理工大学 | 一种基于光电联合的电弧熄弧检测方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070033986A1 (en) * | 2005-05-04 | 2007-02-15 | Bernhard Wild | Gas-measuring probe for determining the physical characteristic of a measuring gas |
| CN101487877A (zh) * | 2009-02-25 | 2009-07-22 | 哈尔滨工业大学 | 开关电器触头分断电弧试验方法及其装置 |
| JP2012189452A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Japan Ae Power Systems Corp | ガス絶縁機器の絶縁性能試験方法及び装置 |
| CN102721864A (zh) * | 2012-05-04 | 2012-10-10 | 北京工业大学 | 高频电弧信号错时采集系统及方法 |
| CN103675663A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-26 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种对混合式直流固态断路器的性能测试装置 |
| CN203535190U (zh) * | 2013-09-22 | 2014-04-09 | 赵亚恒 | 断路器负载试验装置 |
| CN103941167A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-23 | 沈阳工业大学 | 一种多功能气体放电与等离子体电弧检测装置及方法 |
| CN106526467A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-22 | 西安交通大学 | 一种基于机器视觉的高压断路器分合闸速度特性测量方法 |
| CN106876224A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-06-20 | 西安交通大学 | 塑壳断路器灭弧室壳体所受冲击气压的预测系统及方法 |
| CN208125870U (zh) * | 2018-05-16 | 2018-11-20 | 深圳供电局有限公司 | 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统 |
-
2018
- 2018-05-16 CN CN201810467655.8A patent/CN108508336A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070033986A1 (en) * | 2005-05-04 | 2007-02-15 | Bernhard Wild | Gas-measuring probe for determining the physical characteristic of a measuring gas |
| CN101487877A (zh) * | 2009-02-25 | 2009-07-22 | 哈尔滨工业大学 | 开关电器触头分断电弧试验方法及其装置 |
| JP2012189452A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Japan Ae Power Systems Corp | ガス絶縁機器の絶縁性能試験方法及び装置 |
| CN102721864A (zh) * | 2012-05-04 | 2012-10-10 | 北京工业大学 | 高频电弧信号错时采集系统及方法 |
| CN203535190U (zh) * | 2013-09-22 | 2014-04-09 | 赵亚恒 | 断路器负载试验装置 |
| CN103675663A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-26 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种对混合式直流固态断路器的性能测试装置 |
| CN103941167A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-23 | 沈阳工业大学 | 一种多功能气体放电与等离子体电弧检测装置及方法 |
| CN106526467A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-22 | 西安交通大学 | 一种基于机器视觉的高压断路器分合闸速度特性测量方法 |
| CN106876224A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-06-20 | 西安交通大学 | 塑壳断路器灭弧室壳体所受冲击气压的预测系统及方法 |
| CN208125870U (zh) * | 2018-05-16 | 2018-11-20 | 深圳供电局有限公司 | 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M. TAKI ET AL.: "Interruption Capability of CF3I Gas as a Substitution Candidate for SF6 Gas", IEEE TRANSACTIONS ON DIELECTRICS AND ELECTRICAL INSULATION, vol. 14, no. 2, pages 342 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109696607B (zh) * | 2018-12-12 | 2021-03-02 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种应用于灭弧实验光学诊断的内窥装置 |
| CN109696607A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-30 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种应用于灭弧实验光学诊断的内窥装置 |
| CN109631992A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-16 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种应用于灭弧中的测量装置及方法 |
| CN110967577B (zh) * | 2019-10-30 | 2022-07-08 | 浙江工业大学 | 一种灭弧器灭弧效果的评定装置与其评定方法 |
| CN110967577A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-04-07 | 浙江工业大学 | 一种灭弧器灭弧效果的评定装置与其评定方法 |
| CN110879308B (zh) * | 2019-11-25 | 2022-02-01 | 广州供电局有限公司 | 零区电流测量装置及其控制方法 |
| CN110879308A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-13 | 广州供电局有限公司 | 零区电流测量装置及其控制方法 |
| CN111257744A (zh) * | 2020-02-07 | 2020-06-09 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种气体开断性能实验测试装置 |
| CN111257649B (zh) * | 2020-03-09 | 2021-01-26 | 西南交通大学 | 一种基于电弧声光压的综合检测系统及方法 |
| CN111257649A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-09 | 西南交通大学 | 一种基于电弧声光压的综合检测系及方法 |
| CN111638445A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-09-08 | 国网山东省电力公司青岛供电公司 | 一种sf6断路器灭弧性能检测方法及系统 |
| CN114167206A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-11 | 昆明理工大学 | 一种基于光电联合的电弧熄弧检测方法 |
| CN114167210A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-11 | 昆明理工大学 | 一种基于光信号的电弧稳定燃弧检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108508336A (zh) | 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统及其方法 | |
| CN103487293B (zh) | 高压开关sf6气体分解产物在线取样测量系统 | |
| CN202304897U (zh) | Sf6电气设备在线监测系统 | |
| CN207163997U (zh) | 一种测定gis设备中氧气含量的气相色谱仪 | |
| CN104569751B (zh) | 对电动汽车的高压辅助电器线束进行绝缘性能检测的装置和方法 | |
| CN206020373U (zh) | 一种对gis中sf6气体分解物、纯度及湿度在线监测的装置 | |
| CN106441746A (zh) | Gis设备专用气体泄露速度检测装置 | |
| CN108896691A (zh) | 一种用于检测sf6分解产物全组分的多维气相色谱装置 | |
| CN106932716A (zh) | 一种高压断路器模拟缺陷下电弧电流检测装置及方法 | |
| CN208125870U (zh) | 一种气体燃弧特性和灭弧性能的多参量检测系统 | |
| CN1135586C (zh) | 高压或中压断路器中内弧和断弧之间的区分方法 | |
| CN104569601B (zh) | 对电动汽车的高压控制盒进行绝缘性能检测的装置和方法 | |
| CN113899860B (zh) | 环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线监测装置 | |
| CN202141696U (zh) | 一种六氟化硫气体放电微量组分的质谱仪在线检测装置 | |
| CN108693132A (zh) | 一种基于光电传感原理的综合气体分析仪及其使用方法 | |
| CN106154131A (zh) | 一种针对gis设备的检测方法 | |
| CN210803604U (zh) | 一种高压断路器触头寿命评估装置 | |
| CN206178105U (zh) | 断路器合闸电阻投入过程触头弹跳检测装置 | |
| CN112683501A (zh) | 一种智能仿生型闸刀开合实验装置及实验方法 | |
| CN203139807U (zh) | 一种co电除尘器的过滤装置 | |
| CN103616476A (zh) | 一种六氟化硫绝缘电气设备带电检测装置 | |
| CN203232017U (zh) | 高压开关柜气体检测装置 | |
| CN220872606U (zh) | 一种环保气体电弧特性模拟试验装置 | |
| CN206386678U (zh) | 一种sf6电气设备系统及其补气装置 | |
| CN209311430U (zh) | 气体在线监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |