CN111198152A - 用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置及测试方法。用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置包括用于驱动动、静弧触头不带电分、合闸的驱动装置，用于模拟动弧触头在开断电流时的温度的温度控制装置，检测动弧触头合闸前、后的动弧触头内径、合闸时的合闸弹跳时间和合闸电阻中的至少一项的检测装置。对不同合闸温度相同合闸速度下，动弧触头合闸前、后的动弧触头内径、合闸时的合闸弹跳时间和合闸电阻中的至少一项进行检测和分析，能够测试出动弧触头的耐烧蚀性能，通过对不同型号的动弧触头的耐烧蚀性能进行对比，评价各型号的动弧触头的耐烧蚀性能的优劣，相对于将动弧触头安装到六氟化硫断路器上进行耐烧蚀性能测试的方式，成本较低。

Description

用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置及测试方法。

背景技术

六氟化硫断路器多采用双触头结构，分为主触头和弧触头，其中主触头负责耐受正常运行的负荷电流以及短时的故障电流，弧触头负责耐受开合电流时产生的电弧。

弧触头一般采用自力型触指结构，依靠动弧触头触指瓣的弹力作为保持力，以抱紧静弧触头，从而保证动弧触头和静弧触头的可靠电接触。弧触头开合电流时，电弧产生高温烧蚀弧触头，同时温度升高会使动弧触头的触指瓣力学性能下降，屈服强度降低，弹性变形能力减小甚至消失，触指瓣产生塑性变形，造成动弧触头和静弧触头接触不良，导致电弧被引到主触头上，断路器分、合闸失败。可以看到，动弧触头是断路器的重要组成部分，其耐烧蚀性能直接影响到断路器能否可靠分、合闸。动弧触头的性能提升对断路器寿命及使用可靠性的意义巨大。

对动弧触头的配方、形状或成型工艺进行改进后，需要进行试验以判断其耐烧蚀性能，现有技术中的试验方式是将弧触头安装到六氟化硫断路器中分、合闸，以测试弧触头的耐烧蚀性能，这种测试方式存在的问题是测试成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，用以解决现有技术中测试弧触头耐烧蚀性能时成本高的问题，本发明另外的目的在于提供一种用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法，用以解决现有技术中测试弧触头耐烧蚀性能时成本高的问题。

为实现上述目的，本发明中用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的技术方案是：用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，包括

驱动装置，用于驱动动、静弧触头不带电分、合闸；

温度控制装置，用于对动弧触头进行加热，以模拟动弧触头在开断电流时的温度；

检测装置，检测动弧触头合闸前、后的动弧触头内径、合闸时的合闸弹跳时间和合闸电阻中的至少一项；

导向装置，对动、静弧触头的合闸进行导向。

本发明中用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的有益效果是：通过温度控制装置对动弧触头进行加热，模拟在分、合闸产生的电弧使动弧触头具有的温度，在该温度下通过驱动装置驱动动、静弧触头合闸，在合闸过程中通过导向装置对合闸动作进行导向，保证动、静弧触头的同轴度，实现可靠合闸，对不同合闸温度相同合闸速度下，动弧触头合闸前、后的动弧触头内径、合闸时的合闸弹跳时间和合闸电阻中的至少一项进行检测和分析，能够测试出动弧触头的耐烧蚀性能，通过对不同型号的动弧触头的耐烧蚀性能进行对比，评价各型号的动弧触头的耐烧蚀性能的优劣，相对于将动弧触头安装到六氟化硫断路器上进行耐烧蚀性能测试的方式，成本较低。

进一步的，还包括固定架，供动弧触头固定；

所述驱动装置用于驱动静弧触头动作以实现动、静弧触头分、合闸。

其有益之处在于，结构简单，检测结果准确。

进一步的，在检测时，动弧触头通过过渡件固定在所述固定架上，所述过渡件可拆设置在固定架上。

其有益之处在于，能够根据动弧触头的结构和尺寸更换适配的过渡件。

进一步的，所述过渡件沿动弧触头的径向位置可调的设置在固定架上。

其有益之处在于，能够先将动弧触头与静弧触头插接再将过渡件固定在固定架上，利于对中。

进一步的，所述驱动装置固定在所述固定架上。

其有益之处在于，避免驱动装置与固定架的相对位置存在偏差而影响检测结果。

进一步的，所述驱动装置包括用于连接静弧触头的传动杆，所述固定架包括导向板；导向板供传动杆穿过并对传动杆的运动方向进行导向，所述导向装置由导向板构成。

其有益之处在于，结构简单，导向可靠。

进一步的，所述温度控制装置包括氩弧焊焊枪和温度传感器。

其有益之处在于，氩弧焊焊枪的加热速度快，温度传感器能够保证动、静弧触头准确地在预设温度下合闸。

本发明中用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法的技术方案是：用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法，包括以下步骤：第一步，对动弧触头的其中一个触指瓣进行加热，第二步，在被加热的触指瓣的温度达到预设温度时，控制动、静弧触头以正常的合闸速度不带电合闸。

本发明中用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法的有益效果是：对不同合闸温度相同合闸速度下，动弧触头合闸前、后的动弧触头内径、合闸时的合闸弹跳时间和合闸电阻中的至少一项进行检测和分析，能够测试出动弧触头的耐烧蚀性能，通过对不同型号的动弧触头的耐烧蚀性能进行对比，评价各型号的动弧触头的耐烧蚀性能的优劣，相对于将动弧触头安装到六氟化硫断路器上进行耐烧蚀性能测试的方式，成本较低。

进一步的，在第二步时，动弧触头固定，静弧触头向动弧触头运动实现动、静弧触头的不带电合闸。

其有益之处在于，所需测试装置的结构简单，易于保证动弧触头和静弧触头的同轴度。

进一步的，所述第一步与第二步均在防护罩内进行。

其有益之处在于，保证操作人员及设备的安全。

附图说明

图1为本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例1的使用状态图（不包括运动特性测试仪和电阻测试仪）；

图2为本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例1对应的动弧触头和静弧触头的结构示意图；

图中：1、驱动装置，2、位移传感器，3、传动杆，4、静弧触头导向板，5、静弧触头，6、动弧触头，7、过渡件，8、动弧触头固定板，9、横板，10、防护罩，11、导向件，12、钨极氩弧焊焊枪。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例1：如图1所示，用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置包括固定架、驱动装置1、温度控制装置和检测装置，固定架包括横板9和设置在横板9上的两个竖板，驱动装置1固定在横板9上，竖板分别形成动弧触头安装板8和静弧触头导向板4。

如图2所示，驱动装置1用于驱动静弧触头5向动弧触头6远离或靠近，以实现动弧触头6和静弧触头5不带电分、合闸，驱动装置1包含电机和传动结构，电机的转速可调从而对应调整动弧触头6和静弧触头5合闸时的合闸速度。传动结构包括在电机与静弧触头5之间传动的传动杆3，传动杆3沿直线运动且供静弧触头5固定安装。静弧触头导向板4上设置有导向件11，导向件11具有供传动杆3穿过的导向孔，导向孔的孔壁与传动杆3的外周面配合，对传动杆3的运动方向进行导向，导向件11和静弧触头导向板4共同构成导向板，导向板构成导向装置。导向件11通过螺栓可拆设置在静弧触头导向板4上，以实现根据静弧触头5的尺寸设置传动杆3，根据传动杆3的径向尺寸设置对应的导向件11。导向件11沿静弧触头5的径向位置可调的设置在静弧触头导向板4上，以补偿驱动装置1的制造及装配误差，避免导向件11与传动杆3卡死。

动弧触头安装板8上通过螺栓可拆设置有供动弧触头6固定安装的过渡件7，以根据动弧触头6的结构设计过渡件7。并且过渡件7沿动弧触头6的径向位置可调的固定在动弧触头安装板8上，在装配时可以先将电机与传动杆3固定连接，并将静弧触头5固定在传动杆3上，然后将动弧触头6与静弧触头5插接，保证动弧触头6与静弧触头5同轴的情况下，将导向件11固定在静弧触头导向板4上，再将过渡件7固定到动弧触头安装板8上，以保证动、静弧触头5的同轴度。

温度控制装置包括钨极氩弧焊焊枪12和温度传感器（图中未示出），钨极氩弧焊焊枪12用于对动弧触头6的其中一个触指瓣进行加热，模拟动弧触头6的其中一个触指瓣在开断电流时的温度（动弧触头6的其中一个触指瓣开断电流时的温度在一个温度区间内，在该温度区间内取多个温度值），通过温度传感器分别在对应的温度值下控制驱动装置1使动弧触头6、静弧触头5不带电合闸。因直接将动弧触头6的对应触指瓣加热到预设的温度值存在困难，本实施例中将动弧触头6的对应触指瓣加热到稍高于预设的温度值，通过温度传感器监控动弧触头6的对应触指瓣的温度，在温度回落至预设的温度值时通过驱动装置1控制动弧触头6、静弧触头5不带电分合闸。为了保证检测结果的准确，在各次检测过程中，温度传感器距离加热触指瓣的距离应该相等且较小。

检测装置包括游标卡尺、电阻测试仪（图中未示出）、位移传感器2和运动特性测试仪（图中未示出），游标卡尺用于测量动弧触头6合闸前后的触指瓣处的内径值。电阻测试仪为电力系统中常见的电阻测试仪，将电阻仪的两组电流线和电压线分别焊接到动弧触头6、静弧触头5的尾部以测量合闸时动弧触头6、静弧触头5之间的合闸电阻。位移传感器2位于驱动装置1和静弧触头导向板4之间，位移传感器2采用直线传感器，其工作原理类似于滑动变阻器，包括与传动杆3联动的滑动测头，滑动触头在滑动变阻器中滑动引起电阻的变化，与传动杆3位置的改变对应。运动特性测试仪安装在横板9上且位于静弧触头5的下方，用于测量动弧触头6的合闸弹跳时间。运动特性测试仪的结构及工作原理为现有技术，此处不再赘述。

用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置还包括防护罩10，防护罩10由钢板和防爆玻璃形成的观察窗构成。防护罩10固定在固定架上，以在检测过程中对测试装置及操作人员进行保护，从而保证操作人员及测试装置的安全以及测试结果的准确性。防护罩10上设有供钨极氩弧焊焊枪12穿过的穿孔。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例1的操作过程：

1、不加热动弧触头6，在预设的合闸速度下进行不带电分、合闸操作，记录合闸弹跳时间，测量合闸电阻，测量合闸前后动弧触头6的触指瓣处的内径值；

2、分闸后，通过钨极氩弧焊焊枪12对动弧触头6的其中一个触指瓣进行加热，加热过程中焊枪应对准动弧触头6端部的铜钨材质的部位。读取温度传感器反馈的温度，在预期的温度（处于动弧触头6开断电流时的温度区间内）附近进行不带电合闸操作，记录合闸弹跳时间、测量合闸电阻，待自然冷却后，测量动弧触头6的触指瓣处的内径值；

3、更换同型号的动弧触头6，在不同温度下（均处于动弧触头6开断电流时的温度区间内）进行不带电合闸操作，记录合闸弹跳时间、测量合闸电阻，待自然冷却后，测量动弧触头6的触指瓣处的内径值；

4、同型号的动弧触头6在相同合闸速度不同合闸温度下不带电合闸，通过对比合闸弹跳时间、测量合闸电阻、动弧触头6的触指瓣处的内径改变量，得出该型号的动弧触头的耐烧蚀性能；

5、对比各个型号的动弧触头的耐烧蚀性能，评价各型号的动弧触头的耐烧蚀性能的优劣，从而对动弧触头6的改进起到指导意义；

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例2：本实施例与具体实施例1的区别在于，静弧触头固定在固定架上，动弧触头动作以向静弧触头靠近或远离，实现动、静弧触头的不带电分合闸。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例3：本实施例与具体实施例1的区别在于，动、静弧触头相向运动以实现动、静弧触头的不带电合闸，此时合闸速度由动、静弧触头的运动速度相加而成。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例4：本实施例与具体实施例1的区别在于，过渡件不可拆设置在动弧触头固定板上，此时动弧触头在检测过程中能够可靠的保持位置，该实施例适合产品型号较为单一的用户使用。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例5：本实施例与具体实施例1的区别在于，过渡件沿动弧触头的径向位置固定的设置在固定架上，此时需要保证用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的加工及装配误差较小，从而保证动弧触头和静弧触头的同轴度。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例6：本实施例与具体实施例1的区别在于，驱动装置固定在固定架以外的固定基础上，此时固定架也需要固定，以防止在检测过程中静弧触头与动弧触头的轴线产生偏移。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例7：本实施例与具体实施例1的区别在于，导向装置由导向管构成，导向管的外周面与设置在固定架上的支撑梁固定连接，通过导向管的内壁与传动杆外周面的配合对动、静弧触头的合闸方向进行导向。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例8：本实施例与具体实施例1的区别在于，温度控制装置包括激光发射装置和温度传感器，激光发射装置用于使动弧触头的对应触指瓣升温。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例9：本实施例与具体实施例1的区别在于，不设置电阻测试仪和运动特性测试仪，仅通过测量合闸前后的动弧触头的触指瓣处的内径的差值，检测动弧触头的耐烧蚀性能。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例10：本实施例与具体实施例1的区别在于，不设置电阻测试仪，仅通过测量合闸前后的动弧触头的触指瓣处的内径的差值和动弧触头的合闸弹跳时间，检测动弧触头的耐烧蚀性能。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置的具体实施例11：本实施例与具体实施例1的区别在于，检测装置不包括游标卡尺，仅通过动弧触头的合闸弹跳时间和动、静弧触头的合闸电阻，检测动弧触头的耐烧蚀性能。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法的具体实施例1：用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法，包括以下步骤：第一步，测量动弧触头的触指瓣处的内径值，第二步，对动弧触头的其中一个触指瓣进行加热，第三步，在被加热的触指瓣的温度达到预设温度时，控制静弧触头向动弧触头运动，以使动、静弧触头以正常的合闸速度不带电合闸，在合闸过程中测量合闸弹跳时间以及动、静弧触头之间的合闸电阻，第二步与第三步均在防护罩内进行。第四步，待动弧触头自然冷却后，测量动弧触头的触指瓣处的内径值。第五步，更换同型号的动弧触头，重复第一、二、三、四步，需要注意的是：第五步中的预设温度值与第二步中的预设温度值不同，但均处于动弧触头开断电流时的温度区间内。

同型号的动弧触头在相同合闸速度不同合闸温度下不带电合闸，通过对比合闸弹跳时间、合闸电阻、动弧触头的触指瓣处的内径改变量与合闸温度的关系，得出该型号的动弧触头的耐烧蚀性能。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法能够评价各动弧触头的耐烧蚀性能的优劣：对不同型号的动弧触头重复上述第一、二、三、四、五、步，检测出各个型号的动弧触头的耐烧蚀性能，对比各个型号的动弧触头的耐烧蚀性能，评价各型号的动弧触头的耐烧蚀性能的优劣。得出动弧触头的耐烧蚀性能的优劣对动弧触头的改进起到指导意义。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法的具体实施例2：本实施例与具体实施例1的区别在于，在第二步时，使静弧触头固定，动弧触头向静弧触头运动实现动、静弧触头的不带电合闸。

本申请的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法的具体实施例3：本实施例与具体实施例1的区别在于，第一步与第二步均在开放的环境下进行，此时，需要操作人员穿戴防护衣。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，本申请的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，其特征在于：包括

驱动装置，用于驱动动、静弧触头不带电分、合闸；

温度控制装置，用于对动弧触头进行加热，以模拟动弧触头在开断电流时的温度；

检测装置，检测动弧触头合闸前、后的动弧触头内径、合闸时的合闸弹跳时间和合闸电阻中的至少一项；

导向装置，对动、静弧触头的合闸进行导向。

2.根据权利要求1所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，其特征在于：还包括固定架，供动弧触头固定；

所述驱动装置用于驱动静弧触头动作以实现动、静弧触头分、合闸。

3.根据权利要求2所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，其特征在于：在检测时，动弧触头通过过渡件固定在所述固定架上，所述过渡件可拆设置在固定架上。

4.根据权利要求3所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，其特征在于：所述过渡件沿动弧触头的径向位置可调的设置在固定架上。

5.根据权利要求2或3所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，其特征在于：所述驱动装置固定在所述固定架上。

6.根据权利要求2或3所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，其特征在于：所述驱动装置包括用于连接静弧触头的传动杆，所述固定架包括导向板；导向板供传动杆穿过并对传动杆的运动方向进行导向，所述导向装置由导向板构成。

7.根据权利要求1或2或3所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试装置，其特征在于：所述温度控制装置包括氩弧焊焊枪和温度传感器。

8.用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，对动弧触头的其中一个触指瓣进行加热，第二步，在被加热的触指瓣的温度达到预设温度时，控制动、静弧触头以正常的合闸速度不带电合闸。

9.根据权利要求8所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法，其特征在于：在第二步时，动弧触头固定，静弧触头向动弧触头运动实现动、静弧触头的不带电合闸。

10.根据权利要求8或9所述的用于动弧触头的耐烧蚀性能测试方法，其特征在于：所述第一步与第二步均在防护罩内进行。

Images