CN210401606U - 一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场。包括模拟电场本体和计算机远程操控系统。模拟电场本体包括若干阳极板和阴极板，阳极板和阴极板间隔排列；阳极板上设有伸缩导线装置并内置伸缩导线。可通过计算机远程操控系统控制阳极板的接入，调控模拟电场的阻抗；或调控伸缩导线与阴极板的最小距离，引发人工闪络。此外，计算机远程操控系统还可对模拟电场的电压及电流进行监测。因此调控人员不必进入模拟电场进行手动调节，极大提升了安全性。另外，调控不需断电，简化了调控测试的流程，提升了调控效率。

Description

一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场

技术领域

本实用新型涉及一种模拟电场，尤其涉及一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场。

背景技术

静电除尘高频高压电源的生产厂家，在电源的制造过程中，需要对高压直流电源进行运行调试，调试时需要对高压直流电源进行负载测试。电厂内的静电除尘电场是一个电容性的负载。静电除尘高压直流电源的生产厂家一般会制造一个与静电除尘设备中真实电场相似的模拟电场，作为高压直流电源的负载,以满足调试的要求。

现有技术方案中，模拟电场由阳极板和阴极板组成，阳极板为一块平整的大型钢板，阴极板做成芒刺形状的芒刺条，多条芒刺条组成一个大型的阴极板。阳极板与阴极板组成一个大型的平行板电容器，作为高压直流电源的负载，用于设备调试。一个模拟电场一般有几十组平行板电容器，每个平行板电容器都由阴极板和阳极板组成。每个平行板电容器都可以人工从总母线上接入和退出，从而控制高压直流电源的负载阻抗的大小。为了模拟真实情况下常出现的闪络现象，一般在平行板电容器之间，连接一根导线，导线一端连接于极板，另一端悬空放在平行板电容器的两板之间，导线悬空的一端，位于平行板电容器另一极板的距离，即为平行板电容器两极板之间的最短空气间隙。这个空气间隙，在一定直流电压的作用下，就会形成闪络。这个空气间隙的大小，决定了电场发生闪络时加到平行板电容器上的直流电压的大小。

以上的现有技术方案存在以下缺陷：

1.不同规格的高压直流电源，调整电场阻抗时，需切断电源，需人工对平行板电容器进行投切。模拟电场为100kv的高电压环境，调试时需人工进入投切时，会有较大的安全隐患。另外，由于测试电源时，需人为制造平行板电容器的闪络，模拟真实情况下的工作情况，因此也需人工进入电场调节空气间隙，同样存在较大的安全隐患。尤其是需进行反复调节时，使安全事故发生的概率大大增加。

2.在上述的调试过程中，每次调试电场阻抗或是空气间隙时，需先切断电源，做好完善的安全措施才能进入，使得整体过程效率低下。

3.现有技术方案中，阴极板中的芒刺小板通过焊接形式连接难以更换，然而芒刺板的形状对于电场分布影响较大，因此经常需要更换不同的芒刺板以满足研究需求。因此更换时需更换所有阴极板，不仅费用高，而且工作量大。所以难以通过现有技术方案对芒刺板对于除尘器内电场强度分布的影响方面进行研究。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其主要结构包括模拟电场本体和计算机远程操控系统；其中，模拟电场本体包括若干阳极板和阴极板，且阳极板和阴极板间隔排列；阳极板与投切开关相连，由投切开关的开闭控制阳极板接入模拟电场；阳极板上还设有伸缩导线装置，在伸缩导线装置内设有伸缩导线；另一主要结构计算机远程操控系统包括电场负载远程测控系统和伸缩导线远程控制装置，其中电场负载远程测控系统包括电压测量装置、电流测量装置和投切开关控制装置；电流测量装置用于测量模拟电场本体接入待测电源后的电流；电压测量装置用于测量模拟电场本体接入待测电源后的电压；投切开关控制装置与投切开关相连；伸缩导线远程控制装置与伸缩导线装置相连，用于控制伸缩导线装置的伸缩量。

作为优选，模拟电场本体还包括正极母线和负极母线，所有阳极板经投切开关与正极母线相连，所有阴极板与负极母线相连；正极母线和负极母线分别与高压直流电源的正极和负极相连。

作为优选，伸缩导线的一端连接阳极板，另一端置于伸缩导线装置的自由端，调节伸缩导线装置可以改变阴极板与自由端的距离。

作为优选，模拟电场调试的高压直流电源的规格为电压72～100kV，电流0.1～2.0A。该范围已基本涵盖目前市面上所有高压直流电源。

作为优选，阳极板与阴极板的数量可为若干块，优选为20块。这已足够满足大部分高压直流电源的调试需求。

更进一步地，阳极板为平整钢板，而阴极板包括若干条主杆及若干块芒刺组件，芒刺组件与主杆通过可拆卸方式连接；芒刺组件及主杆均位于同一平面内，且该平面与阳极板平行。

作为优选，计算机远程操控系统还包括计算机远程操控主机，计算机远程操控主机作为人机交互装置与电场负载远程测控系统和伸缩导线远程控制装置通讯。

作为优选，计算机远程操控系统内的信号传输、系统与投切开关及伸缩导线间的信号传输采用RS485标准，RS485标准目前被广泛采用，支持其标准的元器件数量较多。

与现有技术相比该发明的有益效果是：

通过计算机远程操控系统，可远程实时调控阳极板的接入数量，间接调节高压直流电源的负载，亦可远程调节伸缩导线装置的伸缩量，以测试电极板间的闪络现象，而不用进入模拟电场进行手动调节，这极大提升了体系的安全性。另外，在测试过程中，也不需要断电，这使得对于高压直流电源的调控过程不会被断电打断，且简化了调控测试的流程，提升了调控效率。另外，阴极板中的芒刺组件通过可拆卸方式连接，可根据不同的需求，简单地更换芒刺组件，减少了工作量。

附图说明

图1为一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场的结构示意图；

图2为计算机远程操控系统示意图；

图3为模拟电场本体的具体结构示意图；

图4为伸缩导线装置的具体结构示意图；

图5为阴极板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1所示的是本实用新型一较佳的实施例，在该实施例中，一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其根据用途主要可分为模拟电场本体和计算机远程操控系统。其中模拟电场本体主要用于模拟除尘电场，而计算机远程操控系统则可对模拟电场的负载或闪络电压进行控制，并随时监测模拟电场回路中的电流，以及模拟电场本体的电压。计算机远程操控系统根据所涉及的用途可分为电场负载远程测控系统和伸缩导线远程控制装置，如图2所示。电场负载远程测控系统又包括电压测量装置、电流测量装置和投切开关控制装置。

在该实施例中，模拟电场本体包括20块阳极板、20块阴极板、正极母线及负极母线。其中，阳极板通过投切开关连于正极母线上，阴极板经导线直接与负极母线相连。上述阳极板所连的投切开关的作用是控制阳极板接入电流回路，其包括两个组件，一个开关组件及一个控制组件，其中控制组件通过通讯线路与投切开关控制装置相连。控制组件接收到投切开关控制装置的指令后，可采用机械动作打开或闭合开关组件。

正极母线直接与高压直流相连，且其需接地，为负送电系统。对于直流回路系统而言，正极接地可有效地减少很多电化学反应,避免导线等发生反应而腐蚀,同时减少了很多外界因素对其的影响。负极母线经电流测量装置、阻尼电阻与电源负极相连，如图1所示。阻尼电阻的主要作用是保护高压直流电源，以避免调控过程中闪络引起的短路对高压直流电源的破坏。阻尼电阻的电阻值为150欧姆。电流测量装置用于测量回路的电流，并经通讯线路与电场负载远程测控系统相连。另外，还有一电压表与模拟电场本体并联，并经通讯线路连接电场负载远程测控系统。

图3所示为模拟电场本体的具体组成。在本实施例中，阳极板及阴极板的数量分别为20。当然，其数量可根据电场负载以及实际需求自由调整。如图3及图4所示，阳极板和阴极板呈交替状平行排列，可将阳极板及与之相邻的阴极板视为阴阳极板对，等效于平行板电容器，电场就产生在两平行相对的阴极板及阳极板中间。阳极板上设有伸缩导线装置，伸缩导线装置的底部与阳极板相连，自由端可进行调控，使其位于阳极板与阴极板之间。伸缩导线装置具体为一可伸缩的三层式机械结构，其经通讯线路与伸缩导线远程控制装置相连。伸缩导线装置为电机驱动，接收到指令后，电机转动，驱动其层状结构的伸出或收回，根据需求不同，其长度可在0～3L间自由调节，全部收回时，其自由端与阳极板表面平齐。伸缩导线装置内部设有一伸缩导线，伸缩导线一端连于阳极板上，称其为固定端，并为电流可经该连接端流向伸缩导线另一端。伸缩导线的另一端位于伸缩导线装置自由端的顶点处，可随伸缩导线装置自由端运动，称其为活动端。当伸缩导线装置运动时，伸缩导线的活动端与阴极板间的距离不断变化，因此，其闪络电压也会随之变化，从而起到调控作用。

如图5所示，为本实施例中阴极板的具体构型，其可分为主杆及芒刺组件两部分，均为钢制材料。芒刺组件与主杆经可拆卸装置连接，此处所用的连接方式为螺纹连接。芒刺对于电场影响较大，若需研究不同芒刺组件对于模拟电场的影响时，仅需关闭模拟电场，并旋下芒刺组件并更换即可。在更换或组装芒刺组件时应注意，所有芒刺组件应在同一平面内，且与相邻的阳极板平行。

为了便于控制监测模拟电场，在此实施例中，还设计了一计算机远程操控主机，其与电场负载远程测控系统和伸缩导线远程控制装置经通讯线路相连接。计算机远程操控主机最主要的作用是集合信息，并将可用信息经可视化方式显示，或经人机交互发出指令。使用时，可简单高效地获取模拟电场的信息，降低调控人员的学习成本。

在该实施例中，所有通讯线路均采用RS485标准，S485简单便捷，且该标准目前被广泛采用，支持其标准的元器件数量较多，便于采购与维护。

下面，将简单描述以该实施例所设计的模拟电场调控高压直流电源的步骤：

1)先确定高压直流电源的规格是否支持；该实施例中，模拟电场可支持的高压直流电源的电压范围为72～100kV；且设计的每个阴极板阳极板对可承载的电流为0.1A，因此电流范围为0.1～2.0A。

2)将高压直流电源电压将至0V，接入模拟电场；之后在计算机远程操控主机上操作，根据需求控制投切开关的打开或者闭合，完成对模拟电场本体的阻抗控制。

3)将高压直流电源的电压升至调控所需范围，进行具体调试；在调试期间，可经投切开关控制装置实时控制模拟电场本体的阻抗。

4)调试期间，若需进行闪络测试时，可通过计算机远程操控主机发出指令，经伸缩导线远程控制装置控制伸缩导线装置的伸缩量，以改变阴极板与伸缩导线活动端的距离，即最小空气间隙；再改变高压直流电源的输出电压至闪络电压，进行调试。

5)若需测试不同芒刺组件对电场的影响，则需暂时断开高压直流电源，人工进入模拟电场，并用扳手对芒刺组件进行更换，更换完成后再重复上述步骤。

在以上的调控过程中，除更换芒刺板外，均不需进入模拟电场进行调试，极大地保障了调试人员的安全，并提升了调试过程的连贯性，提高了调试效率。

Claims (8)

1.一种用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于包括模拟电场本体和计算机远程操控系统；

所述的模拟电场本体包括若干阳极板和阴极板，所述的阳极板和阴极板间隔排列；所述的阳极板与投切开关相连，由投切开关的开闭控制阳极板接入模拟电场；所述的阳极板上设有伸缩导线装置；所述的伸缩导线装置内设有伸缩导线；

所述的计算机远程操控系统包括电场负载远程测控系统和伸缩导线远程控制装置，所述的电场负载远程测控系统包括电压测量装置、电流测量装置和投切开关控制装置；电流测量装置用于测量模拟电场本体接入待测电源后的电流；电压测量装置用于测量模拟电场本体接入待测电源后的电压；投切开关控制装置与投切开关相连；所述的伸缩导线远程控制装置与伸缩导线装置相连，用于控制伸缩导线装置的伸缩量。

2.如权利要求1所述的用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于所述的模拟电场本体还包括正极母线和负极母线，所有阳极板经投切开关与正极母线相连，所有阴极板与负极母线相连；正极母线和负极母线分别与高压直流电源的正极和负极相连。

3.如权利要求1所述的用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于所述的伸缩导线的一端连接阳极板，另一端置于伸缩导线装置的自由端，调节伸缩导线装置可以改变阴极板与自由端的距离。

4.如权利要求1所述的用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于所述的模拟电场调试的高压直流电源的规格为电压72～100kV，电流0.1～2.0A。

5.如权利要求1所述的用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于所述的阳极板与阴极板的数量分别为20块。

6.如权利要求1所述的用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于所述的阳极板为平整钢板；所述阴极板包括若干条主杆及若干块芒刺组件，芒刺组件与主杆通过可拆卸方式连接；芒刺组件及主杆均位于同一平面内，且该平面与阳极板平行。

7.如权利要求1所述的用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于所述的计算机远程操控系统还包括计算机远程操控主机，计算机远程操控主机作为人机交互装置与电场负载远程测控系统和伸缩导线远程控制装置通讯。

8.如权利要求1所述的用于静电除尘高压直流电源调试的模拟电场，其特征在于所述的计算机远程操控系统，其系统内的信号传输、系统与投切开关及伸缩导线间的信号传输采用RS485标准。

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