一种用于GIS中导电微粒与电极碰撞系数的测量系统的制作方法

本发明属于电气测量技术领域，尤其涉及一种用于gis中导电微粒与电极碰撞系数的测量系统。

背景技术：

气体绝缘全封闭组合电器(gis)因其卓越的性能已经在电力系统中得到了广泛的使用，然而受限于制造工艺，装配运输等因素，gis中会不可避免的产生一些缺陷，其中最常见的是gis中存在的自由运动的微粒，这些金属微粒在受到电场作用后会产生自由运动，据统计由微粒引起的绝缘事故在gis中占相当大的比重，严重威胁gis的安全运行。

实际运行中，gis内的带电微粒的类型及状态较为复杂，通过测量带电微粒的碰撞系数可以有效的研究分析导电颗粒在gis中的运动特性，并提出改善颗粒污染问题的方案，不但可以提高gis的可靠性，还可以使gis在更高的电压水平下运行，做到小型化、紧凑化，提高gis的经济性。但目前缺少对gis中带电微粒的运动特性测量的装置。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明设计了一种gis中导电微粒与电极碰撞系数测量的系统，包括：竖立与底板坐标上的支撑架，支撑架上端设置有由夹具控制电机控制的微粒夹具，微粒夹具夹持待测的导电微粒，微粒夹具正下方设置有角度可调的碰撞铜板，底板坐标上涂抹有黄油，用于准确判断微粒落地点。

所述微粒夹具端部有夹具软垫，与待测的导电微粒紧密贴合防止导电微粒滑落。

所述微粒夹具的张开尺寸通过夹具控制电机调整，所述夹具控制电机通过电机遥控控制，避免人工手动调整夹具张开尺寸而导致微粒下落运动状态不满足自由落体运动条件。

所述碰撞铜板通过铜板调节销与所述支撑架相连接，所述铜板调节销伸出所述支撑架一部分便于测距，铜板调节销上安装有量角器可以准确的测量出所述碰撞铜板与水平方向的角度，方便根据测量目的调整铜板角度。

所述支撑架上安装有测距装置固定杆，测距装置固定杆上安装有红外测距装置，用于测量测量微粒与铜板调节销的竖直方向距离。

本发明的有益效果在于：系统结构可靠，操作简单，测量准确能有效模拟gis中带电微粒与金属极板碰撞的情况并测量相关的碰撞系数，通过测量带电微粒的碰撞系数可以有效的研究分析导电颗粒在gis中的运动特性。

附图说明

图1是本测量系统的结构示意图；

图2是本测量系统的测量原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

如图1所示，为一种用于gis中导电微粒与电极碰撞系数的测量系统包括支撑架1，底板坐标11，微粒夹具2，夹具软垫21，夹具控制电机22，电机遥控23，碰撞铜板3，铜板调节销31，量角器32，红外测距装置4，测距装置固定杆41，微粒落地固定装置5。所述支撑架1为整个测量系统提供支撑作用。所述底板坐标11位于所述支撑架底部，为整个测量系统提供底部支撑，其上方印有坐标刻度，方便读取微粒落下后的位置。所述微粒夹具2用于夹持待测的导电微粒，为了能与待测导电微粒紧密贴合防止导电微粒滑落，所述微粒夹具2端部有夹具软垫21。所述微粒夹具2张开尺寸通过与支撑架连接杆上的夹具控制电机22调整，所述夹具控制电机通过所述电机遥控23控制，避免人工手动调整夹具张开尺寸而导致微粒下落运动状态不满足自由落体运动条件，所述碰撞铜板3通过所述铜板调节销31与位于所述碰撞铜板背部中间的所述支撑架相连接，所述铜板调节销伸出所述支撑架一部分便于测距，所述量角器32可以准确的测量出所述碰撞铜板与水平方向的角度，方便根据测量目的调整铜板角度。所述红外测距装置4可以测量微粒与铜板调节销的竖直方向距离，所述红外测量装置4与所述支撑架通过所述测距装置固定杆41连接，当需要调整微粒下落距离时，所述测距装置固定杆41可以使得红外测距装置4与所述微粒夹具2底部保持在同一水平面。所述微粒固定装置5采用在塑料覆膜上涂抹粘度大的车用黄油的方法，使得微粒在与碰撞铜板碰撞落地后能准确判断微粒的落地点，避免微粒落地后滚动造成测量上的误差。

测量gis中导电微粒与电机碰撞系数时，首先通过调节夹具控制电机22将待测微粒紧密夹持在所述夹具软垫21中，调整所述碰撞铜板3与水平面的角度，为方便计算一般选择45°，为减小人工拉动夹具造成微粒下落不满足自由落体运动的状态，采用所述电机遥控23使夹具松弛，微粒落下做自由落体运动，通过所述红外测距装置测得微粒与铜板调节销距离为h1，可认为该距离即微粒与碰撞点的距离，微粒与碰撞铜板撞击反弹落在所述为例固定装置5上后通过所述底板坐标11测得微粒水平位移为s1，设下落时间为t，则

由于下落时间t较短，难以测量，未知量(t、vx和vy)多于方程数，暂不能求解。改变说述微粒夹具2的高度，将试验重复2次。此时测量得到2组不同收集平面高度下的微粒运动水平位移s1和s2及竖直位移h1和h2，分别代入运动学公式(1)，可得如图2所示的微粒碰撞后的法向速度vx和切向速度vy(求解时取水平向右和竖直向下为速度正方向)，如下：

根据碰撞系数的定义，有切向碰撞系数为

同理法向碰撞系数

当需要考虑不同的碰撞角度时可以通过调节碰撞铜板的角度进行针对性的测量。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明属于电气测量技术领域，尤其涉及一种用于GIS中导电微粒与电极碰撞系数的测量系统，包括：竖立与底板坐标上的支撑架，支撑架上端设置有由夹具控制电机控制的微粒夹具，微粒夹具夹持待测的导电微粒，微粒夹具正下方设置有角度可调的碰撞铜板，底板坐标上涂抹有黄油，用于准确判断微粒落地点；微粒夹具端部有夹具软垫，微粒夹具的张开尺寸通过夹具控制电机调整，夹具控制电机通过电机遥控控制；所述碰撞铜板通过铜板调节销与所述支撑架相连接，铜板调节销上安装有量角器能准确测量出所述碰撞铜板与水平方向的角度；所述支撑架上安装有测距装置固定杆，测距装置固定杆上安装有红外测距装置，用于测量测量微粒与铜板调节销的竖直方向距离。

技术研发人员：律方成;詹振宇;李志兵;齐玉娟;颜湘莲;刘宏宇;董蒙;陈轩;蒋苏;莫文文
受保护的技术使用者：华北电力大学;中国电力科学研究院;国网江苏省电力公司检修分公司
技术研发日：2017.03.23
技术公布日：2017.08.22