一种低压断路器栅片电压测试装置的制作方法

本发明涉及断路器测试装置，具体涉及一种低压断路器栅片电压测试装置。

背景技术：

低压断路器广泛采用栅片灭弧技术，主要通过栅片切割电弧提供数量较多的近极压降，从而提高电弧电压，栅片对电弧切割效果的测试对于断路器性能评估与优化设计意义较大，但金属栅片切割电弧物理过程及其复杂，以往利用高速摄像、光纤阵列等的测试技术无法定量、直接获得栅片切割电弧效果。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了以解决现有技术中无法定量、直接获得栅片切割电弧效果的问题，本发明提出一种低压断路器栅片电压测试装置。

技术方案

一种低压断路器栅片电压测试装置，其特征在于包括栅片连接模块、电压测量模块、电流测量模块、隔离与保护模块、数据采集模块、数据传输线和数据处理终端；所述栅片连接模块一端与断路器灭弧栅片连接，另一端与电压测量模块连接；所述电压测量模块和所述电流测量模块分别与所述隔离与保护模块连接；所述隔离与保护模块与所述数据采集模块连接；所述数据采集模块与所述数据处理终端连接；所述数据传输线用于所述数据采集模块与数据处理终端之间的通信与屏蔽。

所述栅片连接模块可采用但不限于焊接、栅片穿孔方式与灭弧栅片连接，可通过但不限于断路器出气口、侧壁、上盖或机构侧将栅片连接线引出。

所述的电压测量模块可采用但不限于电容分压或电阻分压的电压探头、霍尔电压传感器，用于将电弧开断过程中灭弧室栅片上的高电压衰减处理为可测量的低电压信号。

所述的电流测量模块安装于低压断路器与实验电源组成的串联回路中，可采用但不限于罗氏线圈、分流器、电流互感器，用于检测电弧开断过程中的电流信号。

所述的隔离与保护模块可采用但不限于光纤隔离、电磁隔离方式，用于测量端与采集端的隔离和系统的保护。

所述数据采集模块可采用但不限于多通道数据采集模块，用于多路栅片电压、电弧电压和电弧电流信号的采集。

所述的数据传输线可采用但不限于光纤传输、同轴电缆方式。

所述的数据处理终端可采用实时读取测量数据或系统触发后读取测量数据的方式，采集模块触发可利用电流信号或电压信号，安装在所述数据处理终端的数据存储与后处理软件可获取但不限于以下参数：栅片电压瞬时值与峰值、电弧电压峰值、熄弧电压值、电流峰值、燃弧时间、热允通量、栅片电压差、平均电场强度。

有益效果

本发明提出的一种低压断路器栅片电压测试装置，可定量、直接获得栅片切割电弧效果，判断断路器开断过程中电弧在灭弧室内的时空特性，指导断路器的开发与优化设计。

附图说明

图1为本发明的低压断路器栅片电压测试装置组成结构示意图；

图2为栅片电压信号线连接方式示意图；

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明提供了一种低压断路器栅片电压测试装置，包括栅片连接模块、电压测量模块、电流测量模块、隔离与保护模块、数据采集模块、数据传输线和数据处理终端；

所述栅片连接模块一端与断路器灭弧栅片连接，另一端与电压测量模块连接，所述电压测量模块和所述电流测量模块分别与所述隔离与保护模块连接，所述隔离与保护模块连接与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块与所述数据处理终端连接。

所述栅片连接模块可采用但不限于焊接、栅片穿孔等方式与灭弧栅片连接，可通过但不限于断路器出气口、侧壁、上盖或机构侧将栅片连接线引出。

所述的电压测量模块可采用但不限于电容分压或电阻分压的电压探头、霍尔电压传感器，用于将电弧开断过程中灭弧室栅片上的高电压衰减处理为可测量的低电压信号。

所述的电流测量模块安装于低压断路器与实验电源组成的串联回路中，可采用但不限于罗氏线圈、分流器等模块，用于检测电弧开断过程中的电流信号。

所述的隔离与保护模块可采用但不限于光纤隔离、电磁隔离方式，用于测量端与采集端的隔离和系统的保护。

所述数据采集模块可采用但不限于多通道数据采集模块，用于多路栅片电压、电弧电压和电弧电流信号的采集。

所述的数据传输线可采用但不限于光纤传输、同轴电缆方式，用于所述数据采集模块与数据处理终端之间的通信与屏蔽。

所述的数据存储与后处理软件可采用实时读取测量数据或系统触发后读取测量数据的方式，采集模块触发可利用电流信号或电压信号，安装在所述数据处理终端的数据存储与后处理软件可获取但不限于以下参数：栅片电压瞬时值与峰值、电弧电压峰值、熄弧电压值、电流峰值、燃弧时间、热允通量、栅片电压差、平均电场强度。

本发明的工作过程：

(1)硬件连接：按所述的连接方式将所述栅片电压测试装置与待测断路器连接；

(2)数据采集：实施电流开断试验，所述栅片电压测试装置完成电压、电流信号采集；

(3)后处理分析：利用所述数据存储与后处理软件对测量信号进行存储和处理分析，得到但不限于栅片电压瞬时值与峰值、电弧电压峰值、熄弧电压值、电流峰值、燃弧时间、热允通量、栅片电压差、平均电场强度参数。

所述低压断路器栅片电压测试装置对于框架断路器、塑壳断路器、微型断路器及具有栅片结构的接触器等均适用。

实施例1：

本实施例的低压断路器栅片电压测试装置组成结构示意图如图1所示，该测试装置包括电流测量线圈、霍尔电压传感器、过流过压保护模块、光电隔离模块、后处理计算机几个部分。

栅片电压信号通过连接在栅片侧前方的耐高温、高绝缘强度细软线经过断路器出气口引出，与霍尔电压传感器连接，生成低电压信号。栅片电压信号线连接方式如图2所示，连接细软线3通过焊接或在栅片上打小孔的方式与测量栅片1连接，并沿断路器外壁从开在挡板2上方的出气口4引出。

电弧电流利用电流测量线圈检测获得；栅片电压和电流信号再通过过流过压保护模块后进入光电隔离模块，产生安全的、可采集检测的信号，利用数据采集模块进行采集并输送至后处理计算机，由数据存储与后处理软件进行存储和分析。

本实施例中，低压断路器栅片电压测试设备还包括机箱盒体(图未示)，机箱盒体用于封装固定霍尔电压传感器、过流过压保护模块、光电隔离模块、数据采集模块和后处理计算机，机箱盒体材料为金属材料(如铝材)或外部贴铝箔，对内部检测模块进行屏蔽。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种低压断路器栅片电压测试装置，包括栅片连接模块、电压测量模块、电流测量模块、隔离与保护模块、数据采集模块、数据传输线和数据处理终端；所述栅片连接模块一端与断路器灭弧栅片连接，另一端与电压测量模块连接；所述电压测量模块和所述电流测量模块分别与所述隔离与保护模块连接；所述隔离与保护模块与所述数据采集模块连接；所述数据采集模块与所述数据处理终端连接；所述数据传输线用于所述数据采集模块与数据处理终端之间的通信与屏蔽。可定量、直接获得栅片切割电弧效果，判断断路器开断过程中电弧在灭弧室内的时空特性，指导断路器的开发与优化设计。

技术研发人员：赵虎;李兴文
受保护的技术使用者：西北工业大学;西安交通大学
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.02.19