一种片式电弧加热器绝缘自动测试装置及方法与流程

本发明涉及高超声速飞行器技术领域，尤其涉及一种片式电弧加热器绝缘自动测试装置及方法。

背景技术：

电弧加热器是开展高超声速飞行器热环境模拟试验的重要地面设备，电弧加热器采用电弧放电加热空气形成高温高速流场进行试验。由于片式电弧加热器中间的电弧通道采用上百件电弧压缩片以及片间绝缘件组装而成，相邻的电弧压缩片之间必须保持绝缘良好，如果存在漏水、绝缘值低等情况，就可能发生串弧的危险，串弧将会烧坏很多数量的电弧压缩片，造成极大的损失。

目前采用的方法是在试验前通冷却水时，对每相邻的两个电弧压缩片间的绝缘性能进行人工检查，但人工检查的方式工序繁琐、耗时较长，还存在高压冷却水管爆裂伤人的风险。

因此，针对以上不足，需要提供一种能够对片式电弧加热器电弧压缩片绝缘性能自动测试的方案。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于现有对片式电弧加热器电弧压缩片绝缘性能测试的方法效率低且不安全，针对现有技术中的缺陷，提供了一种能够实现片式电弧加热器电弧压缩片绝缘自动测试的方案。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种片式电弧加热器绝缘自动测试装置，用于对片式电弧加热器的电弧压缩片进行绝缘性检测；所述电弧压缩片之间设有绝缘片；所述片式电弧加热器绝缘自动测试装置包括：高压测试线、金属环、绝缘轴、滑套、移动机构和绝缘监测仪表；

所述金属环依次套设在所述绝缘轴外，且每个金属环通过各自的高压测试线连接至一个电弧压缩片；

所述滑套上设置有至少两个金属触点，所述至少两个金属触点用于与所述金属环接触；

所述移动机构与所述滑套连接，用于控制所述滑套沿所述绝缘轴的轴向移动；

所述绝缘监测仪表与所述至少两个金属触点连接进行绝缘性检测。

优选地，所述金属环的厚度小于所述电弧压缩片的厚度，且金属环的直径小于电弧压缩片的直径。

优选地，所述金属环的数量与电弧压缩片的数量相同。

优选地，相邻的所述金属环之间相互绝缘。

优选地，所述金属触点的间距与金属环的间距相同。

优选地，所述金属触点为弹性触点。

优选地，所述移动机构包括直线电机、气缸或油缸。

优选地，所述片式电弧加热器还包括控制器，用于控制所述移动机构移动所述滑套。

本发明还提供了一种片式电弧加热器绝缘自动测试方法，基于前述任一所述的片式电弧加热器绝缘自动测试装置实现，所述方法包括以下步骤：

将两个金属触点分别接触绝缘轴一端的两个金属环；

利用绝缘监测仪表对当前位置的电弧压缩片进行绝缘性检测；

判断当前位置电弧压缩片绝缘检测是否完毕，是则通过移动机构移动滑套带动金属触点与下一金属环接触，直至所有电弧压缩片检测完毕。

优选地，所述方法还包括：检测当前位置电弧压缩片未达到预设绝缘程度时，进行故障报警。

实施本发明的片式电弧加热器绝缘自动测试装置及方法，具有以下有益效果：本发明的片式电弧加热器绝缘自动测试装置，将数量众多的电弧压缩片通过高压测试线连接到较小体积的金属环上，为电弧压缩片绝缘自动测试提供了可能；本发明通过移动机构移动滑套，带动金属触点依次与金属环接触，实现对相连电弧压缩片的绝缘性能的自动测试。相比于现有人工检查的方法，本发明的方案能够提高片式电弧加热器运行的可靠性和安全性，减少人工操作和试验准备时间，提高试验效率。此外，通过将绝缘监测仪表检测的测试数据传输到显示仪表或控制系统，能够对测试数据进行查看分析以及故障报警。

附图说明

图1是本发明实施例提供的片式电弧加热器绝缘自动测试装置的结构示意图；

图2是图1a-a向的示意图。

图中：1：电弧压缩片；2：绝缘片；3：高压测试线；4：绝缘环；5：金属环；6：绝缘轴；7：金属触点；8：滑套；9：移动机构；10：绝缘监测仪表；11：测试导线；12：水管气管管路；13：弹簧。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的片式电弧加热器绝缘自动测试装置。片式电弧加热器包括电弧压缩片1，在相邻的电弧压缩片之间设有绝缘片2。该装置用于对片式电弧加热器的电弧压缩片1进行绝缘性能检测。

该片式电弧加热器绝缘自动测试装置包括：高压测试线3、金属环5、绝缘轴6、滑套8、移动机构9和绝缘监测仪表10。

其中，多个金属环5依次套设在绝缘轴6外，每个金属环5通过各自的高压测试线3与对应的一个电弧压缩片1连接，且连接方式为电气连接。在一个具体的实施例中，高压测试线3可以采用2mm²的耐压30kv的高压绝缘线。

绝缘轴6为圆柱形状，可以采用3240#酚醛玻璃钢制造，其直径取决于所采用的金属环5的尺寸，一般的，绝缘轴6的直径略小于金属环5的内径，使金属环5能套设在绝缘轴6外。另外，绝缘轴6的长度根据电弧压缩片1的数量及金属环5的厚度而设定。

本发明中采用的金属环5的体积较小，金属环5的厚度小于电弧压缩片1的厚度，且金属环5的直径小于电弧压缩片1的直径。一般的，金属环5的厚度仅为电弧压缩片1厚度的1/10至1/5，相应的，金属环5的直径仅为电弧压缩片1直径的1/5。在一个具体的实施例中，电弧压缩片1采用紫铜制造，其厚度为25mm，直径为200mm，四周与水管气管管路12连接，而金属环5采用黄铜或紫铜制造而成，其厚度可以达到仅2.5mm，直径可以为40mm。当片式电弧加热器中电弧压缩片1的数量为100个时，片式电弧加热器的长度约3米，由于金属环5的厚度和直径均较小，绝缘轴6的长度取值仅为0.5米。在片式电弧加热器中，电弧压缩片1的四周连接有大量的水管和气管，现有的人工检测方式中，检测人员采用手持电气绝缘测试表，在片式电弧加热器冷却水打开时，依次用两个探针分别接触相邻的电弧压缩片进行测量判断，费时且费力。而本发明中，采用将片式电弧加热器中数量众多的电弧压缩片1通过高压测试线3连接到体积较小的金属环5上，从而进行绝缘自动检测时金属触头可以避开电弧压缩片上密集的冷却水管路和供气管路，为电弧压缩片的绝缘自动测试提供了可能。本发明通过光滑的金属环可实现移动检测，并且由于金属环5的厚度和直径均小于电弧压缩片1的厚度和直径，因而检测时移动距离较短，能够缩短检测时间，提升检测效率。

在该装置中，金属环5通过与金属触点7接触，再由金属触点7与绝缘监测仪表10连接，从而实现相邻的两个电弧压缩片1经由高压测试线3、金属环5、金属触点7到绝缘监测仪表10，实现对电弧压缩片1绝缘性的自动检测。

金属触点7设置在滑套8上，滑套8套设在金属环5外，具体参见图2所示，滑套8的底部设置有一个缺口，允许高压测试线3通过，同时滑套8与移动机构9连接，该移动机构9能够控制滑套8沿绝缘轴6的轴向移动。使用时，利用移动机构9移动滑套8，从而带动金属触点7依次与金属环5接触。在一个具体的实施例中，该金属触点7通过测试导线11与绝缘监测仪表10连接。该测试导线11可以采用1mm²普通测试信号线。

其中，金属触点7的数量为至少两个。在一个优选的实施例中，金属触点7的数量可以取两个，在利用该装置进行绝缘自动测试时，可以使两个金属触点7与绝缘轴6一端的两个金属环5接触，随后，通过移动机构9控制滑套8移动，带动金属触点7依次与金属环5接触，实现对所有的电弧压缩片1的绝缘性能检测。具体实施时，参照图1所示，可以设置金属触点7从绝缘轴6的左端开始与金属环5接触，应该理解的是，也可以将金属触点7、滑套8及移动机构9设置在绝缘轴6的右端，进行测试时设置金属触点7从绝缘轴6的右端开始与金属环5接触。

在另一个优选的实施例中，金属触点7的数量还可以取四个，相应的滑套8数量为两个，移动机构9的数量同样为两个。在利用该装置进行绝缘自动测试时，可以使其中两个金属触点7与绝缘轴6左端的两个金属环5接触，另外两个金属触点7与绝缘轴6右端的两个金属环5接触，具体实施时，分别通过两个移动机构9控制各自连接的滑套8移动，带动相应的两个金属触点7依次与金属环5接触，即可以从绝缘轴6的两端同时对电弧压缩片1进行绝缘性检测。在该实施例中，通过两对金属触点7分别从绝缘轴6的两端进行绝缘检测，能够缩短电弧压缩片绝缘自动检测的时间，提升检测效率，当电弧压缩片1的数量达到较大数量时，如200个，将金属触点7设置为四个，能够大幅度减少检测时间。

在一个优选的实施例中，每个金属环5通过各自的高压测试线3与对应的一个电弧压缩片1连接，即金属环5的数量与高压测试线3的数量一致，且金属环5的数量与电弧压缩片1的数量一致。为了保证测试的有效性和准确性，相邻的金属环5需保持相互绝缘并防止爬弧。因此在一个更优选的实施例中，金属环5之间设有绝缘环4，该绝缘环4可以采用3240#酚醛玻璃钢制造而成，以实现金属环5之间相互绝缘，且绝缘环4的直径与金属环5的直径取值一致，以保证滑套8始终沿绝缘轴6的轴向移动。

在一个优选的实施例中，两个金属触点7之间的距离与相邻的金属环5之间的距离相等，从而保证金属触点7与金属环5精准对接，提高绝缘测试的准确度。

在另一个实施例中，金属触点7可以为弹性触点，在一个具体的实施例中，该金属触点7可以采用康铜制造，内部设有弹簧13，使金属触点7保持压紧力，与金属环5保持稳固接触，能够确保测试数据的可靠性。

本发明中的移动机构9，可以包括直线电机、气缸、或者油缸，从而实现灵活控制滑套8的移动位置。

在一个实施例中，本发明的片式电弧加热器绝缘自动测试装置还可以包括控制器，用于控制移动机构9移动滑套8。

利用本发明的片式电弧加热器对电弧压缩片绝缘性能测试时，通过移动机构9移动滑套8的位置，带动金属触点7依次与金属环5接触，每相邻的两个电弧压缩片1经过高压测试线3、金属环5、滑套8上的金属触点7、以及绝缘监测仪表10检测，从而实现对电弧压缩片1绝缘性能的自动测试。通过将绝缘监测仪表检测的测试数据传输到显示仪表或控制系统，还能够对测试数据进行查看分析，且测试数据异常时进行故障报警。本发明方案克服了现有技术人工检查方式效率低、不可靠且不安全的缺陷，有效提升了片式电弧加热器运行的可靠性和安全性，减少了人工操作和试验准备时间，进而提高试验效率。

在另一个实施例中，本发明还提供了一种片式电弧加热器绝缘自动测试方法，该方法包括以下步骤：首先，将两个金属触点分别接触绝缘轴一端的两个金属环。随后，利用绝缘监测仪表对当前位置的电弧压缩片进行绝缘性检测。再随后，判断当前位置电弧压缩片绝缘检测是否完毕，是则通过移动机构移动滑套带动金属触点与下一金属环接触，直至所有电弧压缩片检测完毕。检测完毕后将滑套移动到绝缘轴任意一端的顶端，并使金属触头与金属环脱离接触。

在一个优选的实施例中，所述利用绝缘监测仪表对当前位置的电弧压缩片进行绝缘性检测，具体可以包括：检测当前位置的电弧压缩片1是否达到预设绝缘程度，是则记录测试数据，否则进行故障报警。其中，预设的绝缘程度为绝缘监测仪表得到的测试数据为5000欧姆。通过将绝缘监测仪表检测的测试数据传输到显示仪表或控制系统，能够对测试数据进行查看分析，便于对片式电弧加热器的日常维护。

在一个优选的实施例中，所述断当前位置电弧压缩片绝缘检测是否完毕，具体为：判断当前位置电弧压缩片绝缘检测时间是否达到预设时间间隔，是则通过移动机构移动滑套带动金属触点与下一金属环接触，否则继续对当前位置电弧压缩片检测，直至所有电弧压缩片检测完毕。

应该理解地是，本发明的片式电弧加热器绝缘自动测试方法的原理与前面片式电弧加热器绝缘自动测试装置相同，因此对于片式电弧加热器绝缘自动测试装置的实施例的具体阐述也适用于该方法。

综上所述，本发明的片式电弧加热器绝缘自动测试装置，将较多数量的电弧压缩片通过高压测试线连接到体积较小的金属环上，为电弧压缩片绝缘性能自动测试提供了可能；本发明通过移动机构移动滑套，带动金属触点依次与金属环接触，实现对相邻电弧压缩片的绝缘性能的自动测试。相比于现有人工检查的方法，本发明的方案能够克服现有人工检测效率低、不可靠且存在安全隐患的缺陷，提高了片式电弧加热器运行的可靠性与安全性，缩减了人工操作和试验准备时间，提高了试验效率。此外，通过将绝缘监测仪表检测的测试数据传输到显示仪表或控制系统，还能够对测试数据进行查看分析以及故障报警，利于对片式电弧加热器的日常维护。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。