一种煤体电脉冲致裂增渗实验系统及方法与流程

文档序号:12427048阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种煤体电脉冲致裂增渗实验系统,其特征在于:该系统包括:高压充电电源(1)、高压储能电容器(2)、放电开关(3)、分压器(4)、高压击穿发生器(5)、电流探测器(6)、示波器(7)、放电开关控制台(8)、电脑(9)、三轴加载装置(10)、电荷泄放装置(11)和液压控制系统(12);所述高压充电电源(1)的输出端与高压储能电容器(2)的正极连接,所述高压储能电容器(2)的输出端与放电开关(3)的输入端相连接,所述放电开关(3)的输出端与分压器(4)的输入端连接,所述分压器(4)的输出端与高压击穿发生器(5)的输入端相连接,所述高压击穿发生器(5)的输出端与电流探测器(6)的输入端相连接,并通过液压管路(22)与液压控制系统(12)相连接;所述电流探测器(6)的输出端与高压储能电容器(2)的负极相连接;所述放电开关(3)的输出端与放电开关控制台(8)的输入端相连接;所述分压器(4)和电流探测器(6)的输出端分别与示波器(7)的输入端相连接,所述示波器(7)的输出端与电脑(9)的输入端通过数据线相连接;所述示波器(7)的输出端与电脑(9)的输入端通过数据线相连接;高压储能电容器(2)与电荷泄放装置(11)相连接。

2.根据权利要求1所述的煤体电脉冲致裂增渗实验系统,其特征在于:所述的高压击穿发生器(5)包括中部装有立方体煤样(21)的箱体(13),箱体(13)的左右两个面上对称设有电极套管(17)和固定电极套管(17)的电极套管轴肩(18),所述对称设置的电极套管(17)内分别设有针对立方体煤样(21)相对两个面的“针-针”正负电极,电极套管(17)相对立方体煤样(21)的一端分别设有正电极加压板(23)、负电极加压板(24),所述箱体(13)的前后上下四个面上分别设有液压缸(19),四个液压缸(19)的活塞杆上分别设有相对立方体煤样(21)前后上下四个面的加压板(14)。

3.根据权利要求1所述的煤体电脉冲致裂增渗实验系统,其特征在于:所述的高压击穿发生器(5)包括中部装有立方体煤样(21)的箱体(13),箱体(13)的左右两个面上对称设有电极套管(17)和固定电极套管(17)的电极套管轴肩(18),所述对称设置的电极套管(17)内分别设有针对立方体煤样(21)相对两个面的“针-板”正负电极,电极套管(17)相对立方体煤样(21)的一端分别设有正电极加压板(23)、负电极加压板(24),所述箱体(13)的前后上下四个面上分别设有液压缸(19),四个液压缸(19)上分别设有相对立方体煤样(21)前后上下四个面的加压板(14);四个液压缸(19)经液压管路(22)与液压控制系统(12)相连。

4.根据权利要求2所述的煤体电脉冲致裂增渗实验系统,其特征在于:所述的“针-针”正负电极包括由穿过正电极加压板(23)触及立方体煤样(21)左端面的针状正电极(15)和穿过负电极加压板(24)触及立方体煤样(21)右端面的针状负电极(16)构成。

5.根据权利要求3述的煤体电脉冲致裂增渗实验系统,其特征在于:所述“针-板”正负电极由穿过正电极加压板(23)触及立方体煤样(21)左端面的针状正电极(15)和贴合在立方体煤样(21)右端面上的板状负电极(20)构成。

6.根据权利要求1所述的煤体电脉冲致裂增渗实验系统,其特征在于:所述的高压充电电源(1)的输出电压范围是0-300kV。

7.一种使用权利要求1、2、或3所述系统的煤体电脉冲致裂增渗实验方法,其特征在于包括如下步骤:

a、打开高压击穿发生器(5)中箱体(13)的箱盖,利用液压控制系统(12)预设压力,通过正电极加压板(23)、负电极加压板(24)和4个加压板(14)将立方体煤样(21)固定住;

b、旋转电极套管(17)的轴肩使放电电极紧挨着立方体煤样(21);

c、盖上箱体(13)的盖子,用螺丝将箱体的盖子固定;

d、打开高压充电电源(1)向高压储能电容器(2)内充电,当电压达到预设值时停止充电,关闭高压充电电源(1)以避免放电时损坏高压充电电源(1);

e、触发放电开关控制台上的放电按钮,将高压储能电容器(2)中预设的电压直接加载到立方体煤样(21)的两端,将煤样击穿;在放电的同时,通过分压器(4)和电流探测器(6)测量放电瞬间煤样的电压和电流的信号,并通过电脑(9)记录下来;

f、通过电荷泄放装置(11)将高压储能电容器(2)中剩余的电压卸载掉;

g、打开箱体(13)的箱盖,将被击穿的煤样取出,实验完成。

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