一种用于检测横向磁场真空开关电弧旋转速度的装置的制作方法

本实用新型涉及真空开关电弧检测技术领域，尤其涉及一种用于检测横向磁场真空开关电弧旋转速度的装置。

背景技术：

随着电气技术的发展，真空开关因具有介质恢复速度快、绿色环保及电气寿命长等优点，在中低压电气领域得到广泛的应用，且根据触头的结构类型进行划分，真空开关通常分为横向磁场真空开关或纵向磁场真空开关。在横向磁场真空开关中，该横向磁场真空开关的触头包括螺旋槽触头和杯状触头，其对应灭弧室的工作原理为通过电流流过触头产生的横向磁场使得真空电弧在触头表面高速旋转，避免触头表面局部高温烧蚀，进而提高开断能力。

目前，针对横向磁场真空开关电弧运动特性的诊断和分析，传统的方法是通过高速CMOS相机拍摄电弧图像，然后通过电弧图像处理判断电弧的运动，该方法的缺点在于：（1）只能从电弧图像中获取到二维图像信息，但无法准确判断出电弧旋转情况；（2）即便采用两个高速相机或者两个垂直角度同时拍摄电弧图像来获取电弧旋转过程，但是电弧拍摄效果及角度均会影响测量结果的准确性；（3）采用高速相机会导致成本较高，且拍摄电弧需要在真空腔体中或则开有观测窗的透明真空灭弧室中进行，造成真空灭弧室需要特殊设计。

技术实现要素：

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于检测横向磁场真空开关电弧旋转速度的装置，能够克服高速相机成本较高及特殊设计真空灭弧室的需求等问题，且可以实现准确判断出电弧旋转情况。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于检测横向磁场真空开关电弧旋转速度的装置，其与横向磁场真空开关的真空灭弧室相配合，所述真空灭弧室包括上端盖，绝缘陶瓷外壳，下端盖，动触杆，杯状触头和铜质屏蔽罩；所述装置包括骨架、至少一用于测量电弧在所述杯状触头表面旋转产生振荡频率与电弧旋转频率相一致的磁场强度信号的霍尔传感器以及用于磁场强度信号采集和信号分析处理实现真空灭弧室电弧旋转速度计算的信号检测机构；其中，

所述骨架设置于所述真空灭弧室的绝缘陶瓷外壳上；

每一霍尔传感器均固定于所述骨架上；

所述信号检测机构位于所述真空灭弧室外部，且与所述每一霍尔传感器均相连。

其中，所述骨架设置于所述绝缘陶瓷外壳的中间部位。

其中，所述霍尔传感器有八个，且所述八个霍尔传感器呈一定规律排列分布于所述骨架上。

其中，所述骨架呈圆环状，且相邻两个霍尔传感器与所述骨架中心点之间形成的夹角均为45度。

其中，所述信号检测机构包括依序连接的信号采集模块、信号处理模块、智能监测模块及主控制器。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

在本实用新型实施例中，由于霍尔传感器可以测量到电弧在杯状触头表面旋转产生的磁场强度信号，该磁场强度信号的振荡频率与电弧旋转频率相一致，从而能够根据所测量到的磁场强度信号的振荡频率来快速准确地确定电弧旋转速度，达到能够克服高速相机成本较高及特殊设计真空灭弧室的需求等问题，且可以实现准确判断出电弧旋转情况的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。

图1为本实用新型实施例提供的用于检测横向磁场真空开关电弧旋转速度的装置与真空灭弧室相配合的平面结构示意图；

图2为图1的A-A向示意图；

图3为图1中信号检测机构的系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1至图3所示，为本实用新型实施例中，提供的一种用于检测横向磁场真空开关电弧旋转速度的装置，其与横向磁场真空开关的真空灭弧室相配合，真空灭弧室包括上端盖1，绝缘陶瓷外壳2，下端盖5，动触杆6，杯状触头7和铜质屏蔽罩8；

该装置包括骨架3、至少一用于测量电弧在杯状触头7表面旋转产生振荡频率与电弧旋转频率相一致的磁场强度信号的霍尔传感器4以及用于磁场强度信号采集和信号分析处理实现真空灭弧室电弧旋转速度计算的信号检测机构9；其中，

骨架3设置于真空灭弧室的绝缘陶瓷外壳2上；

每一霍尔传感器4均固定于骨架3上；

信号检测机构9位于真空灭弧室外部，且与每一霍尔传感器4均相连。

应当说明的是，骨架3位于真空灭弧室的绝缘陶瓷外壳2的中间部位最佳，这样有效的测量旋转电弧产生的磁场，而不是静动触头本身产生的磁场。

在本实用新型实施例中，在杯状触头7循环运动过程中，杯状触头7产生的横向磁场使得电弧沿着杯状触头7表面高速旋转，当电弧弧柱靠近霍尔传感器3时，霍尔传感器3测量的磁场强度信号最大，而当电弧弧柱远离霍尔传感器3时，霍尔传感器3测量的磁场强度信号减小，而且霍尔传感器3测量到的磁场强度信号的振荡频率与电弧旋转频率一致，因此可以根据霍尔传感器3测量到的磁场强度信号的振荡频率来快速准确地确定电弧旋转速度，达到能够克服高速相机成本较高及特殊设计真空灭弧室的需求等问题，且可以实现准确判断出电弧旋转情况的目的。

更进一步的，为了更加准确的获取电弧旋转过程中电弧的实时位置，因此霍尔传感器4有八个，且八个霍尔传感器4呈一定规律排列分布于骨架3上，例如骨架3呈圆环状，且相邻两个霍尔传感器4与骨架3中心点之间形成的夹角均为45度，从而使得每个霍尔传感器3的信号周期一致，只是相位相差45度。

更进一步的，信号检测机构9包括依序连接的信号采集模块91、信号处理模块92、智能监测模块93及主控制器94。

在本实用新型实施例中，信号检测机构9的工作原理为：通过信号采集模块91实现对八个霍尔传感器3的磁场强度信号进行检测，然后通过信号处理模块92对磁场强度信号进行滤波和调理，并进一步通过智能监测模块93完成对八个霍尔传感器3的磁场强度信号送入主控制器94中。该主控制器94对经过信号处理后的八个霍尔传感器3的磁场强度信号进行处理，得到实时磁场变化规律和频率，进而得到电弧旋转速度。为了更准确地得到旋转电弧的实时位置，可以以霍尔传感器3磁场强度信号最强时对应的霍尔传感器位置标定为电弧弧柱的位置，进而得到旋转电弧在触头表面实时位置分布情况。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

在本实用新型实施例中，由于霍尔传感器可以测量到电弧在杯状触头表面旋转产生的磁场强度信号，该磁场强度信号的振荡频率与电弧旋转频率相一致，从而能够根据所测量到的磁场强度信号的振荡频率来快速准确地确定电弧旋转速度，达到能够克服高速相机成本较高及特殊设计真空灭弧室的需求等问题，且可以实现准确判断出电弧旋转情况的目的。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。