电弧运动发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电弧运动发生装置，包括监控装置、控制装置、采集装置以及充放电本体，所述充放电本体设置为由LC组成的单频振荡回路；所述采集装置包括充电采集单元和放电采集单元，与充放电本体连接，对充放电本体充电、放电瞬间的波形采集；所述控制装置与充放电本体连接，对充放电本体进行充电、放电控制；所述监控装置分别与控制装置以及采集装置连接，对控制装置以及采集装置进行监视和控制。本发明专利技术技术方案能对电弧运动进行观察，以更深入地研究电弧特性并改进低压电器的性能。

【技术实现步骤摘要】
电弧运动发生装置
本专利技术涉及一种电弧运动发生装置，特别涉及一种用来观测电弧运动的发生装 置。
技术介绍
电弧的产生对低压电器的安全运行有很大影响。首先，电弧延长了电路开断短路 电流的时间。在开关分断短路电流时，开关触头上的电弧就延长了短路电流通过电路的时 间，使短路电流危害的时间延长，这可能对电路设备造成更大的损坏。同时，电弧的高温可 能烧坏开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆，甚至可能造成火灾和爆炸事故。此外，强烈 的电弧可能损伤人的视力，严重的可能导致人失明。因此开关设备在结构设计上就要保证 其操作时电弧能迅速地熄灭。那么灭弧系统的设计就离不开对电弧特性的研究与分析，本 项目所设计的电弧运动发生器，对电弧特性的研究就有相当大的意义。 在低压电器开断过程中，当电路中出现故障电流时，低压电器的触头迅速地打开， 在触头间产生电弧，电弧稍作停滞，在外界磁场和气动力的作用下，沿着导轨向栅片运动， 随后电弧被栅片分成几个短弧，导致电弧电压急剧升高，电弧随之熄灭。能否是电弧快速地 到达栅片，可靠地被熄灭是评价低压电器性能的一个重要标准。而电弧的运动直接影响低 压电器的开断性能。如果能对电弧进行观察，就可以更深入地研究电弧特性并改进低压电 器的性能。电弧在灭弧室中的运动过程，是一个气流场、电场、磁场和热场相互耦合，共同作 用的复杂现象。实际中如果能对电弧运动进行观察，就可以更深入地研究电弧特性并改进 低压电器的性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种能对电弧运动进行观察， 以更深入地研究电弧特性并改进低压电器的性能的电弧运动发生装置。 为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种电弧运动发生装置，包括监控 装置、控制装置、采集装置以及充放电本体，所述充放电本体设置为由LC组成的单频振荡 回路；所述采集装置包括充电采集单元和放电采集单元，与充放电本体连接，对充放电本体 充电、放电瞬间的波形采集；所述控制装置与充放电本体连接，对充放电本体进行充电、放 电控制；所述监控装置分别与控制装置以及采集装置连接，对控制装置以及采集装置进行 监视和控制。 本专利技术进一步设置：所述控制装置包括PLC控制器、D/A转换模块、比例积分电路、 调压器以及变压器，所述PLC控制器与监控装置相连接，所述D/A转换模块与PLC控制器相 连接，所述比例积分电路与D/A转换模块相连接，所述调压器与比例积分电路相连接，所述 变压器与所述调压器相连接。 本专利技术进一步设置：所述充电采集单元包括分压电路、差分放大电路、反向电路以 及A/D转换电路，所述分压电路与所述差分放大电路相连接，所述反向电路与所述差分放 大电路相连接，所述A/D转换电路与反向电路相连接，所述监控装置与所述A/D转换电路相 连接。 本专利技术进一步设置：所述放电采集单元包括脉冲电流发生器、负载、真空开关、罗 氏线圈、高速数据采集终端，所述高速数据采集终端与所述监控装置相连接。 本专利技术进一步设置：所述监控装置包括组态王监控和LabVIEW监控界面。 本专利技术进一步设置：所述监控装置与采集装置之间、监控装置与控制装置之间均 设置有光电隔离单元。 本专利技术技术方案，采用LC振荡回路设计的一个电弧运动发生装置，产生的电弧在 运动中能量受限，不会将试品烧毁，保证电弧运动实验的可操作性；本装置利用LC振荡回 路来产生脉冲电流，试验时对电网不造成冲击，应用比较方便。将电弧运动发生器技术在大 中型低压电器生产厂家推广应用，将有利于低压电器的转型与升级。 下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例总体方框图； 图2为本专利技术实施例主电路原理图； 图3为本专利技术实施例充电电压控制及充电电压采集电路方框图； 图4为本专利技术实施例比例积分电路图； 图5为本专利技术实施例分压、低压调节、差分放大和反向电路图； 图6为本专利技术实施例放电采集单元电路图； 图7为本专利技术实施例充放电本体原理图。 【具体实施方式】 参见附图1至7,本专利技术公开的电弧运动发生装置包括监控装置、控制装置、采集 装置以及充放电本体。监控装置是由组态王监控和LabVIEW监控界面组成，实现对下位机 的监视和控制；控制装置是由PLC控制系统组成，实现对脉冲发生器的充放电控制；采集装 置是由充电采集单元和放电采集单元组成，实现对脉冲发生器发电瞬间的波形采集，并通 过LabVIEW显示和存储；充放电本体是由LC组成的单频振荡回路，实现电容的充电储能和 电容及电感组成振荡回路放电。LabVIEW人机界面与PLC之间以及LabVIEW与采集电路之 间都采用光电隔离，这使得控制系统具有良好的抗干扰性能，并避免了地电位抬高等因素 可能造成的设备损坏。 电弧运动发生装置可分为充电和放电两个过程，充电过程：上位机首先向PLC发 送充电指令，PLC收到指令后控制充电开关闭合，使低压交流电源经变压器升压后在经过桥 式整流滤波成低压直流电源后开始对储能电容开始充电，储存电容开始储存能量。放电过 程：当充电电压达到设定值时，PLC先控制充电开关断开，停止充电，然后控制真空开关闭 合，是储能电容和电感组成的单频振荡回路向负载放电。放电的波形经过采集电路和波形 处理电路后，通过LabVIEW存储。 参见附图2,电弧运动发生装置的主电路是由380V三相交流电经过40A断路 器QS，再经过40A熔断器，再经过40A接触器KM，再经过1KT的TSGC2-20KVA 380AT420V 30/27. 5A的新型接触式调压器，使它的电压在(T420V之间连续可调，然后再经过IT的 ZSG-21KVA 400/1500V 30. 3/8. 08A的干式变压器，使400V的三相交流电升压到1500V的三 相交流电，然后再经过三相桥式整流滤波，变成直流电给电容器组C2充电，当冲到所设定 的电压时，断开K1，闭合K2,使电容器组C2和电感L组成单频振荡回路向负载放电。 参见附图3,由LabVIEW人机界面设定充电电压数值，LabVIEW向PLC发送充电指 令，PLC控制D/A转换模块，经过D/A转换模块到比例积分电路，比例积分电路控制调压器， 使调压器输出合适的电压，使变压器升压到合适的电压，充电采集系统包括分压器、差分放 大电路、A/D转换电路和反向电路。充电电路中电容器组上的电压经分压器分压、差分放大 电路放大、再由A/D转换电路，将电容器上的电压值显示在LabVIEW的监控界面上。充电采 集系统采用闭环反馈的方案消除充电电压与充电函数的偏差。 参见附图4，DAC7611是一个高性能12位D/A转换芯片。DAC7611为串行，占用1/ 〇 口较少，功耗低，性能满足要求。DAC7611和PLC连接，以及输出模拟信号的放大电路，具 体的连接是：CS (2脚)与PLC连接做片选信号；CLK (3脚)与PLC连接做时钟信号；SDI (4 脚）与PLC连接做串行信号输入口；LD (5脚）与PLC连接做下载选通信号；CLR (6脚）与 PLC连接做异步清零信号。DAC7611输出电压信号经放大电路进行放大到电位器调节比例 和积分放大电路。电阻R26、R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电弧运动发生装置，其特征在于：包括监控装置、控制装置、采集装置以及充放电本体，所述充放电本体设置为由LC组成的单频振荡回路；所述采集装置包括充电采集单元和放电采集单元，与充放电本体连接，对充放电本体充电、放电瞬间的波形采集；所述控制装置与充放电本体连接，对充放电本体进行充电、放电控制；所述监控装置分别与控制装置以及采集装置连接，对控制装置以及采集装置进行监视和控制。

【技术特征摘要】
1. 一种电弧运动发生装置，其特征在于：包括监控装置、控制装置、采集装置以及充放 电本体，所述充放电本体设置为由LC组成的单频振荡回路；所述采集装置包括充电采集单 元和放电采集单元，与充放电本体连接，对充放电本体充电、放电瞬间的波形采集；所述控 制装置与充放电本体连接，对充放电本体进行充电、放电控制；所述监控装置分别与控制装 置以及采集装置连接，对控制装置以及采集装置进行监视和控制。2. 根据权利要求1所述的电弧运动发生装置，其特征在于：所述控制装置包括PLC控 制器、D/A转换模块、比例积分电路、调压器以及变压器，所述PLC控制器与监控装置相连 接，所述D/A转换模块与PLC控制器相连接，所述比例积分电路与D/A转换模块相连接，所 述调压器与比例积分电路相连接，所述变压器与所述调压器相连接。3. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱翔鸥，刘星锦，顾群芳，陈上挺，游颖敏，吴自然，叶鹏，刘刚，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33