【技术实现步骤摘要】
混合气体燃弧性能测试系统及方法
[0001]本申请涉及电力系统
，尤其涉及一种混合气体燃弧性能测试系统及方法。
技术介绍
[0002]断路器作为电力系统中的重要保护设备，主要用于在短路故障时切断大电流。然而，在正常运行情况下，为了对电路进行控制，通常采用负荷开关来实现通断操作。负荷开关虽然开断能力较低，但使用频率高，数量多，在电力系统的运行控制中起着至关重要的作用。而负荷开关在运行过程中，可能会发生燃弧现象，从而造成严重事故。负荷开关以SF6及其混合气体作为绝缘介质和灭弧介质，因此，对负荷开关条件下的SF6及其混合气体的燃弧性能进行研究十分必要。
[0003]目前，测量SF6及其混合气体燃弧性能的方法，主要是通过进行短路开断小电流试验来获取数据，在试验中记录电弧的燃烧时间，并根据燃烧时间来评估气体的开断性能。该方法能够提供有关气体在负荷开关条件下的性能表现的重要信息，以指导相关设备的设计和选择。但是该方法控制过程复杂，测试过程中受气体混合程度影响，导致测试结果精度较低的问题。
技术实现思路
[0004]本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中测试结果精度较低的技术缺陷。
[0005]第一方面，本申请提供了一种混合气体燃弧性能测试系统，所述系统包括：
[0006]气体燃弧实验模块，用于模拟电弧开断过程；
[0007]参量测量与记录模块，用于对所述气体燃弧实验模块模拟电弧开断过程中电参量数据、光参量数据以及零区特性参量数据进行测量与记录；>[0008]信号源模块，所述信号源分别连接所述气体燃弧实验模块和所述参量测量与记录模块，用于向所述气体燃弧实验模块发送用于导通电路和气体燃弧实验腔体的触发信号，还用于向所述参量测量与记录模块发送用于触发设备工作的触发信号；
[0009]数据计算模块，所述数据计算模块连接所述参量测量与记录模块，用于保存所述参量测量与记录模块得到的参量数据，并根据参量数据进行计算，以根据计算结果得出混合气体燃弧性能测试结论。
[0010]在其中一个实施例中，所述气体燃弧实验模块包括：
[0011]电源子模块，用于提供充电电压；
[0012]气体燃弧实验电路子模块，所述气体燃弧实验电路子模块的输入端连接所述电源子模块的输出端，所述气体燃弧实验电路子模块的控制端连接所述信号源模块，用于模拟真实电路中燃弧故障时的条件和特性；
[0013]气体燃弧实验腔体子模块，所述气体燃弧实验腔体模块的输入端连接所述气体燃
弧实验电路模块的第一腔体连接端，所述气体燃弧实验腔体模块的输出端连接所述气体燃弧实验电路模块的第二腔体连接端，用于模拟电弧开断过程。
[0014]在其中一个实施例中，所述电源子模块包括：
[0015]调压变压器，用于调节输出电压的大小；
[0016]整流器，所述整流器的输入端连接所述调压变压器的输出端，用于将交流电源转换为直流电源；
[0017]电阻，所述电阻的一端连接所述整流器的输出端，用于保护电路；
[0018]第一开关，所述第一开关的一端连接所述电阻的另一端，所述第一开关的另一端连接所述气体燃弧实验电路子模块的输入端，用于当所述气体燃弧实验电路模块的充电电压达到预期值时，自动断开。
[0019]在其中一个实施例中，所述气体燃弧实验电路子模块包括：
[0020]电容器，所述电容器用于储存和释放电能；
[0021]电感器，所述电感器的一端连接所述电容器的一端，用于产生和抵消磁场，以提供回路电流；
[0022]第二开关，所述第二开关的一端连接所述电感器的另一端，所述第二开关的另一端连接所述气体燃弧实验腔体模块的输入端，用于当所述电容器的充电电压达到所述预期值时，自动闭合；
[0023]晶闸管，所述晶闸管的一端连接所述电容器的另一端，所述晶闸管的另一端连接所述气体燃弧实验腔体模块的输出端，所述晶闸管的控制端连接所述信号源模块，用于控制和调节电流；
[0024]二极管，所述二极管并联所述晶体管，用于防止所述晶闸管在电流反向时被截断。
[0025]在其中一个实施例中，所述参量测量与记录模块包括：
[0026]电参量测试子模块，设置于气体燃弧实验电路子模块的电线上，用于测量并记录电弧电压和电弧电流；
[0027]光参量测试子模块，设置于所述气体燃弧实验腔体子模块的观察窗水平位置，用于拍摄模拟电弧开断过程的电弧光谱和电弧图像；
[0028]零区电流测试子模块，设置于气体燃弧实验电路子模块的电路中，用于对电流零点附近变化极其剧烈的电压电流信号进行测量与记录。
[0029]在其中一个实施例中，所述光参量测试子模块包括电弧光谱拍摄单元和电弧图像拍摄单元，所述电弧光谱拍摄单元包括高分辨光栅光谱仪和ICCD相机，所述电弧图像拍摄单元包括高速摄影仪。
[0030]在其中一个实施例中，所述电参量测试子模块为罗氏圈。
[0031]第二方面，本申请提供了一种混合气体燃弧性能测试方法，所述方法应用于上述任一项实施例所述的混合气体燃弧性能测试系统，所述方法包括：
[0032]气体燃弧实验模块模拟电弧开断过程；
[0033]参量测量与记录模块对所述气体燃弧实验模块模拟电弧开断过程中电参量数据、光参量数据以及零区特性参量数据进行测量与记录；
[0034]信号源模块向所述气体燃弧实验模块发送用于导通电路和气体燃弧实验腔体的触发信号，以及向所述参量测量与记录模块发送用于触发设备工作的触发信号；
[0035]数据计算模块保存所述参量测量与记录模块得到的参量数据，并根据参量数据进行计算，以根据计算结果得出混合气体燃弧性能测试结论。
[0036]在其中一个实施例中，所述根据参量数据进行计算的步骤，包括：
[0037]根据所述光参量数据，采用Abel逆变换和Boltzmann斜率法，获得电弧温度分布。
[0038]在其中一个实施例中，所述根据参量数据进行计算的步骤，包括：
[0039]根据所述零区特性参量数据，采用Mayr电弧模型分析故障电弧特征。
[0040]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0041]本申请提供的混合气体燃弧性能测试系统及方法，所述系统包括：气体燃弧实验模块，用于模拟电弧开断过程；参量测量与记录模块，用于对所述气体燃弧实验模块模拟电弧开断过程中电参量数据、光参量数据以及零区特性参量数据进行测量与记录；信号源模块，所述信号源分别连接所述气体燃弧实验模块和所述参量测量与记录模块，用于向所述气体燃弧实验模块发送用于导通电路和气体燃弧实验腔体的触发信号，还用于向所述参量测量与记录模块发送用于触发设备工作的触发信号；数据计算模块，所述数据计算模块连接所述参量测量与记录模块，用于保存所述参量测量与记录模块得到的参量数据，并根据参量数据进行计算，以根据计算结果得出混合气体燃弧性能测试结论。通过对气体燃弧实验模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种混合气体燃弧性能测试系统，其特征在于，所述系统包括：气体燃弧实验模块，用于模拟电弧开断过程；参量测量与记录模块，用于对所述气体燃弧实验模块模拟电弧开断过程中电参量数据、光参量数据以及零区特性参量数据进行测量与记录；信号源模块，所述信号源分别连接所述气体燃弧实验模块和所述参量测量与记录模块，用于向所述气体燃弧实验模块发送用于导通电路和气体燃弧实验腔体的触发信号，还用于向所述参量测量与记录模块发送用于触发设备工作的触发信号；数据计算模块，所述数据计算模块连接所述参量测量与记录模块，用于保存所述参量测量与记录模块得到的参量数据，并根据参量数据进行计算，以根据计算结果得出混合气体燃弧性能测试结论。2.根据权利要求1所述的混合气体燃弧性能测试系统，其特征在于，所述气体燃弧实验模块包括：电源子模块，用于提供充电电压；气体燃弧实验电路子模块，所述气体燃弧实验电路子模块的输入端连接所述电源子模块的输出端，所述气体燃弧实验电路子模块的控制端连接所述信号源模块，用于模拟真实电路中燃弧故障时的条件和特性；气体燃弧实验腔体子模块，所述气体燃弧实验腔体模块的输入端连接所述气体燃弧实验电路模块的第一腔体连接端，所述气体燃弧实验腔体模块的输出端连接所述气体燃弧实验电路模块的第二腔体连接端，用于模拟电弧开断过程。3.根据权利要求2所述的混合气体燃弧性能测试系统，其特征在于，所述电源子模块包括：调压变压器，用于调节输出电压的大小；整流器，所述整流器的输入端连接所述调压变压器的输出端，用于将交流电源转换为直流电源；电阻，所述电阻的一端连接所述整流器的输出端，用于保护电路；第一开关，所述第一开关的一端连接所述电阻的另一端，所述第一开关的另一端连接所述气体燃弧实验电路子模块的输入端，用于当所述气体燃弧实验电路模块的充电电压达到预期值时，自动断开。4.根据权利要求2所述的混合气体燃弧性能测试系统，其特征在于，所述气体燃弧实验电路子模块包括：电容器，所述电容器用于储存和释放电能；电感器，所述电感器的一端连接所述电容器的一端，用于产生和抵消磁场，以提供回路电流；第二开关，所述第二开关的一端连接所述电感器的另一端，所述第二开关的另一端连接所述气体燃弧实验腔体模块的输入端，用于当所述电容器的充电电压达...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟鸿，陈沛龙，罗颜，张英，王邸博，李欣，欧阳泽宇，殷蔚翎，朱石剑，付胜军，范强，余鹏程，刘君，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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