[实用新型]一种真空开关电弧综合实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于真空电弧领域，尤其是一种真空开关电弧综合实验装置。

背景技术

随着化石能源的逐步消耗，世界能源危机日益突显出来。在电能传输这一能源输送的关键环节，对如何减少开关器件中能源损耗的研究意义重大。当前，在高压直流输电的实际运行中，应用最多的断路器类型为填充SF₆气体作为灭弧介质的断路器，但是由于SF₆气体对温室效应影响非常大并且放电时分解产生有毒气体有一定的腐蚀性，所以为了建立环境友好型社会，SF₆断路器未来将逐渐被淘汰。真空断路器是近几十年开始发展的开关器件，具有易于维修、体积小重量轻、可靠性高、开断容量大、无污染、能频繁操作等优点，拥有非常好的发展前景。然而，对于真空断路器中电弧的数学模型、外部磁场和触头开距等因素对电弧的影响等目前还没有准确的结论，需要进行反复的实验来对其进行研究，对真空开关实验装置的需求很大。

目前尚未有专利对真空开关综合实验装置进行设计。现有装置多是实验人员根据自己实验的需要而简单搭建的实验平台。实验平台通常由一个真空断路器和一个拍摄装置(如相机等)组成。这种实验平台主要存在以下问题：1.装置搭建不完善，对高压实验中的安全因素考虑不足，实验人员有受到人身伤害的危险；2.对电弧的观察和拍摄不全面，只集中在某一固定的角度进行观察和拍摄，难以准确的反应电弧的特性；3.由于现有装置均是基于实验人员某方面的研究需求搭建的，只能对磁场、温度等某一因素进行实验。当需要实验其他因素时，又需要搭建另一实验平台，在成本上很不经济。

实用新型内容

本实用新型的目的为针对现有技术的不足，提供一种真空开关电弧综合实验装置，该实验装置通过真空罩、真空开关电弧产生模块、行走拍摄模块和温度-磁场控制模块的结构的设计，填补了当前真空电弧实验装置的空白。本实用新型不仅能综合地对磁场和温度对真空电弧的影响关系进行研究，而且有效地实现了强电、强热的隔离，保障了实验人员的人身安全。

本实用新型技术方案为：

一种真空开关电弧综合实验装置，该装置包括真空开关电弧产生模块、行走拍摄模块和温度-磁场控制模块；真空开关电弧产生模块放置在地面上；行走拍摄模块放置在真空开关电弧产生模块的外围；4个温度-磁场控制模块放置真空开关电弧产生模块的四周；

所述真空开关电弧产生模块包括真空罩、圆台底座和电源线；真空罩安放在圆台底座上；圆台底座放置在地面上；电源线接入真空罩内部，与两个静触头分别相连；

所述真空开关电弧产生模块还包括静触头、动触头、电磁线圈、连接杆、支撑杆、连接块、横杆、导轨和挡板；

其中，挡板竖直地固定在圆台底座上，其上部设置有水平的导轨，导轨内嵌有横杆的一端，横杆的另一端固定有连接块；连接块前端与一垂直放置的支撑杆上端部的侧面相连；支撑杆上端部的另一侧面与动触头相连；支撑杆的底端与水平的连接杆的一端相连，连接杆的另一端探入电磁线圈内，电磁线圈固定在圆台底座上；2个静触头分别固定在挡板上，位于动触头一侧，并在动触头的行程线路上匹配；

所述行走拍摄模块包括立柱、环形支架、第一轨道、第二轨道、行走组件；其中，4个立柱竖直的固定在地面上，环形支架水平地安放在4个立柱上；在环形支架上设置有内、外两条轨道，分别为第一轨道和第二轨道；第一轨道和第二轨道的中间位置设置有一条间隙，行走组件安放在第一轨道和第二轨道上；

所述行走组件包括连接体、电机、转轴、转轮、伸缩杆、摄像头和闪光灯；其中，连接体的左右两端各对称地固定有一个电机；每个电机的另一端通过转轴与转轮相连；伸缩杆的一端固定在连接体下部，另一端与一方形外壳相连，该方形外壳中安放有摄像头、闪光灯和控制器；

所述温度-磁场控制模块包括温度-磁场产生组件和风扇；4个温度-磁场产生组件分别放置在行走拍摄模块外围的四个方向，风扇放置在温度-磁场产生组件的后方。

所述温度-磁场产生组件包括底座、栏架和电阻丝；其中，底座固定在地面上，栏架和电阻丝分别固定在底座。

所述的控制器为单片机或DSP，控制器分别与电磁线圈、电机、伸缩杆、摄像头、闪光灯、电阻丝、风扇相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的真空开关电弧产生模块设计了真空罩及其内部的各个器件，使动触头与静触头之间的接触和分离完全实现了自动化，不再需要实验人员的操作。不仅降低了在电弧的产生过程中人为因素的影响，而且有效地保护了实验人员的人身安全。