[发明专利]一种气体击穿特性实验系统及方法

说明书

本申请提供了一种气体击穿特性实验系统，包括上位机、控制器、混气装置、数据采集模块、实验腔体和实验电路；上位机的输入端与数据采集模块连接，上位机的输出端与控制器的输入端连接；控制器的输出端与混气装置、实验电路和实验腔体连接；混气装置与实验腔体相连；实验电路包括电源、限流电阻和电极；电极位于实验腔体内，且电极的一端通过限流电阻与电源连接，电极的另一端接地；实验腔体内还设有电流传感器和电压传感器；电压传感器和电流传感器分别与数据采集模块连接。基于上位机控制、检测与分析的气体击穿特性实验系统操作方便、实验效率与控制精度高，且强弱电分离，安全性更高。

技术领域

本申请涉及电气设备试验领域，尤其涉及一种气体击穿特性实验系统及方法。

背景技术

SF₆是强电负性气体，其分子具有很强的吸附自由电子而形成负离子的能力，因而其耐电强度很高，在较均匀的电场中约为空气耐电强度的2.5倍左右，SF₆气体是目前最理想的绝缘和灭弧介质，用SF₆绝缘的高压电器在电力系统成了必不可少的输电组合单元。但是，SF₆气体的全球变暖系数(GWP)比CO₂气体高23900倍，并且极难降解。在1997年通过的全球变暖《京都议定书》中，SF6气体被列入受限制的6种温室气体之一。因此，针对SF₆气体的不足，寻找一种绝缘气体来替代SF₆成为国内外学者的研究热点。新型的绝缘气体有SF₆混合气体和SF₆替代气体。对于气体绝缘特性的研究，则需要气体在不同的条件和电压下进行放电实验。由于影响因素众多，实验过程繁复，实验数据庞大，实验的前期准备和后期的数据分析会占用研究者大量的时间和精力。

发明内容

本申请提供了一种气体击穿特性实验系统及方法，以解决现有气体绝缘特性实验过程繁复，实验数据庞大，实验的前期准备和后期的数据分析会占用研究者大量的时间和精力的问题。

第一方面，本申请提供了一种气体击穿特性实验系统，包括上位机、控制器、混气装置、数据采集模块、实验腔体和实验电路；

所述上位机的输入端与所述数据采集模块连接，所述上位机的输出端与所述控制器的输入端连接；

所述控制器的输出端与所述混气装置、实验电路和实验腔体连接；

所述混气装置与所述实验腔体相连；

所述实验电路包括电源、限流电阻和电极；

所述电极位于所述实验腔体内，且所述电极的一端通过限流电阻与所述电源连接，所述电极的另一端接地；

所述实验腔体内还设有电流传感器和电压传感器；

所述电压传感器和电流传感器分别与所述数据采集模块连接。

第二方面，本申请提供了一种气体击穿特性实验方法，应用于上述气体击穿特性实验系统，所述方法包括：

上位机控制混气装置按照气体参数向实验腔体内充气，所述气体参数包括气体类型、气体配比和气压；

所述上位机控制电机和继电器按照电路参数配置实验电路，所述电路参数包括电源类型和电极距离；

所述上位机控制电极的电压逐渐增加，直至数据采集模块采集的电压值和电流值满足击穿条件为止；

记录所述电压值和电流值；

重复上述步骤直至到达预设次数为止；

所述上位机重新获取新的电路参数，重复上述步骤到达预设次数为止；

所述上位机根据所有电压值和电流值进行回归分析、方差分析、判别分析和相关分析。