一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)及方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超特高壓電器試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]超特高壓電器試驗(yàn)中常常應(yīng)用合成試驗(yàn)的方式完成試驗(yàn)，而觸發(fā)系統(tǒng)又是合成試驗(yàn)中必不可少的重要觸發(fā)裝置，觸發(fā)系統(tǒng)是否能夠正確及時(shí)的觸發(fā)，觸發(fā)球球距是否合適，觸發(fā)后的合成電流是否能夠成功貫穿都極大影響到合成試驗(yàn)的成功率。現(xiàn)有技術(shù)為使用球距可調(diào)的觸發(fā)球，針對(duì)于不同電壓等級(jí)試驗(yàn)調(diào)節(jié)合適的球距以確定絕緣與觸發(fā)距離。
[0003]而現(xiàn)有的觸發(fā)裝置雖然解決了部分觸發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)難題，但在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)仍有欠缺和不足，如觸發(fā)球的球距是否能夠在滿足絕緣要求的情況下又能成功貫穿完成觸發(fā)是多年合成試驗(yàn)的技術(shù)難題，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的試驗(yàn)人員常常通過電壓等級(jí)與通流大小等情況進(jìn)行計(jì)算，并且要結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來確定球距，但具體試驗(yàn)過程中仍不可避免的有因耐壓不夠在充電過程中提前貫穿，或是在觸發(fā)過程中由于球距太大而無法成功貫穿的情況。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)及方法，可以達(dá)到在較大球距情況下耐受較高電壓，并且提高貫穿成功率，不需要多次人為更改球距。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)，包括電光轉(zhuǎn)換器、光電轉(zhuǎn)換器、蓄電池和高電位脈沖單元；電光轉(zhuǎn)換器的輸出端連接光電轉(zhuǎn)換器的輸入端，光電轉(zhuǎn)換器的輸出端連接蓄電池和高電位脈沖單元；高電位脈沖單元的輸出端連接有點(diǎn)火頭。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:電光轉(zhuǎn)換器包括蓄電池供電信號(hào)輸入端、高壓電容充電信號(hào)輸入端、觸發(fā)電信號(hào)輸入端、蓄電池光信號(hào)輸出端、高壓電容充電光信號(hào)輸出端和觸發(fā)光信號(hào)輸出端；光電轉(zhuǎn)換器包括蓄電池光信號(hào)輸入端、高壓電容充電光信號(hào)輸入端、觸發(fā)光信號(hào)輸入端、蓄電池供電信號(hào)輸出端、高壓電容充電信號(hào)輸出端和觸發(fā)電信號(hào)輸出端；
[0008]電光轉(zhuǎn)換器的蓄電池光信號(hào)輸出端、高壓電容充電光信號(hào)輸出端和觸發(fā)光信號(hào)輸出端分別對(duì)應(yīng)連接光電轉(zhuǎn)換器包括蓄電池光信號(hào)輸入端、高壓電容充電光信號(hào)輸入端和觸發(fā)光信號(hào)輸入端；光電轉(zhuǎn)換器的蓄電池供電信號(hào)輸出端連接蓄電池與高電位脈沖單元之間的連接開關(guān)；光電轉(zhuǎn)換器的高壓電容充電信號(hào)輸出端連接高電位脈沖單元，用于控制高電位脈沖單元的充電模塊給高電位脈沖單元中的高壓電容充電；光電轉(zhuǎn)換器的觸發(fā)電信號(hào)輸出端連接高電位脈沖單元，用于控制高電位脈沖單元觸發(fā)點(diǎn)火頭中的等離子材料，利用等離子體導(dǎo)通球隙。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述等離子材料為用于產(chǎn)生等離子體的高分子聚合物材料。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述點(diǎn)火頭安裝于待點(diǎn)燃放電球隙一側(cè)球體內(nèi)部。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述放電球隙位于合成試驗(yàn)回路中，該合成試驗(yàn)回路包括依次連接主電容、四對(duì)放電球隙和輔助電路；主電容的高壓端連接第一放電球，第一放電球和第二放電球之間具有間隙，第二放電球連接第三放電球，第三放電球和第四放電球之間具有間隙，第四放電球連接第五放電球，第五放電球和第六放電球之間具有間隙，第六放電球連接第七放電球，第七放電球和第八放電球之間具有間隙，第八放電球連接輔助電路一端，輔助電路另一端連接主電容的低壓端。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述放電球隙的表面最短距離為1cm及以下時(shí)，可以在OkV到該間隙能夠耐受的電壓范圍內(nèi)，免調(diào)節(jié)球距。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:導(dǎo)電球的材料為銅加石墨，且導(dǎo)電球之間的距離可調(diào)
-K-T。
[0014]一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)的觸發(fā)方法，包括以下步驟:
[0015]電光轉(zhuǎn)換器的蓄電池供電信號(hào)輸入端輸入持續(xù)24V電平信號(hào)，蓄電池光信號(hào)輸出端輸出對(duì)應(yīng)持續(xù)的光信號(hào)，該光信號(hào)輸入光電轉(zhuǎn)換器的蓄電池光信號(hào)輸入端，光電轉(zhuǎn)換器的蓄電池供電信號(hào)輸出端控制24V蓄電池與高電位脈沖單元接通供電；
[0016]電光轉(zhuǎn)換器的高壓電容充電信號(hào)輸入端輸入持續(xù)24V電平信號(hào)，高壓電容充電光信號(hào)輸出端輸出對(duì)應(yīng)持續(xù)光信號(hào)，該光信號(hào)輸入光電轉(zhuǎn)換器的高壓電容充電光信號(hào)輸入端，光電轉(zhuǎn)換器的高壓電容充電信號(hào)輸出端控制高電位脈沖單元的高壓電容開始充電，充電時(shí)間25s，時(shí)間到后，撤銷24V電平信號(hào)，高壓電容充電斷開；高電位脈沖單元處于待觸發(fā)狀態(tài)；
[0017]電光轉(zhuǎn)換器的觸發(fā)電信號(hào)輸入端輸入脈寬0.5ms-2ms的24V電平信號(hào)，觸發(fā)光信號(hào)輸出端輸出對(duì)應(yīng)脈寬光信號(hào)，該光信號(hào)輸入光電轉(zhuǎn)換器的觸發(fā)光信號(hào)輸入端，光電轉(zhuǎn)換后光電轉(zhuǎn)換器的觸發(fā)電信號(hào)輸出端控制高壓脈沖單元觸發(fā)點(diǎn)火頭導(dǎo)通球隙。
[0018]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明為一種基于等離子噴射原理研制的觸發(fā)系統(tǒng)，由于其噴射距離遠(yuǎn)，貫穿成功率高，觸發(fā)情況穩(wěn)定，同時(shí)球距最大程度上免調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)確保了高壓電器試驗(yàn)中觸發(fā)環(huán)節(jié)的可靠性，從而極大節(jié)省了試驗(yàn)的時(shí)間并有效提升了試驗(yàn)效率，同時(shí)也減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了試驗(yàn)過程中頻繁進(jìn)入回路調(diào)節(jié)球距或觸發(fā)不貫穿的情況，在節(jié)省時(shí)間的同時(shí)也消除了人員進(jìn)入回路的安全隱患。同時(shí)該系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間穩(wěn)定，動(dòng)作時(shí)間分散性在正負(fù)10微秒內(nèi)，能夠極大的提高試驗(yàn)效率。綜上所述本發(fā)明的完成對(duì)減少試驗(yàn)準(zhǔn)備工作與試驗(yàn)過程中的間隔時(shí)間，提升試驗(yàn)效率，降低試驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，保障試驗(yàn)人員的人身安全均有重要意義。同時(shí)推進(jìn)了我國高壓電器試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，拓展了我國等離子技術(shù)研宄的應(yīng)用空間，并為我國等離子噴射技術(shù)領(lǐng)域、航空航天觸發(fā)技術(shù)領(lǐng)域、及超特高電壓技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展提供了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與良好借鑒。
【【附圖說明】】
[0020]圖1為本發(fā)明一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)的觸發(fā)流程圖；
[0022]圖3為本發(fā)明一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)過程的時(shí)序圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0023]請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明一種應(yīng)用等離子噴射技術(shù)的高壓電器試驗(yàn)觸發(fā)系統(tǒng)，包括電光轉(zhuǎn)換器1、光電轉(zhuǎn)換器2、蓄電池3和高電位脈沖單元4。
[0024]電光轉(zhuǎn)換器I包括蓄電池供電信號(hào)輸入端、高壓電容充電信號(hào)輸入端、觸發(fā)電信號(hào)輸入端、蓄電池光信號(hào)輸出端、高壓電容充電光信號(hào)輸出端和觸發(fā)光信號(hào)輸出端；光電轉(zhuǎn)換器2包括蓄電池光信號(hào)輸入端、高壓電容充電光信號(hào)輸入端、觸發(fā)光信號(hào)輸入端、蓄電池供電信號(hào)輸出端、高壓電容充電信號(hào)輸出端和觸發(fā)電信號(hào)輸出端。
[0025]電光轉(zhuǎn)換器I的蓄電池光信號(hào)輸出端、高壓電容充電光信號(hào)輸出端和觸發(fā)光信號(hào)輸出端分別對(duì)應(yīng)連接光電轉(zhuǎn)換器2包括蓄電池光信號(hào)輸入端、高壓電容充電光信號(hào)輸入端和觸發(fā)光信號(hào)輸入端。光電轉(zhuǎn)換器2的蓄電池供電信號(hào)輸出端連接蓄電池3與高電位脈沖單元4之間的連接開關(guān)；光電轉(zhuǎn)換器2的高壓電容充電信號(hào)輸出端連接高電位脈沖單元4，用于控制高電位脈沖單元的充電模塊給高電位脈沖單元中的高壓電容充電；光電轉(zhuǎn)換器2的觸發(fā)電信號(hào)輸出端連接高電位脈沖單元4，用于控制高壓脈沖單元觸發(fā)點(diǎn)火頭5中的等離子材料，利用等離子體導(dǎo)通球隙。等離子材料為用于產(chǎn)生等離子體的高