一種線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高電壓試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]線圈類電力設(shè)備(如變壓器、電抗器)在電力系統(tǒng)中處于核心地位，承擔(dān)著電壓電流變換、隔離、保護(hù)等作用。近年來(lái)，隨著電網(wǎng)容量日益增大、結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，線圈類設(shè)備損毀事故也日益增多。線圈類電力設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)受到電動(dòng)力的長(zhǎng)期作用，產(chǎn)生振動(dòng)、局部形變，導(dǎo)致導(dǎo)線周?chē)牧习l(fā)生老化、撕裂及形變，引發(fā)設(shè)備故障；暫態(tài)運(yùn)行(如短路)時(shí)，在電流沖擊和電壓沖擊作用下，線圈將受到巨大的電動(dòng)力作用，在此巨大電動(dòng)力作用下線圈易發(fā)生變形、移位甚至燒毀，引發(fā)嚴(yán)重的設(shè)備故障。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，在進(jìn)行線圈類電力設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行受力仿真分析；另外當(dāng)線圈類設(shè)備發(fā)生故障損壞時(shí)，也需要及時(shí)分析受損原因，如沖擊線圈的電動(dòng)力等，并及時(shí)對(duì)設(shè)備存在的缺陷進(jìn)行改進(jìn)。
[0004]但是，設(shè)計(jì)仿真不能模擬實(shí)際狀態(tài)，而且仿真出的結(jié)果也需要在實(shí)際產(chǎn)品或者模型上進(jìn)行驗(yàn)證，整個(gè)過(guò)程繁瑣；當(dāng)線圈類設(shè)備發(fā)生故障受損后，再進(jìn)行受損原因分析，若是由于電動(dòng)力引發(fā)的設(shè)備故障，容易造成受力分析不清楚，導(dǎo)致設(shè)備缺陷不清、改進(jìn)困難，更有甚者存在家族性缺陷，給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行埋下巨大隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的由于對(duì)線圈受力分析、仿真及驗(yàn)證困難，從而導(dǎo)致線圈受力分析不清楚，以及由于受力分析不清楚導(dǎo)致設(shè)備缺陷不清、改進(jìn)困難等問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，所述模擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括線圈、壓電傳感器、傳導(dǎo)光纖、光電轉(zhuǎn)換器及處理顯示系統(tǒng)，所述壓電傳感器設(shè)置在所述線圈的匝間和層間；所述壓電傳感器和所述光電轉(zhuǎn)換器由所述傳導(dǎo)光纖連接，所述光電轉(zhuǎn)換器與所述處理顯示系統(tǒng)電連接。
[0008]優(yōu)選地，所述壓電傳感器包括光纖壓電傳感器。
[0009]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換器與所述處理顯示系統(tǒng)由信號(hào)電纜電連接。
[0010]優(yōu)選地，所述光纖壓電傳感器包括相互連接的壓電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和電光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述傳導(dǎo)光纖分別連接所述電光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與光電轉(zhuǎn)換器。
[0011]優(yōu)選地，所述壓電傳感器均勻、對(duì)稱設(shè)置在所述線圈的匝間和層間。
[0012]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換器包括多路并行輸入接口和一路集中輸出接口。
[0013]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置有指示燈。
[0014]優(yōu)選地，所述處理顯示系統(tǒng)包括個(gè)人計(jì)算機(jī)。
[0015]由以上技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例提供的線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，所述模擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括線圈、壓電傳感器、傳導(dǎo)光纖、光電轉(zhuǎn)換器及處理顯示系統(tǒng)，壓電傳感器設(shè)置在所述線圈的匝間和層間；所述壓電傳感器和所述光電轉(zhuǎn)換器由所述傳導(dǎo)光纖連接，所述光電轉(zhuǎn)換器與所述處理顯示系統(tǒng)電連接。本發(fā)明實(shí)施例提供的線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)中的線圈受到的電動(dòng)力作用產(chǎn)生變形，分布在線圈周?chē)膲弘妭鞲衅魇艿綌D壓，將受力轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)并在處理顯示系統(tǒng)上顯示線圈受力分布情況，該系統(tǒng)用于對(duì)變壓器、電抗器等線圈類電力設(shè)備在暫態(tài)或穩(wěn)態(tài)下的電動(dòng)力進(jìn)行模擬、分析、仿真以及驗(yàn)證，是在實(shí)際生產(chǎn)和研究需求的基礎(chǔ)上提出的，對(duì)于線圈類電力設(shè)備的故障分析、缺陷處理、優(yōu)化改進(jìn)提供技術(shù)支持，具有實(shí)際意義。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種壓電傳感器徑向布置示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種壓電傳感器徑向布置示意圖；
[0020]圖1-圖3，符號(hào)表不:
[0021]1-線圈，2-壓電傳感器，3-傳導(dǎo)光纖，4-光電轉(zhuǎn)換器，5-信號(hào)電纜，6_處理顯不系統(tǒng)，7-外線圈，8-內(nèi)線圈，9-鐵芯，41-輸入接口，42-輸出接口。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]實(shí)施例一
[0024]參見(jiàn)圖1和圖2，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種線圈電動(dòng)力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種壓電傳感器徑向布置示意圖。
[0025]該模擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括線圈1、壓電傳感器2、傳導(dǎo)光纖3、光電轉(zhuǎn)換器4及處理顯示系統(tǒng)6，壓電傳感器2設(shè)置在線圈1的匝間和層間；壓電傳感器2和光電轉(zhuǎn)換器4由傳導(dǎo)光纖3連接，光電轉(zhuǎn)換器4與處理顯示系統(tǒng)6電連接。
[0026]電力系統(tǒng)中所采取的電抗器常見(jiàn)的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來(lái)限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來(lái)限制電網(wǎng)中的高次諧波。220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來(lái)吸收電纜線路的充電容性無(wú)功的?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來(lái)調(diào)整運(yùn)行電壓。電抗器在正常運(yùn)行時(shí)受到電動(dòng)力的長(zhǎng)期作用，暫態(tài)運(yùn)行(如短路)時(shí)，在電流沖擊和電壓沖擊作用下，線圈1也將受到巨大的電動(dòng)力作用。
[0027]所謂壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變(包括彎曲和伸縮形變)時(shí)，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。本發(fā)明實(shí)施例中的壓電傳感器2是基于壓電效應(yīng)的傳感器，該壓電傳感器2的敏感元件由壓電材料制成，壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷，此電荷經(jīng)電荷放大器和測(cè)量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。其中，壓電材料主要包括壓電單晶、壓電多晶和有機(jī)壓電材料。壓電傳感器2中用得最多的是屬于壓電多晶的各類壓電陶瓷和壓電單晶中的石英晶體。其他壓電單晶還有適用于高溫輻射環(huán)境的鈮酸鋰以及鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍等。本發(fā)明壓電傳感器2采用光纖壓電傳感器，所述光纖壓電傳感器具有頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
[0028]壓電傳感器2均勻、對(duì)稱的設(shè)置在線圈1的匝間和層間，在繞制線圈1時(shí)預(yù)埋入，各壓電傳感器2獨(dú)立布置。在圖2中，壓電傳感器2均勻、對(duì)稱的分布在線圈1的各匝間，每?jī)蓪又g均勻分布8個(gè)壓電傳感器2，如此設(shè)置，可以將所有受力部位包含進(jìn)去，能夠完整檢測(cè)受力區(qū)域，接收電動(dòng)力全面均勻，當(dāng)然，也可以根據(jù)線圈1受力情況進(jìn)行設(shè)置，而不是僅僅受限于上述的壓電傳感器2的個(gè)數(shù)，在受力較大的地方設(shè)置較多的壓電傳感器2，也可根據(jù)所需受力情況數(shù)據(jù)分析精度等級(jí)安排壓電傳感器2的數(shù)量和位置，當(dāng)所需數(shù)據(jù)精度等級(jí)越高時(shí)，設(shè)置的壓電傳感器2的數(shù)量越多，即可按實(shí)際需要對(duì)光纖壓