一种双管线真空高压打火测试系统及其测试方法与流程

1.本发明涉及高压电气技术领域，特别是涉及一种双管线真空高压打火测试系统及其测试方法。


背景技术：

2.高压电气中，有一种高压电源的应用环境为高真空环境，在实际应用生产中，需要测试其高真空度下打火时的各种性能参数和抗打火干扰性能，通过间断稳定的给高压腔体中喷射微量气体元素，造成真空下的电源打火现象，并通过长期的间断性供气，造成持续真空打火现象，从而测试设备的抗打火干扰性能，除此之外，测试电源在真空度瞬间变化到一定真空度时电源是否存在打火现象，也是高压电源的一项重要性能。然而目前缺少一种测试装置可以同时实现以上各种性能的测试。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术中存在的缺少高压电源参数测试装置的问题，而提供一种双管线真空高压打火测试系统。
4.本发明的另一个目的是提供所述双管线真空高压打火测试系统的测试方法。
5.为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
6.一种双管线真空高压打火测试系统，包括真空罐体试验环境模块、进气管路模块和真空获得模块；
7.所述真空罐体试验环境模块包括两个通过连通管路相连接的两个真空罐体，分别为主真空罐体和副真空罐体，所述连通管路上设有平衡阀门，每一真空罐体设有被测电源接口以连接被测电源及被测设备、每一真空罐体上设有抽真空口以获得真空环境，每一真空罐体上还固定装配有进气管，所述进气管固定密封插入所述真空罐体内，所述进气管的气体出口深入到真空罐体内靠近所述被测电源或被测设备的电极位置以输入气体局部破坏真空；
8.所述进气管路模块包括进气管路以及装配于所述进气管路上的进气截止阀、压力传感器和气体质量流量控制器；所述进气管路与所述进气管的气体入口相连通，
9.所述真空获得模块包括与所述抽真空口相连接的真空获得管路、设置于所述真空获得管路上的抽气控制阀、真空计以及与真空获得管路相连通的抽真空泵组。
10.在上述技术方案中，所述气体出口为形成在所述进气管端部的狭孔。
11.在上述技术方案中，所述连通管路的两端分别连接在所述主真空罐体和副真空罐体的进气管路上。
12.在上述技术方案中，所述被测电源接口设置于所述真空罐体的顶部，所述气体输入口设置于所述真空罐体的底部，所述抽真空口设置于所述真空罐体的侧面。
13.在上述技术方案中，所述抽气控制阀为抽气蝶阀，所述抽真空泵组包括机械泵和分子泵，所述进气截止阀为小流量电磁截止阀。
14.在上述技术方案中，所述抽气蝶阀通过法兰o圈密封连接于所述抽真空口和所述真空获得管路之间。
15.在上述技术方案中，所述真空计采用kf法兰密封连接于所述真空罐体或真空获得管路14上。
16.在上述技术方案中，所述真空获得管路通过cf高真空法兰装配。
17.在上述技术方案中，所述真空获得管的直径为140-200mm；所述进气管路为直径3-6mm的不锈钢管路。
18.在上述技术方案中，所述真空高压打火测试装置还包括电气控制模块，所述电气控制模块包括人机交互单元、嵌入式控制电路单元和供电电源单元，所述嵌入式控制电路单元分别与所述人机交互单元、进气截止阀、压力传感器、气体质量流量控制器、抽气控制阀、真空计以及抽真空泵组的控制器通讯连接。
19.在上述技术方案中，所述真空高压打火测试装置还包括支架结构，所述支架结构的底部设有脚轮，所述真空罐体固定于所述支架结构的顶部，所述抽真空泵组固定于所述支架结构的下部，所述进气截止阀、压力传感器和气体质量流量控制器固定于所述支架结构中部的定位板上。
20.本发明的另一方面，所述双管线真空高压打火测试系统的测试方法，包括以下两个模式：
21.模式1：关闭平衡阀门，关闭副真空罐体的抽气控制阀，启动主真空罐体上的抽气控制阀，启动主真空罐体上的抽真空泵组，选择主真空罐体抽真空，真空度降至预定值后自动停止，关闭主真空罐体上的抽气控制阀，随后打开主真空罐体上进气截止阀，通过进气管将用户设定所需气体通入到主真空罐体内进行实验，观察主真空罐体中能否实现真空打火，从而测试电源特性；或者利用气体质量流量控制器控制气体流量成阶跃脉冲流量，实现不间断的高重复性的供给微流量脉冲气体，测试电源连续在高真空度下打火时的各种性能参数；
22.模式2：系统启动抽真空泵组，打开副真空罐体上的抽气控制阀，关闭主真空罐体上的抽气控制阀，选择副真空罐体抽真空，真空度降至预定值后自动停止，关断副真空罐体上的抽气控制阀，随后打开副真空罐体上的进气截止阀，调节副真空罐体的所需流量或真空度，关闭副真空罐体上的进气截止阀，瞬时打开平衡阀门迅速平衡主真空罐体、副真空罐体内的压力进行实验，测试电源是否在真空度突变的工况下自行打火，从而测试电源特性。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1.本发明的双管线真空高压打火测试系统具有多种试验模式，第一种，进行某一固定流量气体输入时，高压电气设备(高压电源)的打火实验，第二种，利用进气管路控制流量成阶跃脉冲流量，并实现不间断的高重复性的供给微流量脉冲气体，测试电源连续在高真空度下打火时的各种性能参数；第三种，测试电源在真空度瞬间变化到一定真空度时电源是否存在打火现象。
25.2.设备将真空度降至10-4
pa后开始利用进气管路流量精密控制输送进入真空罐体，进行局部真空度破坏，在电源正常工作情况下，用户能够通过在控制模块中的人机交互单元中所输入的打火间隔时间进行精密控制打火时间。
26.3.本装置可以连续多天进行测试不间断打火测试，整体运行可靠。
附图说明
27.图1所示为双管线真空高压打火测试系统的侧视图。
28.图2是进气管与所述真空罐体的连接结构示意图。
29.图3是双管线真空高压打火测试系统的主视图。
30.图4是双管线真空高压打火测试系统的原理图。
31.图中：1-气体出口，2-人机交互单元，3-嵌入式控制电路单元，4-分子泵控制器，5-支架结构，6-脚轮，7-平衡阀门，8-真空罐体，9-被测电源接口，10-进气管，11-进气管路，12-进气截止阀，13-气体质量流量控制器，14-真空获得管路，15-抽气控制阀，16-真空计，17-机械泵，18-分子泵。
具体实施方式
32.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.实施例1
34.一种双管线真空高压打火测试系统，包括真空罐体试验环境模块、进气管路模块和真空获得模块；
35.所述真空罐体试验环境模块包括两个通过连通管路相连接的两个真空罐体8，分别为主真空罐体8-1和副真空罐体8-2，所述连通管路上设有平衡阀门7，每一真空罐体8设有被测电源接口9以连接被测电源及被测设备、每一真空罐体8上设有抽真空口以获得真空环境,每一真空罐体8上还固定装配有进气管10，所述进气管10固定密封插入所述真空罐体8内，所述进气管10的气体出口1深入到真空罐体内靠近所述被测电源或被测设备的电极位置以输入气体局部破坏真空；
36.所述进气管路模块包括进气管路11以及装配于所述进气管路11上的进气截止阀12、压力传感器和气体质量流量控制器13；所述进气管路11与所述进气管的气体入口相连通，
37.所述真空获得模块包括与所述抽真空口相连接的真空获得管路14、设置于所述真空获得管路14上的抽气控制阀15、真空计16以及与真空获得管路14相连通的抽真空泵组。
38.实施例2
39.所述双管线真空高压打火测试系统的测试方法，包括以下两个模式：
40.模式1：关闭平衡阀门v4，关闭副真空罐体8-2上的抽气控制阀v6，启动主真空罐体8-1上的抽气控制阀v5，启动主真空罐体8-1上的抽真空泵组，选择主真空罐体抽真空，真空度降至10-4
pa后自动停止，关断抽气控制阀v5，随后打开主真空罐体8-1上进气截止阀12，通过进气管将用户设定所需气体通入到主真空罐体8-1内进行实验，观察主真空罐体8-1中能否实现真空打火，从而测试电源特性；
41.或者利用气体质量流量控制器13控制气体流量成阶跃脉冲流量，并实现不间断的高重复性的供给微流量脉冲气体，测试电源连续在高真空度下打火时的各种性能参数；
42.模式2：系统启动泵组，打开副真空罐体8-2上的抽气控制阀v6，关闭主真空罐体8-1上的抽气控制阀v5，选择副真空罐体抽真空，真空度降至10-4
pa后自动停止，关闭抽气控制阀v6，随后打开副真空罐体8-2上的进气截止阀12，用户设定所需流量或真空度调节副真空
罐体真空度，关闭副真空罐体8-2上的进气截止阀12，瞬时打开平衡阀门v4迅速平衡主真空罐体、副真空罐体内的压力进行实验，测试电源是否在真空度突变的工况下自行打火，从而测试电源特性。
43.实施例3
44.作为优选方式，所述被测电源接口设置于所述真空罐体8的顶部，所述气体输入口设置于所述真空罐体8的底部，所述抽真空口设置于所述真空罐体8的侧面。所述被测电源接口9为可匹配快插电源使用的盲板，所述盲板上嵌有o圈，所述被测电源接口9可用盲板覆盖防止落灰。
45.作为优选方式，所述连通管路的两端分别连接在所述主真空罐体和副真空罐体的进气管路上。
46.作为优选方式，所述抽气控制阀15为抽气蝶阀，所述抽真空泵组包括机械泵17和分子泵18。分子泵18由分子泵控制器4控制，真空系统的获得与真空获得管路14的直径和抽速有直接关系，因此本系统选用直径为160mm尺寸的真空获得管路14，抽真空时，机械泵17预抽和分子泵18二级泵进行高真空获得，分子泵18的抽速为160l/s，机械泵17的抽速为2l/s，在20分钟内极限真空达到1
×
10-4
pa。
47.作为优选的，所述抽气蝶阀通过法兰o圈密封连接于所述抽真空口和所述真空获得管路14之间，所述真空计16采用kf法兰密封连接于所述真空罐体8或真空获得管路14上，所述真空获得管路14通过cf高真空法兰装配，经过测试真空度能够达到10-4
pa。
48.作为优选的，所述小流量截止阀的流量小于10slm，由于在高真空度下很小的气体进入会对真空产生很大波动，根据电源测试要求，进气流量不能超过10sccm，因此进气管路11所选用管路为3或6mm不锈钢管路(优选为316l不锈钢材质，管路密封后氦质谱检漏达到10-8
sccshe)，根据流通能力，所述进气截止阀12选用小流量电磁截止阀，气体质量流量控制器13选用满量程10sccm产品进行对气体的精密控制。
49.作为优选方式，所述真空高压打火测试装置还包括电气控制模块，所述电气控制模块包括人机交互单元2、嵌入式控制电路单元3和供电电源单元，所述嵌入式控制电路单元分别与所述人机交互单元、进气截止阀12、压力传感器、气体质量流量控制器13、抽气控制阀15、真空计16以及抽真空泵组的控制器通讯连接。以实现气体流量的控制、电磁阀开关的控制、真空设备的控制、真空度的读取，还可实时记录数据，并保存成excel能够打开的文档格式，当感知流量失控、泄漏时产生异常报警，除此之外，系统能够允许用户手动设定真空度及开阀时间，实现精密自动控制真空度。在此基础上，还可借助系统使用组态软件进行编程，方便用户操作。
50.作为优选方式，所述真空高压打火测试装置还包括支架结构5，所述支架结构5的底部设有脚轮6，所述真空罐体8固定于所述支架结构5的顶部，所述真空泵固定于所述支架结构5的下部，所述进气截止阀12、压力传感器和气体质量流量控制器13固定于所述支架结构5中部的定位板上。保证整个装置的稳定性，保证各元器件固定的稳定性。支架结构5整体采用40型材搭建，称重500kg，结实耐用，能够长时间吸收泵组产生的震动，并与流量控制部分不相互干扰。
51.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图
中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
52.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
53.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。