[實用新型]交流電弧發生裝置

有效

• 申請號: 201120165587.3
• 申請日: 2011-05-23
• 公開（公告）號: CN202067446U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 張輯;陳天翔;彭彥卿;唐旭鋒;巫繼龍
• 申請（專利權）人: 張輯
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02;G01B5/02;G01R1/28
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及一種氣體放電裝置，特別是涉及一種能夠用肉眼觀看電弧發生的整個過程及自動測量電弧長度的交流電弧發生裝置。

背景技術

電弧是一種氣體放電現象，是電流通過某些絕緣介質(例如空氣)所產生的瞬間火花。電弧電壓所產生的危害嚴重，其溫度高達數千攝氏度，輕則損壞設備，重則可以產生爆炸，釀成火災，威脅生命和財產的安全。因此，電弧是電力行業研究的重點課題之一，所有在電力行業的從業人員都必須對電弧的危害、發生原理及滅弧方法有深刻認識。然而基于安全考慮，工程設備中的滅弧室是密封的，操作者無法觀察到內部工作機制，不便于了解電弧特性。在電弧教學過程中，往往苦于沒有合適的教具供現場演示而達不到應有的教學效果。

目前，市場已有的電弧發生器絕大多數是為了解決以下5個問題而設計：1.看譜鏡的激發光源；2.電弧焊接；3.發生臭氧，增進汽車發動機內混合氣的燃燒速度；4.用于制造納米管；5.配合風機用于儀器的強制散熱。

中國專利CN201054823公開一種交流電弧發生器，設有限流電阻和風機，風機與限流電阻固接。風機與限流電阻固定在該交流電弧發生器的殼體內，限流電阻貼近殼體的散熱孔，風機出風口對準限流電阻及殼體散熱孔方向。該交流電弧發生器由于采用風機對限流電阻進行強制散熱，提高了散熱效率，省去了限流電阻的散熱片，也可以減小限流電阻本身的體積，并置于殼體內部，縮小了整機體積，減輕了重量，改善了散熱條件，提高了儀器的使用壽命。該實用新型利用了電弧和產生強光的特性用作看譜鏡的激發光源，但不能用于觀察電弧發生的過程與機理，更不能用于電弧的教學和科研。

中國專利CN2318413公開一種多功能電弧發生器，主要由電弧控制器、手持放電器和高效放電指叉組三部分組成。高壓線圈在電弧控制器的驅動下，以電感放電方式產生的高能電弧放電于手持放電器和高效臭氧發生放電指叉組上以完成不同的功能。該實用新型利用了電弧可產生高溫的特性，使得空氣電離產生臭氧，但是并不能用于觀察電弧發生的過程與機理，更不能用于電弧的教學和科研。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一個能夠安全、穩定地產生交流電弧，可用于高等院校電氣工程等專業的電弧知識的教具與科學研究電弧的實驗設備的交流電弧發生裝置。

本實用新型設有電流表、金屬面板、支撐桿、定位板、金屬底板、控制系統和執行系統；

所述控制系統設有控制箱、微型斷路器、交流接觸器、電路主板、直流電源、微步驅動器和步進電機；所述電流表設在控制箱上，微型斷路器、交流接觸器、電路主板、直流電源、微步驅動器和步進電機設在控制箱內，電流表與微型斷路器和交流接觸器串聯，步進電機固定在金屬面板上，步進電機的轉子通過接頭與螺紋轉軸連接，支撐桿固定在金屬面板與金屬底板之間；

所述執行系統設有螺紋轉軸、滑塊、2根碳棒、第1限位開關、第2限位開關、指針、刻度尺、觀察屏和風扇，第1限位開關和第2限位開關分別固定在支撐桿的上下兩端，第1限位開關和第2限位開關的信號線與直流電源和微步驅動器串聯，螺紋轉軸通過軸承固定在金屬面板與金屬底板之間，可上下滑動的刻度尺固定在支撐桿上，指針固定在滑塊上，指針跟隨滑塊運動，風扇固定在支撐桿上，用于散熱與模擬風吹效果，碳棒固定在滑塊與定位板上，觀察屏設在2根碳棒接觸位置的前方，觀察屏可隨時取下。

在金屬底板上可設有導線槽，所述導線槽的上端可固定在滑塊上。

所述2根碳棒可通過碳棒夾固定在滑塊與定位板上。

所述電路主板上的核心組件是PIC芯片，將編寫好的C語言控制程序寫入該芯片后，電路可以控制微步驅動器給步進電機提供脈沖，步進電機運轉。控制系統可實現步進電機正轉、反轉及停止，轉速可調。執行系統的螺紋轉軸與步進電機相連，由步進電機驅動，螺紋轉軸的轉動可驅使滑塊上下勻速運動，固定在滑塊上的碳棒則跟著上下運行，由此與固定在基座上的另一根碳棒發生接觸與分離。通電時，兩根碳棒從接觸到分離過程中會產生電弧，當分離到一定距離時，電弧熄滅，此時主回路斷電，繼而電流傳感器反饋信號使控制回路斷開，步進電機停止工作。限位開關控制滑塊在指定范圍內上限滑行，指針與刻度尺檢測出兩根碳棒的距離，即電弧長度。

本實用新型在不同的電壓、風速條件下可通過實驗數據研究交流電弧發生裝置所產生的電弧大小與電壓和風速的關系，進而為研究滅弧方法提供事實依據。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構組成示意圖。

圖2為本實用新型實施例的控制箱及控制箱內各部件的結構示意。