[實用新型]一種基于激光陰影成像的斷路器分斷速度測試裝置

有效

• 申請號: 202021775201.6
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN212229108U
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 趙虎
• 申請（專利權）人: 浙江零壹智能電器研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01P3/38;H01H11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本實用新型屬于斷路器測試領域，公開了一種基于激光陰影成像的斷路器分斷速度測試裝置及方法，包括短路電流發生裝置、背景激光發生裝置、觸頭運動攝像裝置及斷路器電氣參數測量裝置；待測斷路器與短路電流發生裝置串聯，待測斷路器的相對兩側上分別設置第一透光部和第二透光部；觸頭運動攝像裝置用于對待測斷路器內部攝像；觸頭運動攝像裝置包括高速攝像裝置及帶通濾光片；斷路器電氣參數測量裝置用于測量待測斷路器的電氣參數。解決了目前斷路器大電流電弧分斷過程中觸頭速度難以準確測試的問題，動觸頭遮擋激光束的部分會產生陰影，觸頭運動攝像裝置可拍攝到陰影的變化過程，進而清楚地獲取了斷路器分斷電弧過程中的動觸頭分斷速度。

技術領域

本實用新型屬于斷路器測試領域，涉及一種基于激光陰影成像的斷路器分斷速度測試裝置。

背景技術

低壓斷路器作為配用電系統中重要的控制與保護設備，需要分斷額定、過載、短路電流，在分斷電流過程中，斷路器內部將不可避免地產生電弧。現有低壓空氣斷路器大都采用機械觸頭和金屬柵片滅弧室來熄弧，因此在斷路器的設計和優化中，掌握斷路器分斷電弧過程中的觸頭運動特性和電弧轉移、形態特性是非常必要和重要的。

現有研究和應用中，常采用高速攝像技術觀察斷路器的觸頭運動和電弧形態變化過程，但由于電弧弧光亮度過高、散射過強等原因，僅采用高速攝像技術幾乎無法同時觀察到電弧形態變化、弧根運動、觸頭運動以及弧角、跑弧道等組件，使得斷路器分斷電弧過程中的一些關鍵參數無法獲取。針對該問題，專利CN201510106800.6，公開了“基于激光成像的電弧與觸頭運動過程的同步測量裝置及方法”，其提出了一種采用連續激光作為背景光源，采用高速攝像裝置拍攝斷路器內電弧形態演變、觸頭運動及電弧與觸頭相互作用過程的方法及裝置，該方法可在一定電流范圍內同時觀測上述過程，然而，在大電流電弧分斷過程中，由于電弧燒蝕會產生較多金屬蒸汽、局部壓力提升、密度增大等現象，導致作為背景光源的連續激光在觸頭及斷路器內部組件前方的氣體上直接反射，高速攝像裝置無法拍攝到觸頭及斷路器內部組件的形態和運動過程。

因此，現有技術中沒有較好的大電流電弧分斷過程中斷路器觸頭運動的測試方法，進而限制了人們對大電流分斷過程中斷路器內部機構動態特性的了解和相應性能的優化設計。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中存在的斷路器大電流電弧分斷過程中觸頭速度難以準確測試的缺點，提供一種基于激光陰影成像的斷路器分斷速度測試裝置。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種基于激光陰影成像的斷路器分斷速度測試裝置，包括短路電流發生裝置、背景激光發生裝置、觸頭運動攝像裝置及斷路器電氣參數測量裝置；

待測斷路器與所述短路電流發生裝置串聯，待測斷路器的相對兩側上分別設置第一透光部和第二透光部；所述背景激光發生裝置用于產生激光束，且，所述激光束能夠通過所述第一透光部進入待測斷路器內部；所述觸頭運動攝像裝置用于通過所述第二透光部對待測斷路器內部攝像；所述觸頭運動攝像裝置包括高速攝像裝置及帶通濾光片；所述帶通濾光片位于所述高速攝像裝置與所述第二透光部之間；且，所述帶通濾光片的帶通波長與所述激光束的激光波長相等；所述斷路器電氣參數測量裝置與所述短路電流發生裝置連接，用于測量待測斷路器的電氣參數；其中，所述激光束的激光波長為待測斷路器內部電弧輻射光譜中缺失的波長或相對光強最小的波長。

本實用新型進一步的改進在于：

所述第一透光部、所述第二透光部、所述背景激光發生裝置及所述觸頭運動攝像裝置同軸設置。

所述短路電流發生裝置包括串聯的電流源及回路開關，待測斷路器與所述電流源及所述回路開關均串聯。

所述背景激光發生裝置包括連續激光器及激光擴束裝置；所述激光擴束裝置位于所述連續激光器與所述第一透光部之間；所述連續激光器用于產生激光束，所述激光擴束裝置用于將激光束擴束。