[实用新型]一种小型化空气开关电弧运动数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型属于空气开关数据采集技术领域，尤其是一种针对空气开关的分断电弧电信号、以及电弧图像信号进行同步采集的装置。

背景技术

空气开关是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除能完成接通和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护。通过信号采集装置对空气开关的电弧运动采集各项数据，有利于进一步研究电弧物理特性，有助于改善空气开关触头分断电弧对触头及灭弧室的损害，并提高空气开关灭弧性能。然而，传统的空气开关数据采集装置，都是固定安装在短路通断系统的试验端口，不可移动，灵活性不够，在空气开关分断试验过程中，能同时进行同步采集电弧电信号及图像信号的，还很少见。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种小型化空气开关电弧运动数据采集装置，该数据采集装置能实时、高精度采集空气开关分断电弧电信号，并同步捕获电弧图像信号，该数据采集装置具有模块化，小型化、便于移动等优势，该数据采集装置可应用于多种不同场合，具有较高的应用价值。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种小型化空气开关电弧运动数据采集装置，包括基于PC的便携式数据采集平台、电弧电信号采集模块、电弧图像信号采集模块，

基于PC的便携式数据采集平台包括PXI嵌入式控制器与兼容PXI的上位机，PXI嵌入式控制器的输出端连接同步器，同步器的输出端分别连接电弧图像信号采集模块与电弧电信号采集模块，

电弧电信号采集模块包括电弧电压信号采集模块和电流信号采集模块，电弧电压信号采集模块包括与电弧电压信号端连接的隔离变压器，隔离变压器的输出端经I/O连接器模块传输电压信号至数据采集卡，电流信号采集模块包括与电流信号端连接的罗氏线圈互感器，罗氏线圈互感器输出信号经I/O连接器模块传输电流信号至数据采集卡，

数据采集卡的输出端与PXI嵌入式控制器连接，

所述电弧图像信号采集模块包括安装于空气开关灭弧室窗口处的用于采集电弧图像信号的高速相机，高速相机输出端与PXI嵌入式控制器连接。

上述电弧电信号采集模块与I/O连接器模块封装于同一壳体中，用于采集电弧图像信号的高速相机安装于可移动的三角架上，上述基于PC的便携式数据采集平台以及同步器可置于移动支架上，本实用将上述采集模块、控制器、同步器等结构进行模块化、小型化设计，使其可以便于移动，能够应用于多种测试场合，而不是只能固定安装于某一测试室中只针对某一特定场所进行测试使用。

进一步的，所述电弧电压信号采集模块包括电压隔离电路。

进一步的，所述同步器包括电弧图像信号和电弧电信号同步采集电路。

采用上述方案，本实用新型具有以下优点：1.电信号与图像信号同步采集：采用同步器同时进行16路电信号采样,可对三相4线电压、电流信号、空气开关分断电弧信号采样、并对两通道电弧图像同步检测，有利于多维度的数据融合与处理。每通道ADC达16位，采集率均高达2MS/S，采集电弧图像数据速率在512×512分辨率下高达20000帧/S；

2.本装置以移动式、便携式为设计理念，有别于传统的固定式的数据采集系统。在电路设计，功能设计上采用模块化，小型化思路，充分考虑了每个功能模块的体积及重量，从而设计了该便携式的数据采集系统，可应用于多种不同场合，具有较高的应用价值；

3. 基于PC的便携式数据采集平台，将采集的电信号和图像信号经预处理后传输至上位机读入内存，通过上位机的LABVIEW程序对数据进行处理和分析，将分析处理的结果以及原始数据写入上位机的存储器缓存，能实时显示多路波形，可计算开关电器分断过程中电弧燃弧能量、分断时间，功率因数、频率、最大值、最小值和有效值等重要参数，可对电弧波形进行FFT变换，便于研究电弧信号的频谱特性，为研究空气开关灭弧特性提供数据支持。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

附图1为空气开关电弧运动数据采集装置的结构框图；

附图2为电压隔离模块电路图；

附图3为图像信号与电信号同步采集电路图；

附图4为空气开关电弧运动数据采集装置的实物连接结构示意图；

电弧电信号采集模块1、I/O连接器模块2、PXI嵌入式控制器3、数据采集卡4、空气开关灭弧室5、高速相机6、上位机7。

具体实施方式