7.2模拟大电流试验技术与装置

进行开关电弧和低压断路器灭弧室的研发离不开实验测试，采用产品型式试验的方法以短路试验站作为电源要消耗大量的能量，并且要控制合闸相位比较困难，测试的电流和电压波形信息量太少，不利于正确判断开关电弧灭弧室的实际性态，以振荡回路为电源对灭弧系统的研发则能带来诸多方便。单频振荡回路是充电的电容器，通过LC回路放电提供50Hz的试验电流，这种设备使用方便并且节能，其基本结构如图7-1所示。其工作原理是：实验前主合闸开关S₂断开，充电开关S₁闭合，交流电源经过调压器T升压后，通过整流桥B对电容器组C充电；充电至所需实验电压后断开S₁，实验准备就绪。实验时接通主合闸开关S₂，由电容器组C、电感L、试品SP、分流器F构成一个典型的单频振荡回路。C、L的固有参数决定了其振荡频率为50Hz，即当S₂合闸，就开始有频率为50Hz的振荡衰减电流通过试品。其预期短路电流的大小决定于充电电压。

图7-1 单频振荡回路

下面分析振荡回路中电容器的放电过程，若电容C已充电至U_cm。

由图7-1，忽略回路中的电阻和试品的电弧，可得

将式（7-1）微分后得

利用初始条件t=0，i=0，u_c=U_cm，得(www.xing528.com)

式中，为放电电流的最大值，放电电流频率f为

式中 C——电容器组的电容（F）；

L——放电回路的电感（H）。

由式（7-3）和（7-4）可见，放电电流的波形为一正弦波；放电电流频率由L和C决定，选择合适的L与C值可获得50Hz的交流电流。考虑式（7-4）后，可得放电电流最大值为

可拆式灭弧室不同于实际断路器的灭弧室，它的结构参数、灭弧栅片形状和数目等都可以方便地改变，这样有利于减少样机制作次数和工作量。测试仪器方面，为了获得开断过程各种参数，需要用电流和电压传感器测试电弧电流和电弧电压，电流传感器一般用专用低感分流器，电压传感器可用高压探头，这是一种具有高阻隔离功能的上千倍电压衰减器，如Tektronix6015A探头，将其输入侧直接与试品两个电极相连，即可在输出侧得到经过衰减的电弧电压信号。