一种测量范围可调的快响应无感分流器制造技术

本发明专利技术公开了一种测量范围可调的快响应无感分流器，由分流电路板、上压板、下压板、接线底座、上屏蔽板和下屏蔽板组成。分流电路板安装在接线底座的DA支臂面板与DB支臂面板之间，分流电路板的AA铜片阵列的上方安装有上压板，分流电路板的AB铜片阵列的下方安装有下压板。接线底座、上屏蔽板和下屏蔽板之间通过支撑铜螺柱隔开。本发明专利技术无感分流器一个安装在真空灭弧室的电弧电流上，另一个安装在强迫换流支路电流上。在真空灭弧室内电弧电流过零时刻，电弧电压快速下降并开始快速振荡，两个无感分流器测量值几乎同时变化，相差时间小于10ns，此现象符合电弧的物理规律和电路定理，证明了无感分流器测量短时、快速变化大电流的有效性。有效性。有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种测量范围可调的快响应无感分流器


[0001]本专利技术涉及直流真空电弧强迫分断实验平台的引弧支路中应用的分流器，更特别地说，是指一种短时工作测量范围可调的快响应无感分流器。

技术介绍

[0002]直流供电系统，具有控制简单、负载特性佳、稳定性好等优点，在航空航天、舰船、轨道交通等诸多领域的供配电系统中已经得到广泛应用。基于强迫分断原理的直流真空断路器作为直流供电系统中的重要设备，其分断性能直接关系着直流电网的安全运行。因此，利用直流真空电弧强迫分断实验平台(如图1所示)对真空灭弧室的分断性能进行研究和测试，是一项重要的研究方向。
[0003]直流真空电弧强迫分断，本质上是利用强迫换流支路产生与真空灭弧室内电弧电流方向相反的高频电流，使电弧过零熄灭。在这一过程中，测量真空灭弧室的电弧电流演变过程是一项重要的数据信息。而为了使故障电弧快速熄灭，强迫分断过程通常在ms级的时间内完成，真空灭弧室内电弧电流下降率可达到100A/μs以上，具有持续时间短、峰值大和电流变化率高的特点，传统的电流测量手段很难对其准确测量。
[0004]在传统的测量手段中，罗氏线圈是一种非接触式测量手段，但无法测得故障电流中的直流分量，即便配合积分器使用，也会降低响应速度，并且在电流过零时刻积分器不能立刻清零，影响测量精度；霍尔电流传感器虽然可以测量故障电流的全部成分，但由于受到霍尔元件性能和调理电路的影响，动态响应性能受到制约，且价格昂贵；同轴分流器虽然响应时间可以达到纳米级，但由于发热和集肤效应问题，测量电流等级无法继续提高。

技术实现思路

[0005]为了快响应地实现基于强迫分断原理的直流真空断路器对分断性能进行的直流电流测试，本专利技术设计了一种安装于直流真空电弧强迫分断实验平台中的测量范围可调的快响应无感分流器。具体地：是在真空灭弧室内电弧电流和强迫换流支路电流分别安装了两个无感分流器。真空灭弧室支路上的无感分流器，用于测量真空灭弧室断口电压。在真空灭弧室内电弧电流过零时刻，电弧电压快速下降并开始快速振荡，两个电流测量值几乎同时变化，且相差时间小于10ns，说明无感分流器具有快响应特性，且无感分流器测得的电流值波形平滑、稳定，过零时刻无负值，此现象符合电弧的物理规律和电路定理，证明了无感分流器测量短时、快速变化大电流的有效性。
[0006]本专利技术的一种测量范围可调的快响应无感分流器，其是由分流电路板(1)、上压板(2)、下压板(3)、接线底座(4)、上屏蔽板(5)和下屏蔽板(6)组成；
[0007]其中，上压板(2)与下压板(3)的结构相同；
[0008]其中，上屏蔽板(5)和下屏蔽板(6)的结构相同；
[0009]其中，分流电路板(1)、上压板(2)、下压板(3)和接线底座(4)形成中部结构件；
[0010]上屏蔽板(5)位于中部结构件的上方，下屏蔽板(6)位于中部结构件的下方；上屏
蔽板(5)与接线底座(4)之间安装有多根A支撑铜螺柱(7A)；接线底座(4)与下屏蔽板(6)之间安装有多根B支撑铜螺柱(7B)；下屏蔽板(6)的下方安装有多根C支撑铜螺柱(7C)；
[0011]分流电路板(1)是由A印刷电路板(1A)、AA孔状敷铜板(1B)、AA敷铜板(1C)、AA铜片阵列(1D)、AB孔状敷铜板(1E)、AB敷铜板(1F)和AB铜片阵列(1G)组成；
[0012]其中，AA孔状敷铜板(1B)与AB孔状敷铜板(1E)的结构相同；
[0013]其中，AA敷铜板(1C)与AB敷铜板(1F)的结构相同；
[0014]其中，AA铜片阵列(1D)与AB铜片阵列(1G)的结构相同；采用焊接方式将AA铜片阵列(1D)的两端焊接在AA孔状敷铜板(1B)的齿形敷铜单元(1B2)上和AA敷铜板(1C)的齿形敷铜单元(1C2)上；采用焊接方式将AB铜片阵列(1G)的两端焊接在AB孔状敷铜板(1E)的齿形敷铜单元上和AB敷铜板(1F)的齿形敷铜单元上；
[0015]A印刷电路板(1A)的上板面上设置有AA孔状敷铜板(1B)、AA敷铜板(1C)，且AA孔状敷铜板(1B)的齿形敷铜单元(1B2)与AA敷铜板(1C)的齿形敷铜单元(1C2)相对放置；AA孔状敷铜板(1B)的齿形敷铜单元(1B2)与AA敷铜板(1C)的齿形敷铜单元(1C2)上焊接有AA铜片阵列(1D)；
[0016]A印刷电路板(1A)的下板面上设置有AB孔状敷铜板(1E)、AB敷铜板(1F)，且AB孔状敷铜板(1E)的齿形敷铜单元与AB敷铜板(1F)的齿形敷铜单元相对放置；AB孔状敷铜板(1E)的齿形敷铜单元与AB敷铜板(1F)的齿形敷铜单元上焊接有AB铜片阵列(1G)；
[0017]AA孔状敷铜板(1B)、AA敷铜板(1C)、AB孔状敷铜板(1E)、AB敷铜板(1F)和AA接点(1A1)、第三敷铜导线(1A13)、AB接点(1A2)、第四敷铜导线(1A23)采用电路板覆铜加工工艺制作在A印刷电路板(1A)上；
[0018]AA孔状敷铜板(1B)和AB孔状敷铜板(1E)，AB敷铜板(1C)和AB敷铜板(1F)的敷铜铜箔的厚度为0.05mm；
[0019]AA铜片阵列(1D)和AB铜片阵列(1G)的厚度为0.08～1.00mm；
[0020]AA接点(1A1)与AA敷铜板(1C)的缺口敷铜单元(1C1)之间设有第三敷铜导线(1A13)；AA接点(1A1)的通孔用于放置第三接线柱(1A11)，且第三接线柱(1A11)的一端穿过第三连接片(1A12)的通孔后安装在AA接点(1A1)的通孔内；第三连接片(1A12)通过焊锡与AA敷铜板(1C)的缺口敷铜单元(1C1)连接；
[0021]AB接点(1A2)与AB敷铜板(1F)的缺口敷铜单元之间设有第四敷铜导线(1A23)；AB接点(1A2)的通孔用于放置第四接线柱(1A21)，且第四接线柱(1A21)的一端穿过第四连接片(1A22)的通孔后安装在AB接点(1A2)的通孔内；第四连接片(1A22)通过焊锡与AB敷铜板(1F)的缺口敷铜单元连接；
[0022]分流电路板(1)的电流流向为：AA敷铜板(1C)
→
AA铜片阵列(1D)
→
AA孔状敷铜板(1B)
→
过孔
→
AB孔状敷铜板(1E)
→
AB铜片阵列(1G)
→
AB敷铜板(1F)；
[0023]上压板(2)为聚四氟乙烯材质的印刷电路板；上压板(2)用于压紧AA铜片阵列(1D)；
[0024]下压板(3)为聚四氟乙烯材质的印刷电路板；下压板(3)用于压紧AB铜片阵列(1G)；
[0025]接线底座(4)由D印刷电路板(4A)、DA敷铜板(4B)、DB敷铜板(4C)、DC敷铜板(4D)、DD敷铜板(4E)、第一BNC接头(11)、第二BNC接头(12)、第一接线柱(13)、第二接线柱(14)、第
一电阻(15)和第二电阻(16)组成；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量范围可调的快响应无感分流器，其特征在于：无感分流器是由分流电路板(1)、上压板(2)、下压板(3)、接线底座(4)、上屏蔽板(5)和下屏蔽板(6)组成；其中，上压板(2)与下压板(3)的结构相同；其中，上屏蔽板(5)和下屏蔽板(6)的结构相同；其中，分流电路板(1)、上压板(2)、下压板(3)和接线底座(4)形成中部结构件；上屏蔽板(5)位于中部结构件的上方，下屏蔽板(6)位于中部结构件的下方；上屏蔽板(5)与接线底座(4)之间安装有多根A支撑铜螺柱(7A)；接线底座(4)与下屏蔽板(6)之间安装有多根B支撑铜螺柱(7B)；下屏蔽板(6)的下方安装有多根C支撑铜螺柱(7C)；分流电路板(1)是由A印刷电路板(1A)、AA孔状敷铜板(1B)、AA敷铜板(1C)、AA铜片阵列(1D)、AB孔状敷铜板(1E)、AB敷铜板(1F)和AB铜片阵列(1G)组成；其中，AA孔状敷铜板(1B)与AB孔状敷铜板(1E)的结构相同；其中，AA敷铜板(1C)与AB敷铜板(1F)的结构相同；其中，AA铜片阵列(1D)与AB铜片阵列(1G)的结构相同；采用焊接方式将AA铜片阵列(1D)的两端焊接在AA孔状敷铜板(1B)的齿形敷铜单元(1B2)上和AA敷铜板(1C)的齿形敷铜单元(1C2)上；采用焊接方式将AB铜片阵列(1G)的两端焊接在AB孔状敷铜板(1E)的齿形敷铜单元上和AB敷铜板(1F)的齿形敷铜单元上；A印刷电路板(1A)的上板面上设置有AA孔状敷铜板(1B)、AA敷铜板(1C)，且AA孔状敷铜板(1B)的齿形敷铜单元(1B2)与AA敷铜板(1C)的齿形敷铜单元(1C2)相对放置；AA孔状敷铜板(1B)的齿形敷铜单元(1B2)与AA敷铜板(1C)的齿形敷铜单元(1C2)上焊接有AA铜片阵列(1D)；A印刷电路板(1A)的下板面上设置有AB孔状敷铜板(1E)、AB敷铜板(1F)，且AB孔状敷铜板(1E)的齿形敷铜单元与AB敷铜板(1F)的齿形敷铜单元相对放置；AB孔状敷铜板(1E)的齿形敷铜单元与AB敷铜板(1F)的齿形敷铜单元上焊接有AB铜片阵列(1G)；AA孔状敷铜板(1B)、AA敷铜板(1C)、AB孔状敷铜板(1E)、AB敷铜板(1F)和AA接点(1A1)、第三敷铜导线(1A13)、AB接点(1A2)、第四敷铜导线(1A23)采用电路板覆铜加工工艺制作在A印刷电路板(1A)上；AA孔状敷铜板(1B)和AB孔状敷铜板(1E)，AB敷铜板(1C)和AB敷铜板(1F)的敷铜铜箔的厚度为0.05mm；AA铜片阵列(1D)和AB铜片阵列(1G)的厚度为0.08～1.00mm；AA接点(1A1)与AA敷铜板(1C)的缺口敷铜单元(1C1)之间设有第三敷铜导线(1A13)；AA接点(1A1)的通孔用于放置第三接线柱(1A11)，且第三接线柱(1A11)的一端穿过第三连接片(1A12)的通孔后安装在AA接点(1A1)的通孔内；第三连接片(1A12)通过焊锡与AA敷铜板(1C)的缺口敷铜单元(1C1)连接；AB接点(1A2)与AB敷铜板(1F)的缺口敷铜单元之间设有第四敷铜导线(1A23)；AB接点(1A2)的通孔用于放置第四接线柱(1A21)，且第四接线柱(1A21)的一端穿过第四连接片(1A22)的通孔后安装在AB接点(1A2)的通孔内；第四连接片(1A22)通过焊锡与AB敷铜板(1F)的缺口敷铜单元连接；分流电路板(1)的电流流向为：AA敷铜板(1C)
→
AA铜片阵列(1D)
→
AA孔状敷铜板(1B)
→
过孔
→
AB孔状敷铜板(1E)
→
AB铜片阵列(1G)
→
AB敷铜板(1F)；
上压板(2)为聚四氟乙烯材质的印刷电路板；上压板(2)用于压紧AA铜片阵列(1D)；下压板(3)为聚四氟乙烯材质的印刷电路板；下压板(3)用于压紧AB铜片阵列(1G)；接线底座(4)由D印刷电路板(4A)、DA敷铜板(4B)、DB敷铜板(4C)、DC敷铜板(4D)、DD敷铜板(4E)、第一BNC接头(11)、第二BNC接头(12)、第一接线柱(13)、第二接线柱(14)、第一电阻(15)和第二电阻(16)组成；D印刷电路板(4A)的DA支臂面板(4A－1)与DB支臂面板(4A－2)之间用于安装分流电路板(1)的A印刷电路板(1A)；D印刷电路板(4A)的横板(4A－3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟子昂，武建文，夏尚文，尉德杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：