浙江安强电力科技有限公司
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现阶段高压变电柜控制装置大多采用“分散监测”、“人为控制”的方式，采用大量传感器监测高压变电柜工作环境参数和受电设备工作状态，采用中央控制台集中处理传感器信号并提示操作人员做出反应，这种控制方式存在现在线路复杂，自动化程度低、抗干扰能力差和不能及时对异常情况做出反应等不足，而具有集成化、小型化、自动化程度高、反应灵敏等特色的新型高压变电柜控制装置还未见报道。
一、电弧加热器的应用与发展 十九世纪就在实验室中发现了电弧现象。从本世纪以来，电弧在刀业和科学技术中的应用一直在不断增长，在一些老的技术X域如电光源、焊接、熔炼、化工中，电弧的应用不断有新的发展，而近十多年来空间技术的发展（主要是高温模拟试验设备），又促使电弧加热器的研制提高到新的水气现在，单台电弧加热器的电弧功率已高达50兆瓦，气体恰已高达9000000分焦耳/千克。空间技术中电弧技术的发展，也促进了各种工业中电弧加热器技术的应用和研究。现在，除了高速飞行模拟试验设备之外，电弧加热在材料加工工艺、化工生产、冶金、采救电源、电推进、原子郁、激光等技术X域内都有新的应用和研究，几随着电弧加热技术的发展，也开展了不少有关的电弧和等离子体现象的基本研究这方面研究与总电压大容量的断路器发展有关。应该指出,气体放电和等离子体的研究是极其广泛的，这里所指的只是与电弧加热器有比较直接联系的研穷。这方面有电极现象，电弧特性，电弧、磁场、气流相互作用，电弧对电极和气流的加热过程，电弧等离子体探测技术等。由于电弧加热器中的气流是高温（相对于普通温度而言），复杂（有电子和各种离子、原子、分子），有碰撞，有磁场（自身或外加），不均匀的，所以它的理论和实验研究都有相当大的困难。到目前为止电弧加热器的应用和发展还是走在理论之前，有关的理论研究还是零碎而不系统，定性而不是定量的。
二、高压变电柜自动控制装置技术特征 所述的上位计算机的控制信号按RS485同新准则通过信号传输线路连接串行通信接口的两个通信管脚, 两个通信管脚分别接人MAX芯片的两个通信管脚，MAX芯感片的电源正极管脚和电源负极管脚分别接人外接电源回路的正极和负极，AMX芯片的两个通信输出端口管脚分别接人DSP单元的两个通信端口管脚，DSP芯片的电源管脚分别接人外接电源回路正极和负极，外界电源回路的电源输入管脚上接外界电源正极，另一管脚接外界电源负极。
所述的装置还包括安装在电弧加热器冷却系统处的流量传感器，流量传感器的正极和负极分别接人流量信号输人端口管接人A/D 转换器的输人，A/D管脚用转换器的电源正极管脚和电源负极管脚分别外接电源回路正极和负极，A/D转换器的数字量信号输出端通过其数字端口经由数据总线连接DSP单元总线接口。
所属的装置还包括安装在电弧加热器处的漏电电流传感器，A/D漏电电流传感器的正极和负极分别接人漏电电流信号输人端口管脚，转换器的电源正极管脚和电源负极管脚分别接人外接电源回路正极和负极冰用转换器的数字量信号输出端口经由数据总线连接DSP 单元总线接口。所述的DSP 单元通过其两个控制端口管脚连接继电器，继电器的控制端管脚直接接人外接电源回路负极，其另一控制端管脚经过DSP 单元的控制输出端端口管脚接人装置电源正极，继电器输出端管脚直接接人接触器端管脚，继电器的另一个输入端管脚接入外接电源正极，接触器的控制端管脚接人外接电源负极，其两输出端管脚分别通过控制输出端口管脚连接高压变电柜真空开关。
三、背景技术 以等离子体电弧加热器为核心的防热材料地面模拟实验系统中，高压变电柜是为加热器提供电源的关键装置，其工作状态是整个系统的安全与稳定工作的决定性因素。等离子体电弧加热器工作过程中需要持续的1000V、800V交流电源供电，高压变电柜负责将工业电网中的电压与电流进行转换为加热器提供电源。由于工作电压和电流极大，高压变电柜对其工作过程中所处的环境温度、湿度等条件要求较高。同时，处于对电弧加热器工作安全的考虑，需要高压变电柜能够在加热器冷却系统，气源系统和加热器本身发生异常做出反应，电弧加热器在工作过程中会对周围空间电子设备产生很强的电磁干扰，因此高压变电柜控制装置需要具有良好的电磁屏蔽能力。本装置的目的是这样实现的：它包括置在外壳的DSP 单元，DSP单元外围定时器1个温度传感器、3个湿度传感器、3个A /D 转换器和外接电源回路，DSP转换器和外界电源回路，由3个A /D 转换器l 个温度传感芯片和1个湿度传感芯片与DSP 单元共同构成输人回路，由继电器接触器和DSP单元控制信号的输出端通过继电器连接接触器人接触器控制端的输出端连接高压变电柜真空开关，DSP与上位计算机之间的通信线路上串联有光电隔离装置。
四、高压变电柜自动控制装置特征
1、本装置以DSP芯片为核心, 通过总线方式集成了定时器、温度传感芯片、湿度传感芯片和3A /D组刀转换器, 能够同时监测环境温度、湿度信息和外围设备水流量、气压和漏电流等信息。通过用户预设参数可以实时监控周围环境和设备工作异常，并自主做出反应。同时可以通过RS42串行通信准则与上位计算机保持实时通信，使整个装置实现了高度的智能化和集成化，可以更为X地提高高压变电柜和受电设备的工作安全性和可靠性。
2、本装置采用X质铝合金外壳封装内部元器件，整个外壳通过铜线接地，保证装置可以在电弧加热器工作时产生的强空间磁场环境中稳定工作。
五、电弧加热器的分类 直流和交流电弧加热器：X基本的特点当然是，直流电弧的电流是连续、不换方向，而交流的则在每半周要有一次熄弧和再燃，并且电流方向变换。由此可见，两种加热器对电源特性的要求有所不同，加热器结构形式也会有不同。一般说来交流加热器的电极结构具有对称性，直流加热器可以做到气流与电弧接触时间较长，出口气流焓值较高，而文流不易做到。直流电弧加热器容易稳定，晗值可以较高，比较容易控制，因而在小型设备和性能要求高的大型设备中多用之。新建的大型电弧风洞用的加热器住往是用饱和电抗器控制的整流电源，一些初期使用的电源如蓄电池、直流发电机等在新建设中已不多见。交流电弧加热器的主要特点是电源系统投资较低，因而在大型电弧风洞中仍有一定意义。曾有不少地方研制大功率的三相交流电弧风洞。
