本實用新型屬于測試領(lǐng)域，尤其涉及一種用于靜電放電引燃的測試裝置。

背景技術(shù)：

靜電消除器、高壓電機等高壓設(shè)備容易產(chǎn)生局部的靜電放電現(xiàn)象，其中較為危險的靜電放電形式為火花放電；在爆炸危險場所使用靜電消除器時，須對其采取一系列必要的安全防爆措施。

靜電消除器正常工作時，其放電形式為電暈放電，此種放電形式理論上對可燃氣體不具有引燃能力，但至今沒有證明其對可燃氣體不具有引燃能力的有說服力的試驗設(shè)備。

靜電放電引燃實驗裝置，是對靜電放電是否引燃爆炸性混合物所做的實驗裝置；通過該實驗裝置可確定電極錐度、電極材質(zhì)、電極接近速度、放電間距、放電回路阻抗、混合氣壓力、混合氣體積比、混合氣成分等參數(shù)對爆炸的影響，從而對靜電消除器或高電壓設(shè)備的設(shè)計制造提供必要的參數(shù)值，有效防止高壓設(shè)備在爆炸危險場所運行時，發(fā)生爆炸事故。

然而，現(xiàn)有實驗裝置存在如下缺陷：

1、無法調(diào)節(jié)電極的接近速度；

2、爆炸性氣體無法與空氣或氧氣充分混合，而影響爆炸閾值。

所以，在實際工作中，迫切需要一種能夠調(diào)節(jié)電極接近速度，測量各種爆炸性氣體混合比例下靜電放電是否引燃爆炸性混合物所做的實驗裝置，以便對靜電消除器的安全防爆性能進行測試和檢驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種靜電放電引燃實驗裝置，其通過電動機帶動接地電極旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)放電電極與接地電極接近速度的調(diào)節(jié)與控制，通過循環(huán)泵實現(xiàn)對引燃試驗容器內(nèi)的混合氣充分混合，采用可調(diào)節(jié)的放電間距、可控的爆炸性氣體體積濃度調(diào)節(jié)，以及可調(diào)的電極接近速度，能夠得到產(chǎn)生引燃爆炸時的最小放電電流，對防爆型靜電消除器的研制具有重要意義。

本實用新型的技術(shù)方案是：提供一種靜電放電引燃實驗裝置，其特征是：

設(shè)置一個密閉的引燃試驗容器，所述的引燃試驗容器具有一個透明的鋼化玻璃罩；

在鋼化玻璃罩上設(shè)置一個泄壓閥；

在引燃試驗容器中設(shè)置一個旋轉(zhuǎn)接地電極和一個試驗用放電電極；

所述的試驗用放電電極與旋轉(zhuǎn)接地電極之間的距離為d，并相對于旋轉(zhuǎn)接地電極的旋轉(zhuǎn)軸線偏心、垂直安裝；

所述的旋轉(zhuǎn)接地電極為一方形金屬平板電極，通過一個電動機帶動其旋轉(zhuǎn)；

電動機的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過第二絕緣體與轉(zhuǎn)接地電極連接；

所述的試驗用放電電極設(shè)置在方形金屬平板電極的上方；

所述的試驗用放電電極與位于引燃試驗容器之外的消電器連接；

消電器與電源裝置連接；

設(shè)置一個循環(huán)泵，循環(huán)泵的進口管和循環(huán)泵的出口管與所述密閉的引燃試驗容器相通；

設(shè)置第一管道和第二管道與密閉的引燃試驗容器相連接；

設(shè)置一個真空泵與第一管道連接；

設(shè)置一個爆炸性氣體源和一個空氣源與第二管道連接；

在引燃試驗容器中設(shè)置一個壓力傳感器。

進一步的，在所述循環(huán)泵的出口管或進口管上，設(shè)置一個氣體傳感器。

進一步的，在所述試驗用放電電極的引線穿過引燃試驗容器處，設(shè)置第一絕緣體。

進一步的，在所述旋轉(zhuǎn)接地電極與地之間，設(shè)置一個無感電阻，無感電阻的兩端，并接一個示波器。

進一步的，在所述的爆炸性氣體源、空氣源與第二管道之間，設(shè)置一個混合泵，將所述的爆炸性氣體源與空氣源混合后再送入第二管道；在所述的第二管道上設(shè)置有氣體傳感器。

具體的，所述的試驗用放電電極與旋轉(zhuǎn)接地電極之間的距離d為0.1—20mm，并在距離旋轉(zhuǎn)接地電極的旋轉(zhuǎn)軸線10mm處垂直安裝。

進一步的，所述的引燃試驗容器具有一個透明的鋼化玻璃罩和一個硬質(zhì)底板，所述的電動機的旋轉(zhuǎn)軸貫穿硬質(zhì)底板設(shè)置。

進一步的，所述循環(huán)泵的進口管和出口管經(jīng)所述的硬質(zhì)底板與引燃試驗容器內(nèi)部空間相通，所述的第一管道和第二管道經(jīng)所述的硬質(zhì)底板與引燃試驗容器內(nèi)部空間相通。

進一步的，所述試驗用放電電極的引線穿過所述的硬質(zhì)底板設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型的優(yōu)點是：

1.采用可調(diào)節(jié)的放電間距、可控的爆炸性氣體體積濃度調(diào)節(jié)，以及可調(diào)的電極接近速度，能夠得到產(chǎn)生引燃爆炸時的最小放電電流，整個裝置及試驗方法提供了更完善的試驗參數(shù)，特別是電極接近速度，對防爆型靜電消除器的研制具有重要意義。

2.通過此實驗裝置和試驗方法設(shè)計的防爆型靜電消除器將具有更高的安全性能。

附圖說明

圖1是本實用新型實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實驗裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1為引燃試驗容器，2為鋼化玻璃罩，3為電動機，4為旋轉(zhuǎn)接地電極，5為試驗用放電電極，6為泄壓閥，7為消電器，8為壓力傳感器，9為循環(huán)泵，9-1為循環(huán)泵出口管，9-2為循環(huán)泵進口管，10為氣體傳感器，11為第一管道，12為第二管道，13為電源裝置，14為第一絕緣體，15為第二絕緣體，16為無感電阻，17為示波器，18為混合氣泵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。

圖1中，本實用新型的技術(shù)方案提供了一種靜電放電引燃實驗裝置，其發(fā)明點在于：

設(shè)置一個密閉的引燃試驗容器1，所述的引燃試驗容器具有一個透明的鋼化玻璃罩2和一個金屬材質(zhì)的引燃試驗容器底部；

在鋼化玻璃罩上設(shè)置一個泄壓閥6；

在引燃試驗容器中設(shè)置一個旋轉(zhuǎn)接地電極4和一個試驗用放電電極5；

所述的旋轉(zhuǎn)接地電極為一方形金屬平板電極，通過一個電動機3帶動其旋轉(zhuǎn)；

電動機的輸出軸經(jīng)過第二絕緣體15與轉(zhuǎn)接地電極連接；

所述的試驗用放電電極設(shè)置在方形金屬平板電極的上方；

所述的試驗用放電電極與旋轉(zhuǎn)接地電極之間的距離為d，并相對于旋轉(zhuǎn)接地電極的旋轉(zhuǎn)軸線偏心、垂直安裝；

所述的試驗用放電電極與位于引燃試驗容器之外的消電器7連接；

消電器與電源裝置13連接；

設(shè)置一個循環(huán)泵9，循環(huán)泵進口管9-2和循環(huán)泵出口管9-1與所述密閉的引燃試驗容器相通；

設(shè)置第一管道11和第二管道12與密閉的引燃試驗容器相連接；

設(shè)置一個真空泵與第一管道連接；

設(shè)置一個爆炸性氣體源和一個空氣源與第二管道連接；

在引燃試驗容器中設(shè)置一個壓力傳感器8。

在所述循環(huán)泵的出口管或進口管(圖中以進口管為例)上，設(shè)置一個氣體傳感器10。

在所述試驗用放電電極的引線穿過引燃試驗容器處，設(shè)置第一絕緣體14。

在所述旋轉(zhuǎn)接地電極與地之間，設(shè)置一個無感電阻16，無感電阻的兩端，并接一個示波器17。

進一步的，可在所述的爆炸性氣體源、空氣源與第二管道之間，設(shè)置一個混合泵，將所述的爆炸性氣體源與空氣源混合后再送入第二管道。此時在所述的第二管道上設(shè)置有氣體傳感器。

進一步的，所述的試驗用放電電極與旋轉(zhuǎn)接地電極之間的距離d為0.1—20mm，并在距離旋轉(zhuǎn)接地電極的旋轉(zhuǎn)軸線10mm處垂直安裝。

圖2是本實用新型實驗裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖，其與圖1的區(qū)別在于爆炸性氣體源和空氣源先經(jīng)過一個混合氣泵18混合后，再與第二管道連接，輸入至引燃試驗容器中，以期獲得更好的氣體混合效果，此時在第二管道上可以設(shè)置一個氣體傳感器10，進行相應(yīng)的檢測。

圖1、圖2中，按照常規(guī)，在第一管道、第二管道與引燃試驗容器連接處，設(shè)置了閥門，這是按照氣體輸送安全規(guī)程的規(guī)定設(shè)置的。

由圖1、圖2可知，引燃試驗容器具有一個透明的鋼化玻璃罩和一個硬質(zhì)(金屬材質(zhì))的底板，電動機的旋轉(zhuǎn)軸貫穿硬質(zhì)底板設(shè)置。

進一步的，循環(huán)泵的進口管和出口管經(jīng)硬質(zhì)底板與引燃試驗容器內(nèi)部空間相通。

第一管道和第二管道經(jīng)硬質(zhì)底板與引燃試驗容器內(nèi)部空間相通。

試驗用放電電極的引線穿過硬質(zhì)底板設(shè)置。

在進行靜電放電引燃試驗時，放電電極在與接地電極接近的過程中，會引起電極間電場的劇烈畸變，電場短時間內(nèi)急劇變大，引發(fā)脈沖放電；脈沖放電強度與所加電壓、接近速度等緊密相關(guān)。

而帶有大量靜電荷的快速運動的物體又是靜電消除器的消電對象，因此“電極接近速度”——這一參數(shù)，對靜電消除器設(shè)計至關(guān)重要。

本實用新型的技術(shù)方案，通過電動機帶動接地電極旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了放電電極與接地電極接近速度的調(diào)節(jié)與控制。

有些易爆氣體比空氣或氧氣輕，懸浮在上方，影響氣體引燃，甚至不會引燃；所以要使爆炸性氣體與空氣或氧氣充分混合，對確定靜電消除器的電氣參數(shù)有極為重要的影響。

本實用新型的技術(shù)方案，通過循環(huán)泵實現(xiàn)對引燃試驗容器內(nèi)的混合氣強制進行充分混合。

采用本實用新型技術(shù)方案進行靜電放電的引燃試驗，具體試驗方法如下：

(1)如圖1所示在引燃試驗容器內(nèi)安裝試驗用電極，在消電器電源裝置的二次端子的高電壓側(cè)盡可能地使用聚乙烯等覆蓋絕緣物的導(dǎo)體連接。試驗用電極與旋轉(zhuǎn)接地電極(SUS 304制20×30mm的方形金屬平板電極)距離為0.1—20mm，并在距離旋轉(zhuǎn)軸10mm處垂直安裝。

(2)操作真空泵，使引燃試驗容器為真空狀態(tài)，真空度達到10²Pa后，導(dǎo)入試驗氣體，使引燃試驗容器內(nèi)的壓力達到1.01×10⁵Pa。

(3)打開消電器電源裝置的電源開關(guān)，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)式接地電極，使試驗用電極針垂直正對接地金屬平板電極中心線，使電極針對接地電極持續(xù)放電5min。

(4)打開消電器電源裝置的電源開關(guān)，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)式接地電極100次，旋轉(zhuǎn)速度每分鐘30次；從而試驗是否發(fā)生引燃。

(5)打開消電器電源裝置的電源開關(guān)，改變試驗條件，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)式接地電極100次，旋轉(zhuǎn)速度每分鐘60次；從而試驗是否發(fā)生引燃。

(6)打開消電器電源裝置的電源開關(guān)，改變試驗條件，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)式接地電極100次，旋轉(zhuǎn)速度每分鐘120次；從而試驗是否發(fā)生引燃。

(7)經(jīng)上述步驟無法引燃時，按上述(2)～(6)步驟重復(fù)操作10回。

其中，所述的試驗氣體為輸入引燃試驗容器中的，經(jīng)過混合后的爆炸性混合氣；所述的試驗條件包括改變經(jīng)過混合后的爆炸性氣體的濃度。

關(guān)于本技術(shù)方案的引燃實驗裝置，補充說明如下：

1、引燃容器內(nèi)的試驗用的放電電極(可為阻抗型放電電極)所施加的電壓與靜電消除器電源裝置的輸出高壓一致或高于其輸出電壓；

2、放電電極與接地旋轉(zhuǎn)電極之間的放電距離d，可通過上下移動放電電極來調(diào)整；

3、旋轉(zhuǎn)接地電極與旋轉(zhuǎn)螺桿機械連接，旋轉(zhuǎn)螺桿與電動機之間通過絕緣體連接，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；

4、旋轉(zhuǎn)接地電極的旋轉(zhuǎn)軸偏移旋轉(zhuǎn)接地電極長軸中心7mm，放電電極距離旋轉(zhuǎn)軸中心線10mm；

5、壓力傳感器固定于引燃容器底部的金屬基座上，實時監(jiān)測試驗容器內(nèi)混合氣壓力；

6、當(dāng)引燃容器內(nèi)的壓力達到0.7MPa時，位于鋼化玻璃罩上的泄壓閥將實施泄壓動作；

7、將旋轉(zhuǎn)接地電極串接一個無感電阻對地，利用示波器監(jiān)測電壓，實現(xiàn)對放電能量的監(jiān)控。

引燃實驗裝置實施方式1(方案一)：

1、引燃容器罩材質(zhì)為透明鋼化玻璃；

2、鋼化玻璃罩的頂部中心設(shè)有泄壓閥，當(dāng)容器內(nèi)壓力大于0.7MPa時，泄壓閥產(chǎn)生泄壓動作；

3、旋轉(zhuǎn)接地電極是一種從中心距離長軸方向7mm處旋轉(zhuǎn)的金屬平板(SUS 304制20×30mm的方形金屬平板電極)；

4、固定好放電電極，確定放電間距d；

5、放電間距d，可通過上下移動放電電極來調(diào)整；

6、打開真空泵，使引燃試驗容器內(nèi)壓力達到指定壓力，關(guān)閉真空泵；

7、抽真空完成后，充入爆炸性氣體到指定壓力，關(guān)閉爆炸性氣體高壓鋼瓶閥門；

8、打開無水潔凈空氣氣體高壓鋼瓶閥門，緩慢充入潔凈空氣；并同時打開循環(huán)泵，監(jiān)測爆炸性氣體體積濃度；

9、充氣過程中，實時調(diào)節(jié)爆炸性氣體體積濃度，到指定濃度、指定混合氣壓力，關(guān)閉高壓鋼瓶閥門；

10、上述操作完成后，按規(guī)定的試驗方法進行試驗；

11、試驗過程中，通過監(jiān)測對地電流(或串接一個無感電阻，監(jiān)測電壓)，實現(xiàn)對放電能量的監(jiān)控。

引燃實驗裝置實施方式2(方案二)：

1、引燃容器罩材質(zhì)為透明鋼化玻璃；

2、鋼化玻璃罩的頂部中心設(shè)有泄壓閥，當(dāng)容器內(nèi)壓力大于0.7MPa時，泄壓閥產(chǎn)生泄壓動作；

3、旋轉(zhuǎn)接地電極是一種從中心距離長軸方向7mm處旋轉(zhuǎn)的金屬平板(SUS 304制20×30mm的方形金屬平板電極)；

4、固定好放電電極，確定放電間距d；

5、放電間距d，可通過上下移動放電電極來調(diào)整；

6、打開真空泵，使引燃試驗容器內(nèi)壓力達到指定壓力，關(guān)閉真空泵；

7、抽真空完成后，分別打開爆炸性氣體和無水潔凈空氣高壓鋼瓶閥門；

8、打開混合氣泵，抽取并混合爆炸性氣體和無水潔凈空氣；

9、充氣過程中，調(diào)節(jié)爆炸性氣體體積濃度至指定濃度，當(dāng)達到指定混合氣壓力時，先后關(guān)閉混合氣泵、高壓鋼瓶閥門；

10、打開循環(huán)泵，使試驗容器內(nèi)的爆炸性氣體在整個試驗過程中與空氣充分混合

11、上述操作完成后，按規(guī)定的試驗方法進行試驗；

12、試驗過程中，通過監(jiān)測對地電流(或串接一個無感電阻，監(jiān)測電壓)，實現(xiàn)對放電能量的監(jiān)控。

由于本實用新型采用可調(diào)節(jié)的放電間距、可控的爆炸性氣體體積濃度調(diào)節(jié)，以及可調(diào)的電極接近速度，能夠得到產(chǎn)生引燃爆炸時的最小放電電流，整個裝置及試驗方法提供了更完善的試驗參數(shù)，特別是電極接近速度，對防爆型靜電消除器的研制具有重要意義。

本實用新型可廣泛用于防爆型靜電消除裝置的制造和防爆性能測試領(lǐng)域。