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

背景技術(shù)：

靜電消除器、高壓電機(jī)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(xiǎn)的靜電放電形式為火花放電；在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所使用靜電消除器時(shí)，須對(duì)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(shí)，其放電形式為電暈放電，此種放電形式理論上對(duì)可燃?xì)怏w不具有引燃能力，但至今沒(méi)有證明其對(duì)可燃?xì)怏w不具有引燃能力的有說(shuō)服力的試驗(yàn)設(shè)備。

靜電放電引燃實(shí)驗(yàn)裝置，是對(duì)靜電放電是否引燃爆炸性混合物所做的實(shí)驗(yàn)裝置；通過(guò)該實(shí)驗(yàn)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(duì)爆炸的影響，從而對(duì)靜電消除器或高電壓設(shè)備的設(shè)計(jì)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(xiǎn)場(chǎng)所運(yùn)行時(shí)，發(fā)生爆炸事故。

然而，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置存在如下缺陷：

1、無(wú)法調(diào)節(jié)電極的接近速度；

2、爆炸性氣體無(wú)法與空氣或氧氣充分混合，而影響爆炸閾值。

所以，在實(shí)際工作中，迫切需要一種能夠調(diào)節(jié)電極接近速度，測(cè)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(shí)驗(yàn)裝置，以便對(duì)靜電消除器的安全防爆性能進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種靜電放電引燃實(shí)驗(yàn)裝置，其通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)接地電極旋轉(zhuǎn)，實(shí)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(guò)循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)對(duì)引燃試驗(yàn)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(shí)的最小放電電流，對(duì)防爆型靜電消除器的研制具有重要意義。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：提供一種靜電放電引燃實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是：

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

在鋼化玻璃罩上設(shè)置一個(gè)泄壓閥；

在引燃試驗(yàn)容器中設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)接地電極和一個(gè)試驗(yàn)用放電電極；

所述的試驗(yàn)用放電電極與旋轉(zhuǎn)接地電極之間的距離為d，并相對(duì)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(guò)一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)；

電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過(guò)第二絕緣體與轉(zhuǎn)接地電極連接；

所述的試驗(yàn)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(yàn)用放電電極與位于引燃試驗(yàn)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(gè)循環(huán)泵，循環(huán)泵的進(jìn)口管和循環(huán)泵的出口管與所述密閉的引燃試驗(yàn)容器相通；

設(shè)置第一管道和第二管道與密閉的引燃試驗(yàn)容器相連接；

設(shè)置一個(gè)真空泵與第一管道連接；

設(shè)置一個(gè)爆炸性氣體源和一個(gè)空氣源與第二管道連接；

在引燃試驗(yàn)容器中設(shè)置一個(gè)壓力傳感器。

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

進(jìn)一步的，在所述試驗(yàn)用放電電極的引線穿過(guò)引燃試驗(yàn)容器處，設(shè)置第一絕緣體。

進(jìn)一步的，在所述旋轉(zhuǎn)接地電極與地之間，設(shè)置一個(gè)無(wú)感電阻，無(wú)感電阻的兩端，并接一個(gè)示波器。

進(jìn)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(gè)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(yàn)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(jìn)一步的，所述的引燃試驗(yàn)容器具有一個(gè)透明的鋼化玻璃罩和一個(gè)硬質(zhì)底板，所述的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸貫穿硬質(zhì)底板設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述循環(huán)泵的進(jìn)口管和出口管經(jīng)所述的硬質(zhì)底板與引燃試驗(yàn)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(yàn)容器內(nèi)部空間相通。

進(jìn)一步的，所述試驗(yàn)用放電電極的引線穿過(guò)所述的硬質(zhì)底板設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)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(shí)的最小放電電流，整個(gè)裝置及試驗(yàn)方法提供了更完善的試驗(yàn)參數(shù)，特別是電極接近速度，對(duì)防爆型靜電消除器的研制具有重要意義。

2.通過(guò)此實(shí)驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)的防爆型靜電消除器將具有更高的安全性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1為引燃試驗(yàn)容器，2為鋼化玻璃罩，3為電動(dòng)機(jī)，4為旋轉(zhuǎn)接地電極，5為試驗(yàn)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(jìn)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(wú)感電阻，17為示波器，18為混合氣泵。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

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

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

在鋼化玻璃罩上設(shè)置一個(gè)泄壓閥6；

在引燃試驗(yàn)容器中設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)接地電極4和一個(gè)試驗(yàn)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(guò)一個(gè)電動(dòng)機(jī)3帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)；

電動(dòng)機(jī)的輸出軸經(jīng)過(guò)第二絕緣體15與轉(zhuǎn)接地電極連接；

所述的試驗(yàn)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(yàn)用放電電極與旋轉(zhuǎn)接地電極之間的距離為d，并相對(duì)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(yàn)用放電電極與位于引燃試驗(yàn)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(gè)循環(huán)泵9，循環(huán)泵進(jìn)口管9-2和循環(huán)泵出口管9-1與所述密閉的引燃試驗(yàn)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(yàn)容器相連接；

設(shè)置一個(gè)真空泵與第一管道連接；

設(shè)置一個(gè)爆炸性氣體源和一個(gè)空氣源與第二管道連接；

在引燃試驗(yàn)容器中設(shè)置一個(gè)壓力傳感器8。

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

在所述試驗(yàn)用放電電極的引線穿過(guò)引燃試驗(yàn)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(gè)無(wú)感電阻16，無(wú)感電阻的兩端，并接一個(gè)示波器17。

進(jìn)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(gè)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(shí)在所述的第二管道上設(shè)置有氣體傳感器。

進(jìn)一步的，所述的試驗(yàn)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(shí)用新型實(shí)驗(yàn)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(guò)一個(gè)混合氣泵18混合后，再與第二管道連接，輸入至引燃試驗(yàn)容器中，以期獲得更好的氣體混合效果，此時(shí)在第二管道上可以設(shè)置一個(gè)氣體傳感器10，進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。

圖1、圖2中，按照常規(guī)，在第一管道、第二管道與引燃試驗(yàn)容器連接處，設(shè)置了閥門(mén)，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(yàn)容器具有一個(gè)透明的鋼化玻璃罩和一個(gè)硬質(zhì)(金屬材質(zhì))的底板，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸貫穿硬質(zhì)底板設(shè)置。

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

試驗(yàn)用放電電極的引線穿過(guò)硬質(zhì)底板設(shè)置。

在進(jìn)行靜電放電引燃試驗(yàn)時(shí)，放電電極在與接地電極接近的過(guò)程中，會(huì)引起電極間電場(chǎng)的劇烈畸變，電場(chǎng)短時(shí)間內(nèi)急劇變大，引發(fā)脈沖放電；脈沖放電強(qiáng)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(yùn)動(dòng)的物體又是靜電消除器的消電對(duì)象，因此“電極接近速度”——這一參數(shù)，對(duì)靜電消除器設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)接地電極旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)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(huì)引燃；所以要使爆炸性氣體與空氣或氧氣充分混合，對(duì)確定靜電消除器的電氣參數(shù)有極為重要的影響。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過(guò)循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)對(duì)引燃試驗(yàn)容器內(nèi)的混合氣強(qiáng)制進(jìn)行充分混合。

采用本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行靜電放電的引燃試驗(yàn)，具體試驗(yàn)方法如下：

(1)如圖1所示在引燃試驗(yàn)容器內(nèi)安裝試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)容器為真空狀態(tài)，真空度達(dá)到10²Pa后，導(dǎo)入試驗(yàn)氣體，使引燃試驗(yàn)容器內(nèi)的壓力達(dá)到1.01×10⁵Pa。

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

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

(5)打開(kāi)消電器電源裝置的電源開(kāi)關(guān)，改變?cè)囼?yàn)條件，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)式接地電極100次，旋轉(zhuǎn)速度每分鐘60次；從而試驗(yàn)是否發(fā)生引燃。

(6)打開(kāi)消電器電源裝置的電源開(kāi)關(guān)，改變?cè)囼?yàn)條件，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)式接地電極100次，旋轉(zhuǎn)速度每分鐘120次；從而試驗(yàn)是否發(fā)生引燃。

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

其中，所述的試驗(yàn)氣體為輸入引燃試驗(yàn)容器中的，經(jīng)過(guò)混合后的爆炸性混合氣；所述的試驗(yàn)條件包括改變經(jīng)過(guò)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(shí)驗(yàn)裝置，補(bǔ)充說(shuō)明如下：

1、引燃容器內(nèi)的試驗(yàn)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(guò)上下移動(dòng)放電電極來(lái)調(diào)整；

3、旋轉(zhuǎn)接地電極與旋轉(zhuǎn)螺桿機(jī)械連接，旋轉(zhuǎn)螺桿與電動(dòng)機(jī)之間通過(guò)絕緣體連接，實(shí)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(zhǎng)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)容器內(nèi)混合氣壓力；

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

7、將旋轉(zhuǎn)接地電極串接一個(gè)無(wú)感電阻對(duì)地，利用示波器監(jiān)測(cè)電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電能量的監(jiān)控。

引燃實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)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(shí)，泄壓閥產(chǎn)生泄壓動(dòng)作；

3、旋轉(zhuǎn)接地電極是一種從中心距離長(zhǎng)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(guò)上下移動(dòng)放電電極來(lái)調(diào)整；

6、打開(kāi)真空泵，使引燃試驗(yàn)容器內(nèi)壓力達(dá)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(mén)；

8、打開(kāi)無(wú)水潔凈空氣氣體高壓鋼瓶閥門(mén)，緩慢充入潔凈空氣；并同時(shí)打開(kāi)循環(huán)泵，監(jiān)測(cè)爆炸性氣體體積濃度；

9、充氣過(guò)程中，實(shí)時(shí)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(mén)；

10、上述操作完成后，按規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)；

11、試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)測(cè)對(duì)地電流(或串接一個(gè)無(wú)感電阻，監(jiān)測(cè)電壓)，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電能量的監(jiān)控。

引燃實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)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(shí)，泄壓閥產(chǎn)生泄壓動(dòng)作；

3、旋轉(zhuǎn)接地電極是一種從中心距離長(zhǎng)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(guò)上下移動(dòng)放電電極來(lái)調(diào)整；

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

7、抽真空完成后，分別打開(kāi)爆炸性氣體和無(wú)水潔凈空氣高壓鋼瓶閥門(mén)；

8、打開(kāi)混合氣泵，抽取并混合爆炸性氣體和無(wú)水潔凈空氣；

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

10、打開(kāi)循環(huán)泵，使試驗(yàn)容器內(nèi)的爆炸性氣體在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中與空氣充分混合

11、上述操作完成后，按規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)；

12、試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)測(cè)對(duì)地電流(或串接一個(gè)無(wú)感電阻，監(jiān)測(cè)電壓)，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電能量的監(jiān)控。

由于本實(shí)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(shí)的最小放電電流，整個(gè)裝置及試驗(yàn)方法提供了更完善的試驗(yàn)參數(shù)，特別是電極接近速度，對(duì)防爆型靜電消除器的研制具有重要意義。

本實(shí)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(cè)試領(lǐng)域。