CN106443222A - 一种新型的高电压试验设备安全接地系统 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种新型安全接地系统方案。它包括两台直流电机和一套电磁锁止机构、两个绕线轮、绝缘线绳、金属线绳、导线轮、检测传感器及相应的电气控制系统，所述各个部件与高压设备相结合，构成一个整体。利用两台直流电机和一套电磁锁止机构组成电动机发电机机组，通过一台直流电机电动机运行方式拖动其中一个线轮运转，通过另一台直流电机发电机运行方式的能耗制动为另外一个自由运转的线轮提供柔性自适应的阻尼，利用电磁锁止机构对绕线轮进行快速锁止，从而使安全接地系统高速可靠运转，实现安全接地开合功能。本发明结构紧凑，方案简洁易实施，适用于高压设备安全接地系统的快速开合，能够使高压设备实现检修状态安全和工作状态安全的功能。

Description

一种新型的高电压试验设备安全接地系统

技术领域

本发明涉及高电压设备生产企业中生产的高电压试验设备安全接地系统。

背景技术

中国经济的高速发展推动中国电力的发展，同时也扩大了中国电力的需求，为适应此需求和国家节能减排的要求，中国电网电力的输送电压等级逐步提高，目前电压等级已由高压向超高压再向特高压发展，同时要发展坚强的智能电网。随着电网电压等级提高，电网安全也应提高到一个新的高度，因此检测高压电网及高电压设备运行正常的手段及包括冲击电压发生器，冲击电流发生器，直流电压发生器等在内的检测试验的设备要求就更高。

按照高压试验室安全的基本原则要求，闲置在试区内的电容器必须两极短路接地，接地线必须采用多股金属裸线。做完试验的电容器必须充分放电，只有当目睹电容器处在被短路接地的情况下，试验人员才能接触电容器进行接线。而冲击电压发生器、直流电压发生器等高电压试验设备，是由电容器组构成的塔架结构，高度少则几米，多则几十米，靠试验人员手持接地棒进行放电，其工作强度和难度很大，极不安全。安全接地系统是通过机械装置，能对塔架上所有的电容器组两极进行短路接地的系统，并且在做高压试验时，该机械装置又能对塔架上所有的电容器组两极解除短路接地状态。从而保证人和设备的安全。

传统的安全接地系统，如图1所示，由一台三相电动机1，两个绕线轮4、7，两个电磁离合器5、6以及若干长度的金属线绳16和绝缘线绳9构成一组安全接地系统。

其工作原理是：高压设备检修或接线操作时，安全接地合，电动机1运转，电磁离合器6上电，绝缘线轮7随电动机方向旋转，电磁离合器5不带电，金属线轮4处于自由状态，并随着线绳的拉力向电动机运转的反方向旋转，绝缘线9拉着金属线16从检测传感器17，运转到检测传感器11时，电动机1和电磁离合器6失电停止。此时，高压设备上全部电容器12的两极都由金属线16首尾短路并接地，整个高压设备处于不带电的安全状态，方便试验检修人员进行操作检修。

当高压设备需要升压试验时，安全接地分，电动机1运转，电磁离合器5上电，金属线轮4随电动机方向旋转，电磁离合器6不带电，绝缘线轮7处于自由状态，并随着线绳的拉力向电动机运转的反方向旋转，金属线16拉着绝缘线9从检测传感器11，运转到检测传感器17时，电动机1和电磁离合器5失电停止。此时，高压设备上全部电容器12的两极都由绝缘线9首尾开路，整个高压设备处于可升压试验的状态。

当前的安全接地系统存在的问题是，当试验设备高度很高时，金属线和绝缘线的总长度能达到七八十米，甚至上百米，设备上的每个接触点都由一定的摩擦力，而线绳尤其是绝缘 线绳随着拉力的增大有较大的伸缩形变，传递到自由运转线轮上的拉力时大时小，自由转速时快时慢，系统运转时，线绳有时很紧，造成断线，有时自由线轮突然加速，造成线绳松动，从导线机构中脱出，最终也会造成断线。只有通过减速器大大降低三相电动机的输出转速来运行，并且安全接地系统运行也不可靠。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明是利用两台直流电机和一套电磁锁止机构组成电动机发电机机组，通过直流电动机拖动线轮运转，通过直流发电机的能耗制动为自由运转的线轮提供柔性变化的阻尼，从而使安全接地系统高速可靠运转。

本发明采用以下技术方案：

如图2所示，高压设备检修或接线操作时，安全接地合，电磁锁6上电，锁止机构从锁止轮5、7脱离，打开随动的线轮4、8上的锁止销。直流电机11上电以电动机方式运转，绝缘线轮8随直流电机11的方向旋转，直流电机1不加电，且直流电机1的电枢绕组通过制动电阻短接，以发电机方式运行，金属线轮4随着线绳的拉力带动直流电机1以反方向旋转发电，其能量由直流电机1的电枢绕组内阻和制动电阻消耗，为金属线轮4提供一个柔性的阻尼，金属线轮4转速越快，阻尼越大，转速越慢，阻尼越小，不转时，无阻尼。绝缘线12拉着金属线19从检测传感器20，运转到检测传感器14时，直流电动机11和电磁锁6失电停止，锁止机构松开锁止轮5、7上的锁止销，对线轮4、8锁止。高压设备上全部电容器15的两极都由金属线19首尾短路并接地，整个高压设备处于不带电的安全状态，方便试验检修人员进行操作检修。在安全接地运行过程中，由于直流电机1的发电机能耗制动的运行方式，为金属线轮4提供了一个柔性自适应的阻尼，因而系统可高速平稳运行，停止后，锁止机构对两个绕线轮进线快速锁止，不误动。

如图2所示，当高压设备需要升压试验时，安全接地分，电磁锁6上电，锁止机构从锁止轮5、7脱离，打开随动的线轮4、8上的锁止销。直流电机1上电以电动机方式运转，金属线轮4随直流电机1的方向旋转，直流电机11不加电，且直流电机11的电枢绕组通过制动电阻短接，以发电机方式运行，绝缘线轮8随着线绳的拉力带动直流电机11以反方向旋转发电，其能量由直流电机11的电枢绕组内阻和制动电阻消耗，为绝缘线轮8提供一个柔性的阻尼，绝缘线轮8转速越快，阻尼越大，转速越慢，阻尼越小，不转时，无阻尼，金属线19拉着绝缘线12从检测传感器14，运转到检测传感器20时，直流电机1和电磁锁6失电停止，锁止机构松开锁止轮5、7上的锁止销，对线轮4、8锁止。高压设备上全部电容器15的两极都由绝缘线12首尾开路，整个高压设备处于可升压试验的状态。在安全接地运行过程中，由于直流电机11的发电机能耗制动的运行方式，为绝缘线轮8提供了一个柔性自适应的阻尼，因而系统可高速平稳运行，停止后，锁止机构对两个绕线轮进线快速锁止，不误动。

下面结合电气示意图说明电气控制过程，如图3所示，为了方便使用，采用了两台永磁直流电机，安全接地合时，K3动作，打开锁止机构，K2动作，永磁直流电机M2以电动机方式运转。K1不动作，永磁直流电机M1以发电机能耗制动方式运转，提供柔性自适应的阻尼，安全接地合到位后，K2、K3失电释放，永磁直流电机M2停转，锁止机构进行自动锁止。

如图3所示，安全接地分时，K3动作，打开锁止机构，K1动作，永磁直流电机M1以电动机方式运转。K2不动作，永磁直流电机M2以发电机能耗制动方式运转，提供柔性自适应的阻尼，安全接地分到位后，K1、K3失电释放，永磁直流电机M1停转，锁止机构进行自动锁止。

本发明与传统技术相比具有以下优点：

1)本发明通过直流电动机拖动线轮运转，通过直流发电机的能耗制动为自由运转的线轮提供柔性自适应的阻尼，解决了自由运转线轮上的拉力时大时小，自由轮转速时快时慢，线绳有时松时紧的问题，不会轻易发生断线故障，能够防止线绳松动从导线机构中脱出。

2)本发明采用锁止机构对线轮进线快速锁止，避免外力造成安全接地误动。

3)本发明的安全接地可高速运行，可靠性快速性有很大提升。

附图说明

图1传统的安全接地系统结构示意图；

图2新安全接地系统结构示意图；

图3安全接地系统电气控制示意图。

Claims (6)

1.一种新的安全接地系统方案，包括两台直流电机和一套电磁锁止机构组成两个绕线轮、绝缘线绳、金属线绳、导线轮、检测传感器及相应的电气控制系统，所述各个部件与高压设备相结合，构成一个整体。其特征在于，利用两台直流电机和一套电磁锁止机构组成电动机发电机机组，通过直流电机电动机运行方式拖动其中一个线轮运转，通过直流电机发电机运行方式的能耗制动为另外一个自由运转的线轮提供柔性自适应的阻尼，从而使安全接地系统高速可靠运转，实现高压设备的安全接地开合功能。

2.根据权利要求1所述的新的安全接地系统方案，其特征在于，利用两台直流电机组成电动机发电机机组，两台直流电机可根据功能需要，工作在电动机运行方式进行拖动，或工作在发电机运行方式进行能耗制动，为系统提供柔性自适应的阻尼。

3.根据权利要求1、2所述的新的安全接地系统方案，其特征在于，可采用永磁直流电机或其它可改变为电动机运行状态或发电机能耗制动状态的电机。

4.根据权利要求1的新的安全接地系统方案，其特征在于，有若干长度的金属线及绝缘线，或者采用若干长度的金属带及绝缘带，或者采用若干长度的金属链条及绝缘链条。

5.根据权利要求1的新的安全接地系统方案，其特征在于，有一套电磁锁止机构，采用锁止销对绕线轮进行快速锁止，或者采用电磁抱闸机构对电机、传动轴或线轮进行制动。

6.根据权利要求1、2、3、4、5所述新的安全接地系统方案，其特征在于，所述各个部件，可与高压设备紧密结合，构成一组安全接地系统。