CN106577384B - 一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，包括试验箱体，所述试验箱体具有试验腔室；试验介质，所述试验介质设置于所述试验腔室内；受试体，所述受试体设置于所述试验腔室内并位于试验介质中；滑轨机构，所述滑轨机构设置于所述试验箱体上并位于所述试验腔室内；电流调节系统；及试验电极机构，所述试验电极机构滑动设置于所述滑轨机构上、并与所述电流调节系统电性连接。因而通过试验电极机构在滑轨机构上滑动同时调整供应电流的大小，可以真实且科学的模拟出鱼体在鱼塘中经受不同角度来向或大小冲击电流的影响情况，有利于工作人员开展相应的防护措施，保护鱼类安全。同时上述测试装置的结构简单，操作方便，安全可靠性高。

Description

一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置

技术领域

本发明涉及电力试验技术领域，特别是涉及一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置。

背景技术

围绕着我国的“西电东输”战略工程，为了满足未来持续增长的电力需求，国家电网公司提出了加快建设由百万伏级交流和正负800千伏级直流系统构成的特高压电网的发展目标，也进一步加快了建设高电压等级、远距离、大容量的输电线路工程。杆塔是输电线路中必不可少的环节，而且杆塔接地网对于输电系统的安全运行具有保驾护航的重要意义。杆塔接地网实际工作中起着快速排泄故障电流、雷电流，从而降低杆塔电位，保证附近设备和人身安全的作用，是电力系统可靠运行的一个重要保证。

对于杆塔接地系统的设计应当满足国标规定的相关要求，即杆塔接地电阻需要小于国标规定值。在保证接地系统良好的情况下，人们往往会忽视故障电流在地底中的流动情况，由此引发了一系列的问题。例如，我国南方地区多鱼塘，且很多鱼塘位于输电线路杆塔附近甚至紧挨杆塔，当雷雨天气时，由于雷击引起的输电线路反击使得杆塔顶端的绝缘子串被击穿，输电线路的电流将通过绝缘子、杆塔往下流入地表、地下而产生无规则串动。流入鱼塘内的电流势必会对鱼塘中的鱼类产生电击影响，严重的甚至可能造成鱼类死亡，不仅会造成极大的经济损失，同时还会造成地方供电局与当地农民之间的较多纠纷。因而通过试验获知鱼类动物在鱼塘中经受不同角度来向和不同大小及时间的电流影响情况，从而开展相应的防护工作极为必要。但目前市面上还没有专门的模拟鱼体耐受冲击电流的实验装置。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种可以实现鱼体经受不同角度来向和大小冲击电流的影响试验，保护鱼类安全，同时结构简单，操作方便且安全可靠的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置。

其技术方案如下：

一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，包括：

试验箱体，所述试验箱体具有试验腔室；

试验介质，所述试验介质设置于所述试验腔室内；

受试体，所述受试体设置于所述试验腔室内并位于试验介质中；

滑轨机构，所述滑轨机构设置于所述试验箱体上并位于所述试验腔室内；

用于提供冲击电流的电流调节系统；及

试验电极机构，所述试验电极机构与所述电流调节系统电性连接，且所述试验电极机构包括第一电极模组和第二电极模组，所述第一电极模组和所述第二电极模组均可滑动设置于所述滑轨机构上、并与所述受试体相对。

上述一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置通过将所述试验介质和所述滑轨机构安设于所述试验腔室内，将所述受试体设置于所述试验介质中，同时将所述电流调节系统与所述试验电极机构电性连接良好，因而通过所述第一电极模组和所述第二电极模组在所述滑轨机构上滑动同时调整供应电流的大小，可以真实且科学的模拟出鱼体在鱼塘中经受不同角度来向或大小冲击电流的影响情况，观察鱼体电晕或电死的电流阈值及电击时间，从而有利于工作人员开展相应的防护措施，保护鱼类安全。同时上述一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置的结构简单，操作方便，安全可靠性高，制造及使用成本低。

下面对技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述电流调节系统包括供电装置、与所述供电装置电性连接的升压变压器、及与所述升压变压器电性连接的控制装置，所述控制装置包括高压电容器组、控制单元、及与所述控制单元电性连接的IGBT模块，所述高压电容器组与所述IGBT模块电性连接，所述IGBT模块与所述试验电极机构电性连接。因而由IGBT模块和高压电容器组对试验电极机构实现充、放电精确控制，之后由控制单元控制IGBT模块实现试验电极机构放电时间可调的冲击电流产生，从而使鱼体耐受冲击电流影响试验结果的科学和精确，且该系统调节方式简单，安全可靠。因而通过升压变压器可以灵活改变输出冲击电流的幅值大小，进而可以根据不同试验环境和要求改变电流大小，使得电流调节系统的适用范围广，操作灵活性高，有利于提高试验效率。

在其中一个实施例中，所述滑轨机构包括对称布置的至少第一滑轨和第二滑轨，所述第一电极模组滑动设置于所述第一滑轨上，所述第二电极模组滑动设置于所述第二滑轨上，所述第一电极模组和所述第二电极模组均包括测试电极，两个所述测试电极的中心连线与所述试验箱体的几何中心重合。因而可以确保受试体位于测试电流的有效路径中，从而提高受试体的测试敏感度和有效性，进而确保测试结果准确可靠。

在其中一个实施例中，还包括位置调节机构，所述位置调节机构与所述试验电极机构驱动连接。如此不仅可以实现第一电极模组和第二电极模组试验位置的自动调整，从而提高测试装置的自动化程度，有利于提高试验效率，同时能够实现位置的准确变化和精确定位，有利于提高试验结果的准确和科学。

在其中一个实施例中，所述第一电极模组和所述第二电极模组还均包括支撑杆、卡固件及抓持件，所述支撑杆的一端套设于所述第一滑轨和/或所述第二滑轨上，所述第一滑轨和所述第二滑轨具设有卡孔，所述卡固件穿设于所述卡孔并与所述支撑杆挡接，所述支撑杆的另一端与所述抓持件连接。当第一电极模组和第二电极模组移动到所需位置时，通过卡固件穿过卡孔并与所述支撑杆挡接，因而可以非常方便快捷的实现两个电极模组的定位，结构简单，操作方便，定位可靠，同时有利于提高试验效率。

在其中一个实施例中，所述抓持件具有转动部，所述抓持件通过所述转动部可转动设置于所述支撑杆上。因而通过旋转调整抓持件可以改变电极与受试体的不同相对角度，从而有利于扩大试验范围和丰富试验数据，探究受试体在不同来向电流影响下的情况，确保试验科学、可靠。

在其中一个实施例中，所述卡孔的数量为多个，多个所述卡孔沿所述第一滑轨和/或所述第二滑轨的延伸方向间隔设置。当第一电极模组和第二电极模组在滑轨上滑动而调整不同位置时，均可以通过卡固件与不同的卡孔配合实现电极模组的固定，使得一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置的使用更加便利。

在其中一个实施例中，所述抓持件为吸盘，所述吸盘与所述测试电极吸附连接。通过吸附方式实现测试电极的装夹固定，不仅连接方式简单，装拆方便，同时不会对电极造成损伤，确保其使用和工作性能。

在其中一个实施例中，所述试验箱体包括相互配合的上箱体、下箱体和密封件，所述上箱体设有进水口，所述下箱体设有排水口，所述密封件套装于所述上箱体与所述下箱体的连接处。因而试验箱体的结构简单，装拆方便，有利于提高实验效率，同时便于后期的清洗、维护和更换，降低人力及物力成本。

在其中一个实施例中，所述试验箱体还包括至少两个锁固机构，所述锁固机构包括设置于所述上箱体上的锁座、及设置于所述下箱体上的锁钩，所述锁钩与所述锁座可配合扣接。因而可以实现上箱体与下箱体的连接固定，避免试验箱体内部试验介质泄露，保证试验工作安全可靠的开展，且该连接方式结构简单，操作便利。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置的A-A处剖面图；

图3为本发明实施例所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置的俯视图；

图4为本发明实施例所述的试验电极机构与滑轨机构的连接结构示意图；

图5为本发明实施例所述的试验电极机构与滑轨机构的连接结构侧视图。

附图标记说明：

100、试验箱体，110、试验腔室，120、上箱体，122、进水口，130、下箱体，132、排水口，140、密封件，150、锁固机构，152、锁座，154、锁钩，200、受试体，300、电流调节系统，310、供电装置，320、控制装置，330、升压变压器，400、滑轨机构，410、第一滑轨，420、第二滑轨，430、卡孔，500、试验电极机构，510、第一电极模组，520、第二电极模组，530、测试电极，540、支撑杆，550、卡固件，560、抓持件，600、试验介质。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

如图1至图3所示，一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，包括试验箱体100，所述试验箱体100具有试验腔室110；试验介质600，所述试验介质600设置于所述试验腔室110内；受试体200，所述受试体设置于所述试验腔室110内并位于所述试验介质600中；滑轨机构400，所述滑轨机构400设置于所述试验箱体100上并位于所述试验腔室110内；用于提供冲击电流的电流调节系统300；及试验电极机构500，所述试验电极机构500与所述电流调节系统300电性连接，且所述试验电极机构500包括第一电极模组510和第二电极模组520，所述第一电极模组510和所述第二电极模组520均可滑动设置于所述滑轨机构400上、并与所述受试体200相对。

上述一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置通过将所述试验介质600和所述滑轨机构400安设于所述试验腔室110内，之后将所述受试体200设置于所述试验介质600内，同时将所述电流调节系统300与所述试验电极机构500电性连接良好，因而通过所述第一电极模组510和所述第二电极模组520在所述滑轨机构400上滑动同时调整供应电流大小，可以真实且科学的模拟出鱼体在鱼塘中经受不同角度来向或大小冲击电流的影响情况，观察鱼体电晕或电死的电流阈值及电击时间，从而有利于工作人员开展相应的防护措施，保护鱼类等动物的安全。同时上述一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置的结构简单，操作方便，安全可靠性高，制造及使用成本低。

在上述优选的实施例中，为确保试验人员在用电试验时的人身安全，同时便于实时观察试验请款，试验箱体100采用透明性好、强度高且绝缘性能佳的材料制作，例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、亚克力等。进一步的出于安全角度考虑，滑轨机构400等均采用绝缘材料制作。此外，上述电流调节系统可以是直流电源、高频脉冲电源等。一实施例中，所述试验箱体100包括相互配合的上箱体120、下箱体130和密封件140，所述上箱体120设有进水口122，所述下箱体130设有排水口132，所述密封件140套装于所述上箱体120与所述下箱体130的连接处。因而试验箱体100的结构简单，装拆方便，有利于提高实验效率，同时便于后期的清洗、维护和更换，降低人力及物力成本。其中，上箱体120和下箱体130为完全对称的结构，即两者拼合可以形成完整的球体。上箱体120的上部四分之一处横向削掉一部分，从而形成圆形的进水口122，以便于试验时先试验箱体100内添加水来作为试验介质。下箱体130的底部对应开设有排水口132，以便于试验结束时排掉试验箱体100内的水。下箱体130还设有进线孔，以方便试验电源的导线穿过试验箱体100与电极连接，进线孔处通过涂防水胶或安设防水密封件进行密封处理。此外，密封件140可以是O型密封圈、硅胶圈等，本实施方式中优选为硅胶圈，硅胶圈的尺寸与球形试验箱体100的直径相匹配，因而当上箱体120与下箱体130拼合后，硅胶圈套接与拼合处可以实现良好密封作用，避免箱体内部水泄露，影响试验正常进行，同时消除触电的安全隐患。

请参照图2和图3，此外，一实施例中，所述试验箱体100还包括至少两个锁固机构150，所述锁固机构150包括设置于所述上箱体120上的锁座152、及设置于所述下箱体130上的锁钩154，所述锁钩154与所述锁座152可配合扣接。因而可以实现上箱体120与下箱体130的连接固定，避免试验箱体100内部试验介质泄露，保证试验工作安全可靠的开展，且该连接方式结构简单，操作便利。其中，锁钩154通过销轴转动安设于下箱体130靠近开口的边缘处，其动过手动转动实现与锁座152配合锁合。在本实施例中，锁钩铰接与下箱体靠近开口处，通过手动翻转实现与锁座扣合。此外，优选锁固机构150的数量为四个，四个锁固机构150环向均匀间隔90°设置于试验箱体100上，进而提高上、下箱体130的连接牢固性。在其他实施方式中，也可以采用插销与插座等固定结构实现上箱体120与下箱体130的连接。

一实施例中，所述电流调节系统300包括供电装置310、与所述供电装置310电性连接的升压变压器330、及与所述升压变压器330电性连接的控制装置320，所述控制装置320包括高压电容器组、控制单元、及与所述控制单元电性连接的IGBT模块，所述高压电容器组与所述IGBT模块电性连接，所述IGBT模块与所述试验电极机构电性连接。因而由IGBT模块和高压电容器组对试验电极机构实现充、放电精确控制，之后由控制单元控制IGBT模块实现试验电极机构放电时间可调的冲击电流产生，从而使鱼体耐受冲击电流影响试验结果的科学和精确，且该系统调节方式简单，安全可靠。所述升压变压器330与所述供电装置310、所述控制装置320均电性连接。因而通过升压变压器330可以灵活改变输出冲击电流的幅值大小，进而可以根据不同试验环境和要求改变电流大小，使得电流调节系统300的适用范围广，操作灵活性高，有利于提高试验效率。

另外，上述电流调节系统300包括控制电路，控制电路由AC/DC变换器、控制开关、PLC(控制模块)、驱动电路、状态指示电路、IGBT、高压电容器组、电压指示电路、电流指示电路、时间指示电路组成，控制电路主要由高压电容器组充电完毕后对电极放电，由PLC控制IGBT微秒级通断实现冲击电流的产生，通过单片机的程序下载可以改变冲击电流的时间。

控制器的市电输入口通过AC/DC变换器与PLC的输入端相连，AC/DC变换器的作用是将AC220V变换得到DC24V直流输出从而为PLC供电。PLC输入端与控制开关相连，通过控制开关控制整个电路的通断，所述PLC输出端与驱动电路和状态指示电路相连，状态指示电路可以指示整个控制电路的工作状态，正常时发出状态正常指示信号，所述驱动电路与IGBT相连，驱动IGBT的通断，所述IGBT与电极线相连，最终连接到电极板上，控制器的高压输入口与高压电容器组相连，高压电容器组与IGBT相连，并与电压指示电路、电流指示电路和时间指示电路相连，IGBT开通时将输入的电压加在电极两端，电压指示电路和电流指示电路可以指示电极两端的电压和通过电极的电流，时间指示电路可以指示通电时间，高压输入口外部通过直流源输入可调电压值对高压电容器组充电，高压电容器组再对电极放电。

此外，一实施例中，所述滑轨机构400包括对称布置的至少第一滑轨410和第二滑轨420，所述第一电极模组510滑动设置于所述第一滑轨410上，所述第二电极模组520滑动设置于所述第二滑轨420上，所述第一电极模组510和所述第二电极模组520均包括测试电极530，两个所述测试电极530的中心连线与所述试验箱体100的几何中心重合。因而可以确保受试体200位于测试电流的有效路径中，从而提高受试体200的测试敏感度和有效性，进而提升测试结果的准确可靠。其中，两个测试电极530正相对，因而在两个测试电极530的正相对路径中，电流的传播强度和密度相对分支路径电流较高，因而更贴合实际情况下电流的传导情况。此外，试验箱体100上还开设有两个进线孔，进线孔处作密封处理，防止水泄露；电流调节系统的正、负极接线分别穿过两个进线孔，正、负极接线的端部连接线夹，通过线夹与第一电极模组510和第二电极模组520上的测试电极530夹持连接而实现供电。在本上优选的实施例中，滑轨机构包括沿球形试验箱均匀间隔布置的四条滑轨，相邻两个滑轨间隔90度布置，因而可以实现对鱼体全方位测试，如此可以大大丰富实验数据，进而使试验结果更加科学有效。

如图4和图5所示，一实施例中，所述第一电极模组510和所述第二电极模组520还均包括支撑杆540、卡固件550及抓持件560，所述支撑杆540的一端套设于所述第一滑轨410和/或所述第二滑轨420上，所述第一滑轨410和所述第二滑轨420具设有卡孔，所述卡固件550穿设于所述卡孔并与所述支撑杆540挡接，所述支撑杆540的另一端与所述抓持件560连接。当第一电极模组510和第二电极模组520移动到所需位置时，通过卡固件550穿过卡孔并与所述支撑杆540挡接，因而可以非常方便快捷的实现两个电极模组的定位，结构简单，操作方便，定位可靠，同时有利于提高试验效率。其中，第一滑轨410和第二滑轨420优选为工字型钢，且工字型刚的形状为与球形试验箱体100弧度相适配的弧形，因而工字型钢的其中一底面紧贴固定于试验箱体100的内壁上。支撑杆540与滑轨配合的一端为凹字型结构，因而可以实现与工字型钢的可靠卡接，防脱性能好。此外，支撑杆通过凹字型结构与工字型钢为间隙配合，以有利于减小摩擦阻力，便于移动。

此外，一实施例中，上述一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置还包括位置调节机构(图中未示出)，所述位置调节机构与所述试验电极机构500驱动连接。如此不仅可以实现第一电极模组510和第二电极模组520试验位置的自动调整，从而提高测试装置的自动化程度，有利于提高试验效率，同时能够实现位置的准确变化和精确定位，有利于提高试验结果的准确和科学。其中，上述位置调节机构包括控制装置，控制装置与安装在滑轨机构400上的驱动组件电性连接，驱动组件可以是皮带轮组件、齿轮组件等，移动精度可以保持在毫米级甚至是微米级，当需要改变第一电极模组510和/或第二电极模组520的位置时，通过点击控制装置上的按钮即可实现由主动组件带动滑轨移动。

一实施例中，所述卡孔的数量为多个，多个所述卡孔沿所述第一滑轨410和/或所述第二滑轨420的延伸方向间隔设置。当第一电极模组510和第二电极模组520在滑轨上滑动而调整不同位置时，均可以通过卡固件550与不同的卡孔配合实现电极模组的固定，使得一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置的使用更加便利。

一实施例中，所述抓持件560具有转动部，所述抓持件560通过所述转动部可转动设置于所述支撑杆540上。因而通过旋转调整抓持件560可以改变电极与受试体200的不同相对角度，从而有利于扩大试验范围和丰富试验数据，探究受试体200在不同来向电流影响下的情况，确保试验科学、可靠。在优选的实施方式中，转动部为设置在抓持件560上的球形部，支撑杆540的端部设置有与球形部适配的球面凹部，因而通过球形部与球面凹部的配合连接，可以实现测试抓持件560带动测试电极530在半球面范围内的任意方向及任意角度的转动。

此外，一实施例中，所述抓持件560为吸盘，所述吸盘与所述测试电极530吸附连接。通过吸附方式实现测试电极530的装夹固定，不仅连接方式简单，装拆方便，同时不会对电极造成损伤，确保其使用和工作性能。在其他实施例中，抓持件560也可是卡盘、卡爪等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，包括：

试验箱体，所述试验箱体具有试验腔室；

试验介质，所述试验介质设置于所述试验腔室内；

受试体，所述受试体设置于所述试验腔室内并位于试验介质中；

滑轨机构，所述滑轨机构设置于所述试验箱体上并位于所述试验腔室内；

用于提供冲击电流的电流调节系统；及

试验电极机构，所述试验电极机构与所述电流调节系统电性连接，且所述试验电极机构包括第一电极模组和第二电极模组，所述第一电极模组和所述第二电极模组均可滑动设置于所述滑轨机构上、并与所述受试体相对；还包括位置调节机构，所述位置调节机构与所述试验电极机构驱动连接。

2.根据权利要求1所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述电流调节系统包括供电装置、与所述供电装置电性连接的升压变压器、及与所述升压变压器电性连接的控制装置，所述控制装置包括高压电容器组、控制单元、及与所述控制单元电性连接的IGBT模块，所述高压电容器组与所述IGBT模块电性连接，所述IGBT模块与所述试验电极机构电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述滑轨机构包括对称布置的至少第一滑轨和第二滑轨，所述第一电极模组滑动设置于所述第一滑轨上，所述第二电极模组滑动设置于所述第二滑轨上，所述第一电极模组和所述第二电极模组均包括测试电极，两个所述测试电极的中心连线与所述试验箱体的几何中心重合。

4.根据权利要求3所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述第一电极模组和所述第二电极模组还均包括支撑杆、卡固件及抓持件，所述支撑杆的一端套设于所述第一滑轨和/或所述第二滑轨上，所述第一滑轨和所述第二滑轨具设有卡孔，所述卡固件穿设于所述卡孔并与所述支撑杆挡接，所述支撑杆的另一端与所述抓持件连接。

5.根据权利要求4所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述抓持件具有转动部，所述抓持件通过所述转动部可转动设置于所述支撑杆上。

6.根据权利要求4所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述卡孔的数量为多个，多个所述卡孔沿所述第一滑轨和/或所述第二滑轨的延伸方向间隔设置。

7.根据权利要求4所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述抓持件为吸盘，所述吸盘与所述测试电极吸附连接。

8.根据权利要求2所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述试验箱体包括相互配合的上箱体、下箱体和密封件，所述上箱体设有进水口，所述下箱体设有排水口，所述密封件套装于所述上箱体与所述下箱体的连接处。

9.根据权利要求8所述的一种实现多角度雷击的鱼体状态监测装置，其特征在于，所述试验箱体还包括至少两个锁固机构，所述锁固机构包括设置于所述上箱体上的锁座、及设置于所述下箱体上的锁钩，所述锁钩与所述锁座可配合扣接。