CN107706930A - 三相负载旋转调相装置及其在供电系统中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相负载旋转调相装置，包括绝缘套筒和设置在绝缘套筒内的转子；转子包括圆柱状的本体，本体顶面和底面外边缘处分别沿本体顶面周向均匀嵌设有三块金属片，绝缘套筒包括空心圆柱状的竖向筒体，筒体内孔上下两端均敞口设置，筒体的内孔下端的孔壁向筒体中心线方向连接有水平设置的环形板，绝缘套筒上设有两层弹性压接导电机构，分别为设置在筒体顶端的上层弹性压接导电机构和设置在筒体底端的下层弹性压接导电机构，上层弹性压接导电机构和下层弹性压接导电机构以筒体的竖向中截面为对称面上下对称设置；本发明还公开了上述三相负载旋转调相装置在供电系统中的应用。本发明仅通过转动转子即可实现调相，且不需要停运整个配电台区。

Description

三相负载旋转调相装置及其在供电系统中的应用

技术领域

本发明涉及一种电流调整装置。

背景技术

在供电过程中，上游线路需要向各个用电小区供电。小区的进线一般是两根线，一根零线，一根火线。上游线路则通常为三相供电，即有三根火线，一根零线。三根火线分别为A相线路、B相线路和C相线路。

现有的供电线路结构中，每个小区的进线火线，与上游线路中三根火线中的任一根相连接，同时无法与另外两根火线相连接。

因此，采用现有的供电线路结构，无法平衡上游线路的负载，导致A相线路、B相线路和C相线路中，某一项或某两相负载过高，甚至可能超载，但另一项或另两相线路却负载很低，出现三相不平衡的现象。三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。电流或电压的不平衡造成三相负荷的不平衡，使中性点产生电流，对变压器功率的输出很不利。

出现三相不平衡时，不能平衡各线路的负载，无法发挥出上游线路最高的供电能力，负载不平衡，也导致负载较高的线路使用寿命缩短。

某一相线路损坏后，就需要对整个线路进行检修、更换，人工成本和材料成本均较高。如果三相线路的使用寿命相差不多，则会最大程度地延长检修间隔，节约人工成本和材料成本。

为此，申请人研发了“低压三相电流可调供电结构”，使用转换开关来实现调相。但在实际运用中，现有的转换开关不能灵活方便地实现调相动作，尤其是调相时往往需要停运整个配电台区，调相断电影响的范围过大，在较大范围内造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、通过转动即可实现调相的三相负载旋转调相装置。

为实现上述目的，本发明的三相负载旋转调相装置包括绝缘套筒和设置在绝缘套筒内的转子；

转子包括圆柱状的本体，本体顶面外边缘处沿本体顶面周向均匀嵌设有三块金属片，分别为第一上金属片、第二上金属片和第三上金属片；本体底面外边缘处沿本体底面周向均匀嵌设有三块金属片，分别为第一下金属片、第二下金属片和第三下金属片；第一至第三上金属片对应位于第一至第三下金属片的正上方；

第一上金属片与第一下金属片之间连接有竖直调设置的第一导电板，第一导电板紧贴本体外侧壁；第二上金属片与第三下金属片之间连接有倾斜设置的第二导电板，第二导电板紧贴本体外侧壁；第三上金属片与第二下金属片之间连接有倾斜设置的第三导电板，第三导电板紧贴本体外侧壁并位于第二导电板的外部；第二导电板与第三导电板呈交叉设置，第二导电板与第三导电板之间于交叉处设置有绝缘垫片；

绝缘套筒包括空心圆柱状的竖向筒体，筒体内孔上下两端均敞口设置，筒体的内孔下端的孔壁向筒体中心线方向连接有水平设置的环形板，

绝缘套筒上设有两层弹性压接导电机构，分别为设置在筒体顶端的上层弹性压接导电机构和设置在筒体底端的下层弹性压接导电机构，上层弹性压接导电机构和下层弹性压接导电机构以筒体的竖向中截面为对称面上下对称设置；

上层弹性压接导电机构包括三套弹性压接导电装置，三套弹性压接导电装置以筒体水平截面的中心为圆心均匀分布；弹性压接导电装置包括在筒体上表面设置的凹槽、内挡块、压簧、导电螺杆、导电压片以及螺接在导电螺杆上的压接螺母；凹槽沿筒体的径向方向设置，以指向筒体中心线的方向为内向，凹槽的内端开口在筒体内表面上，内挡块固定连接在导电螺杆上并与凹槽的槽壁滑动配合；凹槽的外侧壁处的筒体上设有沿筒体径向贯穿筒体的通孔；所述导电螺杆沿筒体的径向滑动穿设于所述通孔和凹槽内，导电压片固定连接在导电螺杆的内端；压簧位于所述凹槽内并绕设在导电螺杆上，压簧的外端与凹槽的外侧壁相压接，压簧的内端与内挡块相压接；压接螺母位于筒体外侧并与筒体外表面相压接；

第一至第三上金属片以及第一至第三下金属片的形状均相同；导电压片与第一上金属片相适配；

环形板的内径小于转子本体的外径，转子本体位于绝缘套筒的内孔中且环形板向上承托所述转子本体；上层弹性压接导电机构的三套弹性压接导电装置的导电压片与第一至第三上金属片一一对应压接；下层弹性压接导电机构的三套弹性压接导电装置的导电压片与第一至第三下金属片一一对应压接。

所述绝缘垫片与第二导电板和第三导电板均粘接在一起，第三导电板、绝缘垫片和第二导电板沿本体的径向由外向内依次紧压在本体侧壁上。

第一至第三上金属片沿转子本体侧面向下设有弯折部，弯折部嵌设于转子本体侧面并与转子本体侧面相齐平，第一至第三下金属片与第一至第三上金属片上下对称设置；

第一至第三上金属片以及第一至第三下金属片均呈与转子本体的外表面半径相同的弧形面，所述导电压片的内表面为与第一金属片相适配的弧形面。

本体底部中心向下延伸设有用于连接外置步进电机的中心轴。

本发明还公开了上述三相负载旋转调相装置在供电系统中的应用，所述三相负载旋转调相装置安装于400伏主干线与支线或引下线与用户之间。

本发明具有如下的优点：

需要调相时，将转子旋转120度或者240度，从而根据下游用电负荷进行调相。本发明仅通过转动转子即可实现调相，将下游（输出线路）某根负载较大的线路与上游（输入线路）某根负载较小的线路相连通，或者将下游某根负载较小的线路与上游某根负载较大的线路相连通，进而平衡上游线路的负载，使用十分方便。

调相时（转子转动时），仅断开供电线路的下游用户，不需要停运整个配电台区，相比以往调相的方式（停运整个配电台区）提升了优质服务水平。

采用本发明的结构，可以使上层弹性压接导电机构的三个导电螺杆连接输入导线或者输出导线，同时使下层弹性压接导电机构的三个导电螺杆连接输出导线或者输入导线，从而使本发明的对外连接部分在工作中均无须旋转，保证对外连接的可靠程度，同时简化对外连接结构。

调节压接螺母在导电螺杆上的位置，可以调节导电压片向内伸出的最大距离，在使用中保证导电压片可以在压簧的紧压力下顶紧设置在转子上的金属片，保证导电良好；在将转子装配到绝缘套筒内时，可以先调节压接螺母在导电螺杆上的位置并使导电压片向外运动至不接触转子外表面的位置，从而方便将转子装入绝缘套筒的筒体。装入转子后，再反向调节压接螺母在导电螺杆上的位置并使导电压片向内运动至紧压转子上的金属片的位置。

第二导电板与第三导电板呈交叉设置，使第二上金属片与第三下金属片相连接，同时使第三上金属片与第二下金属片相连接，各金属片对外连接后才能保证图8所示调相功能的实现。

绝缘垫片与第二导电板和第三导电板均粘接在一起，且三者紧压设置，这样的结构，在保证第二导电板和第三导电板既交叉又相互绝缘的同时，保证了三者连接得非常牢固，在使用中不会出现绝缘垫片掉落、第二导电板与第三导电板相导通的现象。

第一至第三上金属片沿转子本体侧面向下设有弯折部，弯折部嵌设于转子本体侧面并与转子本体侧面相齐平，第一至第三下金属片与第一至第三上金属片上下对称设置；所述第一至第三上金属片以及第一至第三下金属片均呈与转子本体的外表面半径相同的弧形面，所述导电压片的内表面为与第一金属片相适配的弧形面。这样的设置，使得各金属片均能够与转子本体外表面平滑地嵌装在一起，使各金属片在转子本体的外表面上均既不凸出也不凹入，既嵌装地较为牢固，又十分便于装配转子与绝缘套筒，装配过程中各金属片不会勾挂异物或因碰撞而受损，并使导电压片能够与各金属片紧密地压接配合，实现良好的导电效果。这种平滑嵌装的结构，在旋转调相时使得各金属片可以平滑地通过相应的导电压片。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的俯视图示意图；

图3是转子的结构示意图；

图4是图3的后视示意图；

图5是图3的俯视图；

图6是图3的仰视图；

图7是绝缘套筒的俯视示意图；

图8是调相中转子顺时针旋转后输入与输出相别变化示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示，本发明的三相负载旋转调相装置包括绝缘套筒和设置在绝缘套筒内的转子；

转子包括圆柱状的本体1，本体1顶面外边缘处沿本体1顶面周向均匀嵌设有三块金属片，分别为第一上金属片2、第二上金属片3和第三上金属片4；本体1底面外边缘处沿本体1底面周向均匀嵌设有三块金属片，分别为第一下金属片5、第二下金属片6和第三下金属片7；第一至第三上金属片2、3和4对应位于第一至第三下金属片5、6和7的正上方；

第一上金属片2与第一下金属片5之间连接有竖直调设置的第一导电板8，第一导电板8紧贴本体1外侧壁；第二上金属片3与第三下金属片7之间连接有倾斜设置的第二导电板9，第二导电板9紧贴本体1外侧壁；第三上金属片4与第二下金属片6之间连接有倾斜设置的第三导电板10，第三导电板10紧贴本体1外侧壁并位于第二导电板9的外部；第二导电板9与第三导电板10呈交叉设置，第二导电板9与第三导电板10之间于交叉处设置有绝缘垫片11；

绝缘套筒包括空心圆柱状的竖向筒体12，筒体12内孔上下两端均敞口设置，筒体12的内孔下端的孔壁向筒体12中心线方向连接有用于承托转子本体1的水平设置的环形板13，

绝缘套筒上设有两层弹性压接导电机构，分别为设置在筒体12顶端的上层弹性压接导电机构和设置在筒体12底端的下层弹性压接导电机构，上层弹性压接导电机构和下层弹性压接导电机构以筒体12的竖向中截面为对称面上下对称设置；

上层弹性压接导电机构包括三套弹性压接导电装置，三套弹性压接导电装置以筒体12水平截面的中心为圆心均匀分布（在圆周方向上每隔120度布置一套弹性压接导电装置）；弹性压接导电装置包括在筒体12上表面设置的凹槽14、内挡块15、压簧16、导电螺杆17、导电压片18以及螺接在导电螺杆17上的压接螺母19；凹槽14沿筒体12的径向方向设置，以指向筒体12中心线的方向为内向，凹槽14的内端开口在筒体12内表面上，内挡块15固定连接在导电螺杆17上并与凹槽14的槽壁滑动配合；凹槽14的外侧壁处的筒体12上设有沿筒体12径向贯穿筒体12的通孔；所述导电螺杆17沿筒体12的径向滑动穿设于所述通孔和凹槽14内，导电压片18固定连接在导电螺杆17的内端；压簧16位于所述凹槽14内并绕设在导电螺杆17上，压簧16的外端与凹槽14的外侧壁相压接，压簧16的内端与内挡块15相压接；压接螺母19位于筒体12外侧并与筒体12外表面相压接；

第一至第三上金属片2、3和4以及第一至第三下金属片5、6和7的形状均相同；导电压片18与第一上金属片2相适配，从而保证导电压片18与金属片之间能够紧密配合，实现良好的导电效果；

环形板13的内径小于转子本体1的外径，转子本体1位于绝缘套筒的内孔中且环形板13向上承托所述转子本体1；上层弹性压接导电机构的三套弹性压接导电装置的导电压片18与第一至第三上金属片2、3和4一一对应压接；下层弹性压接导电机构的三套弹性压接导电装置的导电压片18与第一至第三下金属片5、6和7一一对应压接。

所述绝缘垫片11与第二导电板9和第三导电板10均粘接在一起，第三导电板10、绝缘垫片11和第二导电板9沿本体1的径向由外向内依次紧压在本体1侧壁上。

绝缘垫片11与第二导电板9和第三导电板10均粘接在一起，且三者紧压设置，这样的结构，在保证第二导电板9和第三导电板10既交叉又相互绝缘的同时，保证了三者连接得非常牢固，在使用中不会出现绝缘垫片11掉落、第二导电板9与第三导电板10相导通的现象。

优选的，所述第一至第三上金属片2、3和4以及第一至第三下金属片5、6和7均呈与转子本体1的外表面半径相同的弧形面，所述导电压片18的内表面为与第一金属片相适配的弧形面。

这样的设置，使得各金属片均能够与转子本体1外表面平滑地嵌装在一起，使各金属片在转子本体1的外表面上均既不凸出也不凹入，既嵌装地较为牢固，又十分便于装配转子与绝缘套筒，装配过程中各金属片不会勾挂异物或因碰撞而受损，并使导电压片18能够与各金属片紧密地压接配合，实现良好的导电效果。这种平滑嵌装的结构，在旋转调相时使得各金属片可以平滑地通过相应的导电压片18。

本体1底部中心向下延伸设有用于连接外置步进电机的中心轴20。

本发明还公开了上述三相负载旋转调相装置在供电系统中的应用，所述三相负载旋转调相装置安装于400伏主干线与支线或引下线与用户之间。

装配时，将转子装配在绝缘套筒内，在将转子装配到绝缘套筒内时，可以先调节压接螺母19在导电螺杆17上的位置并使导电压片18向外运动至不接触转子外表面的位置，从而方便将转子装入绝缘套筒的筒体12。装入转子后，再反向调节压接螺母19在导电螺杆17上的位置并使导电压片18向内运动至紧压转子上的金属片的位置。

使用时，本发明的三相负载旋转调相装置安装于400伏主干线与支线或引下线与用户之间，使上层弹性压接导电机构的三个导电螺杆17连接输入导线或者输出导线，同时使下层弹性压接导电机构的三个导电螺杆17连接输出导线或者输入导线，以断电调整的方式调整三相负荷，以保护整个配电台区线路及设备安全稳定运行。具体是使上层弹性压接导电机构的三个导电螺杆17连接输入导线或者输出导线，同时使下层弹性压接导电机构的三个导电螺杆17连接输出导线或者输入导线。

需要调相时，通过外置的步进电机将转子旋转120度或者240度，从而根据下游用电负荷进行调相。本发明仅通过转动转子即可实现调相，将下游（输出线路）某根负载较大的线路与上游（输入线路）某根负载较小的线路相连通，或者将下游某根负载较小的线路与上游某根负载较大的线路相连通，从而轻松实现平衡负载，使用十分方便。调相时，只需要断开供电线路的下游用户，不需要停运整个配电台区，相比以往调相的方式（停运整个配电台区）提升了优质服务水平。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.三相负载旋转调相装置，其特征在于：包括绝缘套筒和设置在绝缘套筒内的转子；

转子包括圆柱状的本体，本体顶面外边缘处沿本体顶面周向均匀嵌设有三块金属片，分别为第一上金属片、第二上金属片和第三上金属片；本体底面外边缘处沿本体底面周向均匀嵌设有三块金属片，分别为第一下金属片、第二下金属片和第三下金属片；第一至第三上金属片对应位于第一至第三下金属片的正上方；

第一上金属片与第一下金属片之间连接有竖直调设置的第一导电板，第一导电板紧贴本体外侧壁；第二上金属片与第三下金属片之间连接有倾斜设置的第二导电板，第二导电板紧贴本体外侧壁；第三上金属片与第二下金属片之间连接有倾斜设置的第三导电板，第三导电板紧贴本体外侧壁并位于第二导电板的外部；第二导电板与第三导电板呈交叉设置，第二导电板与第三导电板之间于交叉处设置有绝缘垫片；

绝缘套筒包括空心圆柱状的竖向筒体，筒体内孔上下两端均敞口设置，筒体的内孔下端的孔壁向筒体中心线方向连接有水平设置的环形板，

绝缘套筒上设有两层弹性压接导电机构，分别为设置在筒体顶端的上层弹性压接导电机构和设置在筒体底端的下层弹性压接导电机构，上层弹性压接导电机构和下层弹性压接导电机构以筒体的竖向中截面为对称面上下对称设置；

上层弹性压接导电机构包括三套弹性压接导电装置，三套弹性压接导电装置以筒体水平截面的中心为圆心均匀分布；弹性压接导电装置包括在筒体上表面设置的凹槽、内挡块、压簧、导电螺杆、导电压片以及螺接在导电螺杆上的压接螺母；凹槽沿筒体的径向方向设置，以指向筒体中心线的方向为内向，凹槽的内端开口在筒体内表面上，内挡块固定连接在导电螺杆上并与凹槽的槽壁滑动配合；凹槽的外侧壁处的筒体上设有沿筒体径向贯穿筒体的通孔；所述导电螺杆沿筒体的径向滑动穿设于所述通孔和凹槽内，导电压片固定连接在导电螺杆的内端；压簧位于所述凹槽内并绕设在导电螺杆上，压簧的外端与凹槽的外侧壁相压接，压簧的内端与内挡块相压接；压接螺母位于筒体外侧并与筒体外表面相压接；

第一至第三上金属片以及第一至第三下金属片的形状均相同；导电压片与第一上金属片相适配；

环形板的内径小于转子本体的外径，转子本体位于绝缘套筒的内孔中且环形板向上承托所述转子本体；上层弹性压接导电机构的三套弹性压接导电装置的导电压片与第一至第三上金属片一一对应压接；下层弹性压接导电机构的三套弹性压接导电装置的导电压片与第一至第三下金属片一一对应压接。

2.根据权利要求1所述的三相负载旋转调相装置，其特征在于：所述绝缘垫片与第二导电板和第三导电板均粘接在一起，第三导电板、绝缘垫片和第二导电板沿本体的径向由外向内依次紧压在本体侧壁上。

3.根据权利要求1所述的三相负载旋转调相装置，其特征在于：第一至第三上金属片沿转子本体侧面向下设有弯折部，弯折部嵌设于转子本体侧面并与转子本体侧面相齐平，第一至第三下金属片与第一至第三上金属片上下对称设置；

第一至第三上金属片以及第一至第三下金属片均呈与转子本体的外表面半径相同的弧形面，所述导电压片的内表面为与第一金属片相适配的弧形面。

4.根据权利要求1所述的三相负载旋转调相装置，其特征在于：本体底部中心向下延伸设有用于连接外置步进电机的中心轴。

5.权利要求1所述三相负载旋转调相装置在供电系统中的应用，所述三相负载旋转调相装置安装于400伏主干线与支线或引下线与用户之间。