CN108152607B - 绝缘套管表面电荷测量装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绝缘套管表面电荷测量装置及系统。该装置包括：支撑机构、位置调节装置和测量装置；其中，支撑机构用于与待测绝缘套管相连接；测量装置用于测量待测绝缘套管表面电荷量及电荷分布；位置调节装置设置于支撑机构且与测量装置相连接，位置调节装置用于调节测量装置的位置以使测量装置对应于待测绝缘套管的各个位置。本发明中，通过位置调节装置调节测量装置的位置，使得测量装置能够对应于待测绝缘套管表面的任意位置，便于测量装置测量待测绝缘套管表面任意位置处的电荷量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，进而能够准确地了解高压套管表面电场分布情况。

Description

绝缘套管表面电荷测量装置及系统

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种绝缘套管表面电荷测量装置及系统。

背景技术

当前，电力与我们的生活息息相关，因此，电力设备的安全性和可靠性备受人们的关注。电力设备中有些部件，例如：变压器，其绝缘性不仅对电力运输的安全起到了至关重要的作用，而且能够保证电力的正常输送与传递。

在使用变压器时，需要通过高压套管配合变压器以保证变压器的绝缘性能。一般而言，高压套管是采用绝缘材料制成的，但是在高压下，高压套管的表面依旧会存在电荷，也会引起电场变化，导致表面放电，从而造成高压套管的绝缘性降低，引起电路故障。因此，高压套管在高压下依旧存在安全隐患，则需要对高压套管表面的电荷进行测量以了解高压套管表面的电场分布情况。现有的高压套管表面电荷的测量均是局部测量，即对高压套管的某一区域进行电荷测量，而无法对高压套管表面进行整体测量，这样，就大大降低了测量的准确性，进而无法准确地了解高压套管表面电场分布情况。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种绝缘套管表面电荷测量装置，旨在解决现有技术中高压套管表面电荷测量采用局部测量导致测量准确性低的问题。本发明还提出了一种绝缘套管表面电荷测量系统。

一个方面，本发明提出了一种绝缘套管表面电荷测量装置，该装置包括：支撑机构、位置调节装置和测量装置；其中，支撑机构用于与待测绝缘套管相连接；测量装置用于测量待测绝缘套管表面电荷量及电荷分布；位置调节装置设置于支撑机构且与测量装置相连接，位置调节装置用于调节测量装置的位置以使测量装置对应于待测绝缘套管的各个位置。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，位置调节装置包括：旋转调节机构、轴向调节机构和径向调节机构；其中，测量装置与径向调节机构相连接，径向调节机构用于调节测量装置在待测绝缘套管的径向上的位置；径向调节机构与轴向调节机构相连接，轴向调节机构用于带动径向调节机构的运动以调节测量装置在待测绝缘套管的轴向上的位置；轴向调节机构与旋转调节机构相连接，并且，旋转调节机构设置于支撑机构，旋转调节机构用于同时带动径向调节机构和轴向调节机构的运动以调节测量装置在待测绝缘套管的周向上的位置。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，径向调节机构包括：安装座、连接于安装座的第一电机和径向调节组件；其中，第一电机和测量装置均与径向调节组件相连接，径向调节组件与待测绝缘套管相垂直，径向调节组件用于在第一电机的驱动下带动测量装置沿待测绝缘套管的径向运动；安装座与轴向调节机构相连接。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，径向调节组件包括：第一螺母、与安装座可转动连接的第一丝杠、以及与安装座相连接的第一光杠；其中，第一电机的驱动轴与第一丝杠相连接，第一丝杠与第一螺母螺纹连接，测量装置与第一螺母相连接，第一丝杠与待测绝缘套管相垂直，第一电机用于驱动第一丝杠转动，带动第一螺母沿第一丝杠移动，进而带动测量装置沿待测绝缘套管的径向运动；第一光杠与第一丝杠并列设置，第一螺母与第一光杠可滑动地连接，第一光杠用于限制第一螺母的运动轨迹。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，径向调节机构还包括：第一位置开关，连接于第一螺母。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，轴向调节机构包括：安装架、设置于安装架的第二电机和轴向调节组件；其中，安装架置于待测绝缘套管的一侧；第二电机和径向调节机构均与轴向调节组件相连接，轴向调节组件与待测绝缘套管并列设置，轴向调节组件用于在第二电机的驱动下带动径向调节机构沿待测绝缘套管的轴向运动；安装架与旋转调节机构相连接。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，轴向调节组件包括：第二螺母、与安装架可转动连接的第二丝杠、以及与安装架相连接的第二光杠；其中，第二电机的驱动轴与第二丝杠相连接，第二丝杠与第二螺母螺纹连接，径向调节机构与第二螺母相连接，第二丝杠与待测绝缘套管并列设置，第二电机用于驱动第二丝杠转动，带动第二螺母沿第二丝杠移动，进而带动径向调节机构沿待测绝缘套管的轴向运动；第二光杠与第二丝杠并列设置，第二螺母与第二光杠可滑动地连接，第二光杠用于限制第二螺母的运动轨迹。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，轴向调节机构还包括：第二位置开关，连接于第二螺母。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，安装架包括：第一安装板和第二安装板；其中，第一安装板与第二安装板并列设置且具有预设距离，第二丝杠的两端分别与第一安装板和第二安装板一一对应地转动连接，第二光杠的两端分别与第一安装板和第二安装板一一对应地连接。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，旋转调节机构包括：第一齿轮、第二齿轮、第三电机、轴承座和轴承；其中，待测绝缘套管置于支撑机构的中心部位；第一齿轮与支撑机构相连接，轴承的内壁与支撑机构相连接，轴承的外壁与轴承座相连接；第二齿轮和轴向调节机构均与轴承座相连接，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，第三电机的驱动轴与第二齿轮相连接，第三电机用于驱动第二齿轮转动，带动轴承座旋转，进而带动轴向调节机构沿待测绝缘套管的周向转动。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，旋转调节机构还包括：第三位置开关，连接于支撑机构。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量装置中，支撑机构包括：一端开口的筒体和设置于筒体内的固定轴；其中，固定轴的内部中空，固定轴的一端与筒体的底壁相连接，另一端为自由端，固定轴的外壁与筒体内壁之间的间隙形成一容纳空间，旋转调节机构置于容纳空间内；筒体的底壁开设有开口，待测绝缘套管穿设于开口且与筒体的底壁相连接，以及，待测绝缘套管置于固定轴的内部。

本发明中，通过位置调节装置调节测量装置的位置，使得测量装置能够对应于待测绝缘套管表面的任意位置，便于测量装置测量待测绝缘套管表面任意位置处的电荷量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，进而能够准确地了解高压套管表面电场分布情况，解决了现有技术中高压套管表面电荷测量采用局部测量导致测量准确性低的问题。

另一个方面，本发明还提出了一种绝缘套管表面电荷测量系统，该系统包括：第一油桶、第二油桶、第三油桶、绝缘外套、三根电缆和上述任一种绝缘套管表面电荷测量装置；其中，第一油桶与第二油桶并列设置，并且，第三油桶的两端分别与第一油桶和第二油桶一一对应地连接；绝缘套管表面电荷测量装置与第一油桶相连接，绝缘外套套设于绝缘套管表面电荷测量装置的外部且与绝缘套管表面电荷测量装置中的支撑机构相连接，绝缘套管表面电荷测量装置中的支撑机构用于与待测绝缘套管可拆卸连接，并且，待测绝缘套管部分置于第一油桶内；第二油桶用于与接线套管可拆卸连接，并且，接线套管的部分置于第二油桶内；其中一根电缆与待测绝缘套管的顶部接线柱相连接，另一根电缆与接线套管的顶部接线柱相连接，再一根电缆的第一端与待测绝缘套管的底部接线柱且依次穿设于第一油桶、第三油桶和第二油桶，第二端与接线套管的底部接线柱相连接。

进一步地，上述绝缘套管表面电荷测量系统中，第一油桶与第三油桶的连接处设置有均压环；和/或，第二油桶与第三油桶的连接处设置有均压环；和/或，绝缘外套的顶部设置有均压环。

本发明中，通过绝缘套管表面电荷测量装置对待测绝缘套管表面任意位置处的电荷量进行测量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，进而能够准确地了解高压套管表面电场分布情况。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置中支撑机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置中径向调节机构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置中轴向调节机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置中旋转调节机构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

装置实施例：

参见图1和图2，图中示出了本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置的优选结构。如图所示，绝缘套管表面电荷测量装置包括：支撑机构1、位置调节装置2和测量装置3。其中，支撑机构1用于与待测绝缘套管相连接，并且，待测绝缘套管置于支撑机构1的中心位置处。待测绝缘套管可以为高压待测绝缘套管。

具体地，参见图3和图6，支撑机构1可以包括：筒体101和固定轴102。筒体101的一端开口，另一端为封闭端，即筒体101的顶端开口，筒体101的底端为封闭端。固定轴102的内部中空，即固定轴102呈圆环状，固定轴102设置于筒体101内，固定轴102的一端与筒体101的底壁相连接，固定轴102的的另一端为自由端。固定轴102与筒体101之间具有预设距离，则固定轴102的外壁与筒体101内壁之间的间隙形成一个容纳空间。筒体101底壁的中心位置开设有开口，待测绝缘套管穿设于该开口，并且，待测绝缘套管与筒体101的底壁相连接，即待测绝缘套管连接于开口处的筒体101的底壁。由于固定轴102的内部中空，所以固定轴102的内部形成一空间，待测绝缘套管置于固定轴102内部的空间内。具体实施时，待测绝缘套管与筒体101的底壁之间可以为可拆卸连接，如法兰连接，当然也可以为其他可拆卸连接方式，本实施例对此不做任何限制。

测量装置3用于测量待测绝缘套管表面电荷量及电荷分布，具体地，测量装置3可以为传感器。

位置调节装置2设置于支撑机构1，并且，位置调节机构2与测量装置3相连接，位置调节装置2用于调节测量装置3的位置以使测量装置3对应于待测绝缘套管的各个位置。具体地，位置调节装置2设置于固定轴102与筒体101之间的间隙形成的容纳空间内。位置调节装置2带动测量装置3运动，以改变测量装置3的位置，进而使得测量装置3可以对应于待测绝缘套管表面的任意位置，从而测量装置3能够对待测绝缘套管表面的任意位置进行测量电荷量。其中，待测绝缘套管表面的任意位置包括：待测绝缘套管周向上的任意位置，轴向上的任意位置，以及径向上的任意位置。

可以看出，本实施例中，通过位置调节装置2调节测量装置3的位置，使得测量装置3能够对应于待测绝缘套管表面的任意位置，便于测量装置3测量待测绝缘套管表面任意位置处的电荷量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，进而能够准确地了解高压套管表面电场分布情况，解决了现有技术中高压套管表面电荷测量采用局部测量导致测量准确性低的问题。

继续参见图1和图2，上述实施例中，位置调节装置2可以包括：旋转调节机构23、轴向调节机构22和径向调节机构21。其中，测量装置3与径向调节机构21相连接，径向调节机构21用于调节测量装置3在待测绝缘套管的径向上的位置。具体地，径向调节机构21带动测量装置3沿待测绝缘套管的径向运动，使得测量装置3可以对应于待测绝缘套管的径向上的任意位置。

径向调节机构21与轴向调节机构22相连接，轴向调节机构22用于带动径向调节机构21的运动以调节测量装置3在待测绝缘套管的轴向(图2所示的由上至下的方向)上的位置。具体地，轴向调节机构22带动径向调节机构21沿待测绝缘套管的轴向运动，进而带动了测量装置3沿待测绝缘套管的轴向运动，使得测量装置3可以对应于待测绝缘套管的轴向上的任意位置。

轴向调节机构22与旋转调节机构23相连接，并且，旋转调节机构23设置于支撑机构1。旋转调节机构23用于同时带动径向调节机构21和轴向调节机构22的运动以调节测量装置3在待测绝缘套管的周向(图2所示的待测绝缘套管圆周方向)上的位置。具体地，旋转调节机构23置于固定轴102与筒体101之间的间隙形成的容纳空间内。旋转调节机构23带动轴向调节机构22沿待测绝缘套管的周向运动，由于径向调节机构21与轴向调节机构22相连接，所以轴向调节机构22的运动带动了径向调节机构21沿待测绝缘套管的周向运动，又由于测量装置3与径向调节机构21相连接，所以，径向调节机构21的运动带动了测量装置3沿待测绝缘套管的周向运动，使得测量装置3可以对应于待测绝缘套管的周向上的任意位置。

可以看出，本实施例中，通过径向调节机构21能够实现测量装置3对应于待测绝缘套管径向上的任意位置，轴向调节机构22通过径向调节机构21带动测量装置3运动，能够实现测量装置3对应于待测绝缘套管轴向上的任意位置，旋转调节机构23通过轴向调节机构22和径向调节机构21带动测量装置3运动，能够实现测量装置3对应于待测绝缘套管周向上的任意位置，使得测量装置3能够对待测绝缘套管表面的任意位置进行测量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，并且，结构简单，便于实施。

参见图4，图4为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置中径向调节机构的结构示意图。如图所示，径向调节机构21可以包括：安装座211、第一电机212和径向调节组件213。其中，安装座211可以为四边形框架，第一电机212和径向调节组件213均连接于安装座211。并且，安装座211与轴向调节机构22相连接，以使径向调节机构21与轴向调节机构22相连接。

第一电机212与径向调节组件213相连接，并且，测量装置3与径向调节组件213相连接，第一电机212用于驱动径向调节组件213运动，进而带动测量装置3的运动。径向调节组件213与待测绝缘套管相垂直，以使径向调节组件213沿待测绝缘套管的径向运动。径向调节组件213用于在第一电机212的驱动下带动测量装置3沿待测绝缘套管的径向运动，以使测量装置3对应于待测绝缘套管的径向上的任意位置。

可以看出，本实施例中，径向调节机构21的结构简单，易于实施。

继续参见图4，上述实施例中，径向调节组件213可以包括：第一螺母2131、第一丝杠2132和第一光杠2133。其中，第一丝杠2132与安装座211可转动地连接，第一电机212的驱动轴与第一丝杠2132相连接，第一丝杠2132与第一螺母2131螺纹连接，测量装置3与第一螺母2131相连接，并且，第一丝杠2132与待测绝缘套管相垂直。第一电机212用于驱动第一丝杠2132转动，带动其上的第一螺母2131沿第一丝杠2132的轴向移动，进而带动测量装置3沿待测绝缘套管的径向运动。具体地，第一丝杠2132与待测绝缘套管相垂直，即第一丝杠2132的轴向与待测绝缘套管的轴向相垂直，即第一丝杠2132的轴向与待测绝缘套管的径向相平行，所以，第一螺母2131沿第一丝杠2132的轴向移动进而带动了测量装置3沿待测绝缘套管的径向运动。

安装座211为四边形框架，第一丝杠2132设置于框架的中间位置处，第一丝杠2132的第一端(图4所示的左端)穿过框架的一侧的侧壁且置于框架的外部，并且，第一丝杠2132与框架的该侧壁为可转动地连接，第一丝杠2132的第二端(图4所示的右端)与框架相对一侧的侧壁可转动地连接。第一电机212的驱动轴与第一丝杠2132的第一端相连接，第一电机212置于第一丝杠2132的第一端的下部(相对于图4而言)。第一螺母2131与固定板2134相连接，固定板2134置于框架的外部，固定板2134跟随第一螺母2131沿第一丝杠2132的轴向运动。测量装置3与固定板2134相连接，这样，固定板2134的运动带动了测量装置3的运动。

具体实施时，第一电机212的驱动轴与第一丝杠2132的第一端之间设置有传动装置，第一电机212通过传动装置驱动第一丝杠2132的转动，传动装置可以为同步带2135、传送链等。

第一光杠2133与安装座211相连接，第一光杠2133与第一丝杠2132并列设置，则第一光杠2133与第一丝杠2132为平行设置，第一光杠2133设置于第一丝杠2132的一侧。第一螺母2131与第一光杠2133可滑动地连接，第一光杠2133用于限制第一螺母2131的运动轨迹，以使第一螺母2131沿第一丝杠2132的轴向进行往复运动。具体地，第一光杠2133与框架相连接，具体实施时，第一光杠2133为两根，两根第一光杠2133分别置于第一丝杠2132的上下(相对于图4而言)两侧。第一螺母2131对应于第一光杠2133上开设有穿设孔，第一光杠2133穿设该穿设孔且第一光杠2133与该穿设孔间隙配合，以及，第一螺母2131可滑动地沿第一光杠2133移动。

可以看出，本实施例中，径向调节组件213通过第一电机212带动第一丝杠2132转动进而带动第一螺母2131转动，从而带动测量装置3沿第一丝杠2132的轴向运动，进而使得测量装置3沿待绝缘套管的径向运动，结构简单，便于实施，并且，第一光杠2133的设置能够有效地保证第一螺母2131的运动轨迹，使得第一螺母2131沿待绝缘套管的径向运动，避免第一螺母2131的偏移。

继续参见图4，上述实施例中，径向调节机构21还可以包括：第一位置开关214。其中，第一位置开关214连接于第一螺母2131。具体地，第一位置开关214与固定板2134相连接，第一位置开关214用于检测绝缘套管表面电荷测量装置复位时测量装置3的径向方向初始位置。

可以看出，本实施例中，通过第一位置开关214的设置，能够有效地检测测量装置3的位置，便于控制测量装置3沿待绝缘套管径向的运动。

参见图5，图5为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置中轴向调节机构的结构示意图。如图所示，上述各实施例中，轴向调节机构22可以包括：安装架221、第二电机222和轴向调节组件223。其中，安装架221置于待测绝缘套管的一侧，并且，第二电机222与轴向调节组件223均设置于安装架221，并且，安装架221与旋转调节机构23相连接，以使轴向调节机构22与旋转调节机构23相连接。

第二电机222设置于安装架221，第二电机222与轴向调节组件223相连接，并且，径向调节机构21也与轴向调节组件223相连接。第二电机222用于驱动轴向调节组件223运动，进而带动径向调节机构21的运动。轴向调节组件223与待测绝缘套管并列设置，轴向调节组件223用于在第二电机222的驱动下带动径向调节机构21沿待测绝缘套管的轴向运动。具体地，径向调节机构21中的安装座211与轴向调节组件223相连接。由于轴向调节组件223与待测绝缘套管并列设置，所以，第二电机222驱动轴向调节组件223的运动是沿待测绝缘套管的轴向运动，带动安装座211沿待测绝缘套管的轴向运动，又由于测量装置3与第一螺母2131相连接，所以，安装座211的运动带动了测量装置3沿待测绝缘套管的轴向运动，使得测量装置3对应于待测绝缘套管的轴向上的任意位置。

可以看出，本实施例中，轴向调节机构22的结构简单，易于实施。

继续参见图5，上述实施例中，轴向调节组件223可以包括：第二螺母2231、第二丝杠2232和第二光杠2233。其中，第二丝杠2232与安装架221可转动地连接，第二电机222的驱动轴与第二丝杠2232相连接，第二丝杠2232与第二螺母2231螺纹连接，径向调节机构21与第二螺母2231相连接，并且，第二丝杠2232与待测绝缘套管并列设置，即第二丝杠2232与待测绝缘套管相平行，则第二丝杠2232的轴向与待测绝缘套管的轴向相平行。其中，径向调节机构21中的安装座211与第二螺母2231相连接。第二电机222用于驱动第二丝杠2232转动，带动其上的第二螺母2231沿第二丝杠2232的轴向移动，由于第二丝杠2232的轴向与待测绝缘套管的轴向相平行，所以第二螺母2231的运动进而带动径向调节机构21沿待测绝缘套管的轴向运动，也即第二螺母2231的运动进而带动径向调节机构21中的安装座211沿待测绝缘套管的轴向运动。

第二光杠2233与安装架221相连接，第二光杠2233与第二丝杠2232并列设置，则第二光杠2233与第二丝杠2232为平行设置，第二光杠2233设置于第二丝杠2232的一侧。第二螺母2231与第二光杠2233可滑动地连接，第二光杠2233用于限制第二螺母2231的运动轨迹，以使第二螺母2231沿第二丝杠2232的轴向进行往复运动。具体实施时，第一光杠2133可以为两根，两根第二光杠2233分别置于第二丝杠2232的左右(相对于图5而言)两侧。第二螺母2231对应于第二光杠2233上开设有穿设孔，第二光杠2233穿设该穿设孔且第二光杠2233与该穿设孔间隙配合，以及，第二螺母2231可滑动地沿第二光杠2233移动。

安装架221可以包括：第一安装板2211和第二安装板2212。其中，第一安装板2211与第二安装板2212为并列设置，并且，第一安装板2211与第二安装板2212之间具有预设距离，第二丝杠2232和第二光杠2233均置于第一安装板2211与第二安装板2212之间的间隙内。

第二丝杠2232的两端分别与第一安装板2211和第二安装板2212一一对应地可转动连接，以使第二丝杠2232可在第二电机222的驱动下转动。第二光杠2233的两端分别与第一安装板2211和第二安装板2212一一对应地连接，该连接可以为可拆卸连接，如插接连接：第一安装板2211和第二安装板2212在对应于第二光杠2233的位置处开设有穿设孔，第二光杠2233的两端分别插设于对应的穿设孔内，当然，也可以为固定连接，本实施例对此不做任何限制。

可以看出，本实施例中，轴向调节组件223的结构简单，便于实施，并且，第二光杠2233的设置能够有效地保证第二螺母2231的运动轨迹，使得第二螺母2231沿待绝缘套管的轴向运动，避免第二螺母2231的偏移。

上述实施例中，轴向调节机构22还可以包括：第二位置开关。其中，第二位置开关连接于第二螺母2231，第二位置开关用于检测绝缘套管表面电荷测量装置复位时测量装置3的轴向方向初始位置。这样，能够有效地检测测量装置3的位置，便于控制测量装置3沿待绝缘套管轴向的运动。

参见图6，图6为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量装置中旋转调节机构的结构示意图。如图所示，上述各实施例中，旋转调节机构23可以包括：第一齿轮231、第二齿轮232、第三电机233、轴承座234和轴承(图中未显示)。其中，待测绝缘套管置于支撑机构1的中心部位，具体地，待测绝缘套管穿设于支撑机构1中筒体101底壁的开口且与筒体101的底壁相连接。第一齿轮231与支撑机构1相连接，轴承的内壁与支撑机构1相连接，轴承的外壁与轴承座234相连接。具体地，第一齿轮231置于固定轴102与筒体101之间的间隙形成的容纳空间内，第一齿轮231套设于固定轴102的外壁，并且，第一齿轮231与固定轴102相连接，以使第一齿轮231与支撑机构1相对固定。轴承和轴承座234均置于容纳空间内，轴承套设于固定轴102的外壁，并且，轴承的内壁与固定轴102的外壁相连接，以使轴承的内壁与支撑机构1相对固定。

第二齿轮232与轴承座234相连接，并且，第一齿轮231和第二齿轮232相啮合连接。轴向调节机构22也与轴承座234相连接，第三电机233的驱动轴与第二齿轮232相连接，第三电机233用于驱动第二齿轮232转动，由于第一齿轮231与支撑机构1相对固定，即第一齿轮231处于固定不定的状态，并且，第一齿轮231通过支撑机构1与轴承的内壁相连接，所以，第二齿轮232的转动带动轴承座234旋转，进而带动轴向调节机构22沿待测绝缘套管的周向转动。

具体地，第二齿轮232可以为行星轮，第二齿轮232设置有第二齿轮安装座235，第二齿轮安装座235与轴承座234相连接，第三电机233与第二齿轮安装座235相连接，第三电机233置于第二齿轮232的上方(相对于图6而言)。轴承座234上还设置有连接座236，轴向调节机构22中的第二电机222与连接座236相连接，以使轴承座234的旋转带动第二电机222旋转，即带动轴向调节机构22整体沿待测绝缘套管的周向转动，由于径向调节机构21中的安装座211与轴向调节机构22中的第二螺母2231相连接，所以，轴向调节机构22的转动带动了安装座211的转动，即带动了径向调节机构21整体沿待测绝缘套管的周向转动，进而带动了测量装置3沿待测绝缘套管的周向转动，以使测量装置3对应于待测绝缘套管的周向上的任意位置。

具体实施时，轴承可以为深沟球轴承。

具体实施时，旋转调节机构23还可以包括：牛眼轮12。其中，牛眼轮12与轴承座234相连接。轴承座234旋转的时候重量较重，牛眼轮12的设置起到了辅助支撑作用，降低摩擦，便于轴承座234的旋转。

可以看出，本实施例中，旋转调节机构23的结构简单，易于实施，并且，能够有效地同时带动径向调节机构21和轴向调节机构22的运动，进而实现测量装置3能够检测待测绝缘套管的周向上的任意位置。

继续参见图6，上述实施例中，旋转调节机构23还可以包括：第三位置开关(图中未示出)。其中，第三位置开关连接于支撑机构1。具体地，第三位置开关与支撑机构1中的固定轴102相连接，第三位置开关用于检测绝缘套管表面电荷测量装置复位时测量装置3的周向初始位置。

可以看出，本实施例中，通过第三位置开关的设置，能够有效地检测测量装置3在待测绝缘套管的周向上的位置，便于控制测量装置3沿待绝缘套管周向的运动。

综上所述，本实施例通过位置调节装置2调节测量装置3的位置，使得测量装置3能够对应于待测绝缘套管表面的任意位置，便于测量装置3测量待测绝缘套管表面任意位置处的电荷量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，进而能够准确地了解高压套管表面电场分布情况。

系统实施例：

本实施例还提出了一种绝缘套管表面电荷测量系统。参见图7，图7为本发明实施例提供的绝缘套管表面电荷测量系统的结构示意图。如图所示，绝缘套管表面电荷测量系统可以包括：第一油桶4、第二油桶5、第三油桶6、绝缘外套7、三根电缆8和上述任一种绝缘套管表面电荷测量装置。其中，第一油桶4和第二油桶5并列设置，即第一油桶4和第二油桶5相平行。第三油桶6的两端分别与第一油桶4和第二油桶5一一对应地连接。具体地，第一油桶4和第二油桶5均为竖向设置，第三油桶6横向设置，第三油桶6夹设于第一油桶4和第二油桶5之间。

绝缘套管表面电荷测量装置与第一油桶4相连接，绝缘外套7套设于绝缘套管表面电荷测量装置的外部，并且，绝缘外套7与绝缘套管表面电荷测量装置3中的支撑机构1相连接。具体地，绝缘套管表面电荷测量装置置于第一油桶4的上方(相对于图7而言)，绝缘外套7套设于支撑机构1中的筒体101的外部，并且，绝缘外套7与筒体101相连接。

绝缘套管表面电荷测量装置中的支撑机构1用于与待测绝缘套管10可拆卸连接，并且，待测绝缘套管10部分置于第一油桶4内。具体地，待测绝缘套管10穿设于支撑机构1中筒体101底壁的开口且部分置于筒体101的内部，待测绝缘套管10的另一部分置于第一油桶4内。待测绝缘套管10与筒体101底壁可拆卸连接，如法兰连接。

第二油桶5用于与接线套管9可拆卸连接，并且，接线套管9的部分置于第二油桶5内。具体地，第二油桶5的顶壁开设有开孔，接线套管9穿设于第二油桶5的开孔，并且，接线套管9与第二油桶5的顶壁可拆卸连接，则接线套管9与第二油桶5的开孔处的顶壁可拆卸连接。

其中一根电缆8与待测绝缘套管10的顶部接线柱(图7所示的上部的接线柱)相连接，该电缆穿设于绝缘外套7且部分置于绝缘外套7的外部，该电缆接入高电压。另一根电缆8与接线套管9的顶部接线柱(图7所示的上部的接线柱)相连接，该电缆接入低电压。第三根电缆的第一端(图7所示的左端)置于第一油桶4内，并且，第三根电缆8的第一端与待测绝缘套管的底部接线柱(图7所示的下部的接线柱)相连接，第三根电缆依次穿设于第一油桶4、第三油桶6和第二油桶5，第三根电缆的第二端(图7所示的右端)置于第二油桶5内，并且，第三根电缆的第二端与接线套管9的底部接线柱(图7所示的下部的接线柱)相连接。

其中，绝缘套管表面电荷测量装置的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

使用时，对待测绝缘套管10通入高电压，电荷聚集在待测绝缘套管10的表面，测量装置3沿待测绝缘套管10的轴向、径向和周向进行运动，即测量装置3沿待测绝缘套管10做空间上的三维运动，则测量装置3对待测绝缘套管10的轴向、径向和周向上的任意位置处的表面电荷量进行测量。

需要说明的是，本发明中的绝缘套管表面电荷测量装置及绝缘套管表面电荷测量系统原理相同，相关之处可以相互参照。

可以看出，本实施例中，通过绝缘套管表面电荷测量装置对待测绝缘套管10表面任意位置处的电荷量进行测量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，进而能够准确地了解高压套管表面电场分布情况。

继续参见图7，上述实施例中，第一油桶4与第三油桶6的连接处设置有均压环；和/或，第二油桶5与第三油桶6的连接处设置有均压环；和/或，绝缘外套7的顶部设置有均压环。均压环的设置，能够有效地防止转角、局部金属等位置处电压的局部过大，达到均压的效果。

综上所述，本实施例能够对待测绝缘套管表面任意位置处的电荷量进行测量，实现了绝缘套管表面电荷量的整体测量，有效地提高了测量的准确性，进而能够准确地了解高压套管表面电场分布情况。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，包括：支撑机构(1)、位置调节装置(2)和测量装置(3)；其中，

所述支撑机构(1)用于与待测绝缘套管相连接；

所述测量装置(3)用于测量所述待测绝缘套管表面任意位置的电荷量及电荷分布；所述待测绝缘套管表面任意位置包括：所述待测绝缘套管周向上的任意位置、轴向上的任意位置和径向上的任意位置；

所述位置调节装置(2)设置于所述支撑机构(1)且与所述测量装置(3)相连接，所述位置调节装置(2)用于调节所述测量装置(3)的位置以使所述测量装置(3)对应于所述待测绝缘套管的各个位置；

所述位置调节装置(2)包括：旋转调节机构(23)、轴向调节机构(22)和径向调节机构(21)；所述测量装置(3)与所述径向调节机构(21)相连接，所述径向调节机构(21)用于调节所述测量装置(3)在所述待测绝缘套管的径向上的位置；

所述径向调节机构(21)与所述轴向调节机构(22)相连接，所述轴向调节机构(22)用于带动所述径向调节机构(21)的运动以调节所述测量装置(3)在所述待测绝缘套管的轴向上的位置；

所述轴向调节机构(22)与所述旋转调节机构(23)相连接，并且，所述旋转调节机构(23)设置于所述支撑机构(1)，所述旋转调节机构(23)用于同时带动所述径向调节机构(21)和所述轴向调节机构(22)的运动以调节所述测量装置(3)在所述待测绝缘套管的周向上的位置。

2.根据权利要求1所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述径向调节机构(21)包括：安装座(211)、连接于所述安装座(211)的第一电机(212)和径向调节组件(213)；其中，

所述第一电机(212)和所述测量装置(3)均与所述径向调节组件(213)相连接，所述径向调节组件(213)与所述待测绝缘套管相垂直，所述径向调节组件(213)用于在所述第一电机(212)的驱动下带动所述测量装置(3)沿所述待测绝缘套管的径向运动；

所述安装座(211)与所述轴向调节机构(22)相连接。

3.根据权利要求2所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述径向调节组件(213)包括：第一螺母(2131)、与所述安装座(211)可转动连接的第一丝杠(2132)、以及与所述安装座(211)相连接的第一光杠(2133)；其中，

所述第一电机(212)的驱动轴与所述第一丝杠(2132)相连接，所述第一丝杠(2132)与所述第一螺母(2131)螺纹连接，所述测量装置(3)与所述第一螺母(2131)相连接，所述第一丝杠(2132)与所述待测绝缘套管相垂直，所述第一电机(212)用于驱动所述第一丝杠(2132)转动，带动所述第一螺母(2131)沿所述第一丝杠(2132)移动，进而带动所述测量装置(3)沿所述待测绝缘套管的径向运动；

所述第一光杠(2133)与所述第一丝杠(2132)并列设置，所述第一螺母(2131)与所述第一光杠(2133)可滑动地连接，所述第一光杠(2133)用于限制所述第一螺母(2131)的运动轨迹。

4.根据权利要求3所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述径向调节机构(21)还包括：

第一位置开关(214)，连接于所述第一螺母(2131)。

5.根据权利要求1所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述轴向调节机构(22)包括：安装架(221)、设置于所述安装架(221)的第二电机(222)和轴向调节组件(223)；其中，

所述安装架(221)置于所述待测绝缘套管的一侧；

所述第二电机(222)和所述径向调节机构(21)均与所述轴向调节组件(223)相连接，所述轴向调节组件(223)与所述待测绝缘套管并列设置，所述轴向调节组件(223)用于在所述第二电机(222)的驱动下带动所述径向调节机构(21)沿所述待测绝缘套管的轴向运动；

所述安装架(221)与所述旋转调节机构(23)相连接。

6.根据权利要求5所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述轴向调节组件(223)包括：第二螺母(2231)、与所述安装架(221)可转动连接的第二丝杠(2232)、以及与所述安装架(221)相连接的第二光杠(2233)；其中，

所述第二电机(222)的驱动轴与所述第二丝杠(2232)相连接，所述第二丝杠(2232)与所述第二螺母(2231)螺纹连接，所述径向调节机构(21)与所述第二螺母(2231)相连接，所述第二丝杠(2232)与所述待测绝缘套管并列设置，所述第二电机(222)用于驱动所述第二丝杠(2232)转动，带动所述第二螺母(2231)沿所述第二丝杠(2232)移动，进而带动所述径向调节机构(21)沿所述待测绝缘套管的轴向运动；

所述第二光杠(2233)与所述第二丝杠(2232)并列设置，所述第二螺母(2231)与所述第二光杠(2233)可滑动地连接，所述第二光杠(2233)用于限制所述第二螺母(2231)的运动轨迹。

7.根据权利要求6所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述轴向调节机构(22)还包括：

第二位置开关，连接于所述第二螺母(2231)。

8.根据权利要求6所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述安装架(221)包括：第一安装板(2211)和第二安装板(2212)；其中，

所述第一安装板(2211)与所述第二安装板(2212)并列设置且具有预设距离，所述第二丝杠(2232)的两端分别与所述第一安装板(2211)和所述第二安装板(2212)一一对应地转动连接，所述第二光杠(2233)的两端分别与所述第一安装板(2211)和所述第二安装板(2212)一一对应地连接。

9.根据权利要求1所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述旋转调节机构(23)包括：第一齿轮(231)、第二齿轮(232)、第三电机(233)、轴承座(234)和轴承；其中，

所述待测绝缘套管置于所述支撑机构(1)的中心部位；

所述第一齿轮(231)与所述支撑机构(1)相连接，所述轴承的内壁与所述支撑机构(1)相连接，所述轴承的外壁与所述轴承座(234)相连接；

所述第二齿轮(232)和所述轴向调节机构(22)均与所述轴承座(234)相连接，所述第一齿轮(231)与所述第二齿轮(232)啮合连接，所述第三电机(233)的驱动轴与所述第二齿轮(232)相连接，所述第三电机(233)用于驱动所述第二齿轮(232)转动，带动所述轴承座(234)旋转，进而带动所述轴向调节机构(22)沿所述待测绝缘套管的周向转动。

10.根据权利要求9所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述旋转调节机构(23)还包括：

第三位置开关，连接于所述支撑机构(1)。

11.根据权利要求1所述的绝缘套管表面电荷测量装置，其特征在于，所述支撑机构(1)包括：一端开口的筒体(101)和设置于所述筒体(101)内的固定轴(102)；其中，

所述固定轴(102)的内部中空，所述固定轴(102)的一端与筒体(101)的底壁相连接，另一端为自由端，所述固定轴(102)的外壁与筒体(101)的内壁之间的间隙形成一容纳空间，所述旋转调节机构(23)置于所述容纳空间内；

所述筒体(101)的底壁开设有开口，所述待测绝缘套管穿设于所述开口且与所述筒体(101)的底壁相连接，以及，所述待测绝缘套管置于所述固定轴(102)的内部。

12.一种绝缘套管表面电荷测量系统，其特征在于，包括：第一油桶(4)、第二油桶(5)、第三油桶(6)、绝缘外套(7)、三根电缆(8)和如权利要求1至11中任一项所述的绝缘套管表面电荷测量装置；其中，

所述第一油桶(4)与所述第二油桶(5)并列设置，并且，所述第三油桶(6)的两端分别与所述第一油桶(4)和所述第二油桶(5)一一对应地连接；

所述绝缘套管表面电荷测量装置与所述第一油桶(4)相连接，所述绝缘外套(7)套设于所述绝缘套管表面电荷测量装置的外部且与所述绝缘套管表面电荷测量装置中的支撑机构(1)相连接，所述绝缘套管表面电荷测量装置中的支撑机构(1)用于与待测绝缘套管(10)可拆卸连接，并且，所述待测绝缘套管(10)部分置于所述第一油桶(4)内；

所述第二油桶(5)用于与接线套管(9)可拆卸连接，并且，所述接线套管(9)的部分置于所述第二油桶(5)内；

其中一根所述电缆(8)与所述待测绝缘套管(10)的顶部接线柱相连接，另一根所述电缆(8)与所述接线套管(9)的顶部接线柱相连接，再一根所述电缆(8)的第一端与所述待测绝缘套管(10)的底部接线柱且依次穿设于所述第一油桶(4)、所述第三油桶(6)和所述第二油桶(5)，第二端与所述接线套管(9)的底部接线柱相连接。

13.根据权利要求12所述的绝缘套管表面电荷测量系统，其特征在于，

所述第一油桶(4)与所述第三油桶(6)的连接处设置有均压环(11)；和/或，

所述第二油桶(5)与所述第三油桶(6)的连接处设置有均压环(11)；和/或，

所述绝缘外套(7)的顶部设置有均压环(11)。

Images