CN110518753A - 一种应用在集电变电站发电源的集电器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，包括安装在发电机的发电涡轮输出端的集电器，以及设置在集电变电站内部的变压组件，集电器将发电机的电力通过输电网传输至集电变电站的变压组件上，集电器包括安装在发电机发电涡轮输出端的绝缘外壳，以及设置在绝缘外壳上的切割凹槽，切割凹槽上设有水平放置的转接短杆，转接短杆上设有若干个与转接短杆垂直分布的张力杆，张力杆和转接短杆的内部均设有排线空腔，张力杆通过平衡拉簧与切割凹槽的槽壁连接，张力杆的顶部设有碳刷转接头；当碳刷磨损到不能正常使用时，不用拆卸集电器整体，即可更换碳刷，操作方便，使用简单。

Description

一种应用在集电变电站发电源的集电器组件

技术领域

本发明实施例涉及变电站技术领域，尤其涉及一种应用在集电变电站发电源的集电器组件。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。

现代变电站建设更加倾向于便利、高科技和实用性，现有的变电站系统大多包括电力变电站、变电所、配电变电站、集电变电站和开关变电站。

现有的集电变电站原理是，利用集电器与发电机的涡轮输出端接触，将发动机产生的交变电流转换为脉动电流，并将脉动电流导入输电网进行电量转移，分配至集电变电站进行升压反馈到供电系统，一般应用在风力发电场上，主要将风力涡轮机上的电力转化为同一输送方向，流动至输电网格中，集电器系统运行在35kV左右，集电变电站将电压升高到电网的传输电压，与配电网连接输电。

但是现有的集电器还存在以下的缺陷：

现有的集电器的电刷在使用时，不能简单的拆卸重装，因此当电刷使用磨损较大需要更换时，需要将整个集电器拆卸，操作麻烦，频繁拆卸后还有可能影响集电器的工作性能。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，采用方便更换的碳刷头，当碳刷磨损到不能正常使用时，不用拆卸集电器整体，即可更换碳刷，操作方便，使用简单，以解决现有技术中电刷在使用时，不能简单的拆卸重装，因此当电刷使用磨损较大需要更换时，需要将整个集电器拆卸，影响集电器的工作性能的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，包括安装在发电机的发电涡轮输出端的集电器，以及设置在集电变电站内部的变压组件，所述集电器将发电机的电力通过输电网传输至集电变电站的变压组件上，所述集电器包括安装在发电机发电涡轮输出端的绝缘外壳，以及设置在绝缘外壳上的切割凹槽，所述切割凹槽上设有水平放置的转接短杆，所述转接短杆上设有若干个与转接短杆垂直分布的张力杆，所述张力杆和转接短杆的内部均设有排线空腔，所述张力杆通过平衡拉簧与切割凹槽的槽壁连接，所述张力杆的顶部设有碳刷转接头；

所述碳刷转接头包括固定安装在张力杆顶端的导轨卡板，所述导轨卡板的两个平行侧边设有与导轨卡板一体成型的F形夹板，所述F形夹板的上板内侧边缘设有卡定齿条，所述F形夹板和导轨卡板内设有可拆卸碳刷载板；

所述可拆卸碳刷载板包括沿着导轨卡板和F形夹板的下板之间的空腔滑动的载物直板，所述载物直板表面铰接有用于夹定碳刷的L形夹板，所述载物直板上在所述L形夹板的左右两侧均设有定位机构。

作为本发明的一种优选方案，所述定位机构包括设置在所述载物直板左右两端的贯穿孔槽，以及固定安装在贯穿孔槽内部的压缩弹簧管，所述压缩弹簧管内安装有T字推拉头，所述T字推拉头的顶盖正对卡定齿条的两侧边上设有锯齿边。

作为本发明的一种优选方案，所述F形夹板的上板宽度略小于所述F形夹板的下板宽度。

作为本发明的一种优选方案，所述导轨卡板距离所述F形夹板下板的高度与所述L形夹板累加载物直板的总厚度相等。

作为本发明的一种优选方案，所述T字推拉头的顶盖厚度略小于F形夹板的上下板之间的距离，并且所述F形夹板的下板宽度略大于F形夹板的上板宽度，所述F形夹板的下板表面在超出F形夹板上板的位置设有与F形夹板中心线平行的下沉槽，所述T字推拉头的顶盖设有与下沉槽匹配的限位挡块。

作为本发明的一种优选方案，所述排线空腔内设有与所述导轨卡板连接的金属导线，所述金属导线将电量转移传输到配电网并分配到匹配的集电变电站。

作为本发明的一种优选方案，两个所述L形夹板的竖向板之间形成包围空腔，所述碳刷设置在包围空腔内，并且两个所述L形夹板的竖向板之间还设有用于增大摩擦力的挤压橡胶垫。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明的集电器碳刷头安装稳定，可避免碳刷活动引起的电量传输不稳定的情况，并且本实施方式的碳刷头方便更换，当碳刷磨损到不能正常使用时，不用拆卸集电器整体，即可更换碳刷，操作方便，使用简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中集电器的整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中的碳刷转接头的整体结构示意图；

图3为本发明实施方式中的L形夹板夹持碳刷的结构示意图；

图4为本发明实施方式中的T字推拉头定位的结构示意图；

图5为本发明实施方式中的T字推拉头下移拆卸的结构示意图；

图6为本发明实施方式中的碳刷转接头的正面结构示意图。

图中：

2-集电器；3-下沉槽；4-限位挡块；5-挤压橡胶垫；8-金属导线；

201-绝缘外壳；202-切割凹槽；203-转接短杆；204-张力杆；205-排线空腔；206-平衡拉簧；207-碳刷转接头；208-可拆卸碳刷载板；

2071-导轨卡板；2072-F形夹板；2073-卡定齿条；

2081-载物直板；2082-L形夹板；2083-压缩弹簧管；2084-T字推拉头；2085-锯齿边。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，依此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明提供了一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，本发明的集电器碳刷头安装稳定，可避免碳刷在使用时移动引起的电量传输不稳定情况，并且本实施方式的碳刷头方便更换，当碳刷磨损到不能正常使用时，不用拆卸集电器整体，即可更换碳刷，操作方便，使用简单。

具体包括安装在发电机的发电涡轮输出端的集电器2，以及设置在集电变电站内部的变压组件，集电器2将发电机的电力通过输电网传输至集电变电站的变压组件上，集电器2将发电机产生的交变电流转换为脉动电流，并将脉动电流导入变压组件的输入端，这里的发电机一般为风力发电厂的分布式风力涡轮机。

集电器2包括安装在发电机发电涡轮输出端的绝缘外壳201，以及设置在绝缘外壳201上的切割凹槽202，所述切割凹槽202上设有水平放置的转接短杆203，所述转接短杆203上设有若干个与转接短杆203垂直分布的张力杆204，所述张力杆204通过平衡拉簧206与切割凹槽202的槽壁连接，所述张力杆204的顶部设有碳刷转接头207。

在本实施方式中，张力杆204的个数不少于2个，避免单独碳刷传输电引起的不稳定情况，可保证电量传输的稳定性。

转接短杆203可绕切割凹槽202转动，保持平衡状态的原因在于转接短杆203的重力与平衡拉簧206的反向弹力处于基本平衡状态，在平衡拉簧206的拉力作用下，可保证张力杆204紧紧贴附在发电位置，集电结构简单，结构安装稳定，对张力杆204和平衡拉簧206的维护方便。

另外需要说明的是，张力杆204和转接短杆203的内部均设有排线空腔205，排线空腔205内设有用于连接变压组件和碳刷的金属导线8，所述碳刷收集的电量通过金属导线8传输到输电网。

如图2所示，碳刷转接头207包括固定安装在张力杆204顶端的导轨卡板2071，所述导轨卡板2071的两个平行侧边设有与导轨卡板2071一体成型的F形夹板2072，所述F形夹板2072的上板内侧边缘设有卡定齿条2073，所述F形夹板2072和导轨卡板2071内设有可拆卸碳刷载板208。

导轨卡板2071和其两侧面的F形夹板2072形成一个限位轨道，可拆卸碳刷载板208可在限位轨道内定位使用，也可从限位轨道内拆除，方便后期更换碳刷，结构简单，使用方便。

如图3和图6所示，可拆卸碳刷载板208包括沿着导轨卡板2071和F形夹板2072的下板之间的空腔滑动的载物直板2081，所述载物直板2081表面铰接有用于夹定碳刷的L形夹板2082，所述载物直板2081上在所述L形夹板的左右两侧均设有定位机构。

如图2、图4和图5所示，定位机构包括设置在所述载物直板（2081）左右两端的贯穿孔槽，以及固定安装在贯穿孔槽内部的压缩弹簧管（2083），所述压缩弹簧管（2083）内安装有T字推拉头（2084），所述T字推拉头（2084）的顶盖正对卡定齿条（2073）的两侧边上设有锯齿边（2085）。

定位机构的实现原理为：在压缩弹簧管2083的受压变形和释放复位过程中，T字推拉头2084可在贯穿孔槽内上下移动，当T字推拉头2084不受外力正常处于贯穿孔槽内，T字推拉头2084的顶盖与锯齿边2085的卡定。

当T字推拉头2084受外力挤压，安插在贯穿孔槽内，T字推拉头2084的顶盖与锯齿边2085的脱离卡定，则T字推拉头2084可正常移动，此时左右拉动T字推拉头2084，即可带动载物直板2081从导轨卡板2071内拉出，此时实现对碳刷的拆卸。

因此定位机构的主要作用是，将载物直板2081安装在导轨卡板2071和F形夹板2072之间后，通过碳刷与发电机的发电涡轮输出端的滑动接触，将电能直接传导至输电网，分配至合适的集电变电站进行移动供电，同时定位机构也可保证载物直板2081的正常拆卸，将载物直板2081从导轨卡板2071和F形夹板2072拆卸，方便实现对碳刷的更换。

在本实施方式中，综合碳刷转接头207和可拆卸碳刷载板208的结构，细述碳刷安装拆卸的原理如下：

1、在拆卸载物直板2081时，下压T字推拉头2084，T字推拉头2084挤压压缩弹簧管2083变形，T字推拉头2084整体下移，T字推拉头2084顶盖的锯齿边2085脱离与卡定齿条2073相互卡定，载物直板2081直接从导轨卡板2071与F形夹板2072的下板内拉出脱离；

2、由于T字推拉头2084的顶盖厚度略小于F形夹板2072的上下板之间的距离，并且F形夹板2072的下板宽度略大于F形夹板2072的上板宽度，在 F形夹板2072的下板表面在超出F形夹板2072的上板位置设有与F形夹板2072中心线平行的下沉槽3，因此在拉出载物直板2081时，所述T字推拉头2084顶盖上的限位挡块4沿着设有与下沉槽3限位稳定移动；

3、通过载物直板2081的L形夹板2082夹定碳刷，重新将载物直板2081安插在导轨卡板2071与F形夹板2072下板之间的空腔内；

4、由于导轨卡板2071距离所述F形夹板2072下板的高度与所述L形夹板2082累加载物直板2081的总厚度相等，两个所述L形夹板2082的夹定间距与两个所述F形夹板2072的下板之间的距离相同，通过对L形夹板2082施加全方位的挤压作用，实现碳刷的稳定夹持；

5、释放T字推拉头2084，压缩弹簧管2083恢复原状，T字推拉头2084整体上移，T字推拉头2084顶盖的锯齿边2085重新与卡定齿条2073相互卡定啮合，将载物直板2081固定在碳刷转接头207上。

现有技术中的碳刷安装结构复杂，或者直接安装成与集电壳体一体化的结构，导致在碳刷磨损后，更换操作复杂，需要来回拆卸集电器本体，导致集电器容易发生机械损坏。

而本实施方式直接将碳刷设置成可拆卸的结构，而且无需借助过多的外接工具，只要用手按压即可将碳刷脱离拆卸更换，因此操作方便使用简单。

如果碳刷容易松动，与发电机的发电涡轮之间接触不良产生火花时，同样会影响集电器2的使用寿命，因此本实施方式在保证方便拆卸碳刷的同时，还对碳刷进行多重挤压固定，保证碳刷不会轻易发生晃动，提高碳刷的使用寿命和传输电量时的稳定性。

综上所述，总结集电器2的具体工作原理如下：

（1）张力杆204在平衡拉簧206的限制下，可稳定的贴附在发电位置进行电量传输，并且自调节发电位置在不同高度条件下的正常使用；

（2）在安装新碳刷时，向下挤压T字推拉头2084，并利用T字推拉头2084推动载物直板2081整体向外移动脱离F形夹板2072的卡定，在L形夹板2082的内部安装碳刷；

（3）向下挤压T字推拉头2084，并利用T字推拉头2084推动载物直板2081整体向内移动，F形夹板2072卡定L形夹板2082表面，保证L形夹板2082对碳刷的固定能力；

（4）T字推拉头2084通过锯齿边2085与卡定齿条2073相互啮合，保证T字推拉头2084在无外力作用下保持稳定性，避免碳刷移动，同时稳定保持碳刷处于被挤压状态，保证碳刷与发电机的发电涡轮输出端接触良好，提高输电和变压稳定性。

因此作为本发明的主要特征点在于，本实施方式的集电器碳刷头安装稳定，可避免碳刷活动引起的电量传输不稳定的情况，并且本实施方式的碳刷头方便更换，当碳刷磨损到不能正常使用时，不用拆卸集电器整体，即可更换碳刷，操作方便，使用简单。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，包括安装在发电机的发电涡轮输出端的集电器（2），以及设置在集电变电站内部的变压组件，所述集电器将发电机的电力通过输电网传输至集电变电站的变压组件上，其特征在于：所述集电器（2）包括安装在发电机发电涡轮输出端的绝缘外壳（201），以及设置在绝缘外壳（201）上的切割凹槽（202），所述切割凹槽（202）上设有水平放置的转接短杆（203），所述转接短杆（203）上设有若干个与转接短杆（203）垂直分布的张力杆（204），所述张力杆（204）和转接短杆（203）的内部均设有排线空腔（205），所述张力杆（204）通过平衡拉簧（206）与切割凹槽（202）的槽壁连接，所述张力杆（204）的顶部设有碳刷转接头（207）；

所述碳刷转接头（207）包括固定安装在张力杆（204）顶端的导轨卡板（2071），所述导轨卡板（2071）的两个平行侧边设有与导轨卡板（2071）一体成型的F形夹板（2072），所述F形夹板（2072）的上板内侧边缘设有卡定齿条（2073），所述F形夹板（2072）和导轨卡板（2071）内设有可拆卸碳刷载板（208）；

所述可拆卸碳刷载板（208）包括沿着导轨卡板（2071）和F形夹板（2072）的下板之间的空腔滑动的载物直板（2081），所述载物直板（2081）表面铰接有用于夹定碳刷的L形夹板（2082），所述载物直板（2081）上在所述L形夹板的左右两侧均设有定位机构。

2.根据权利要求1所述的一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，其特征在于：所述定位机构包括设置在所述载物直板（2081）左右两端的贯穿孔槽，以及固定安装在贯穿孔槽内部的压缩弹簧管（2083），所述压缩弹簧管（2083）内安装有T字推拉头（2084），所述T字推拉头（2084）的顶盖正对卡定齿条（2073）的两侧边上设有锯齿边（2085）。

3.根据权利要求1所述的一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，其特征在于：所述F形夹板（2072）的上板宽度略小于所述F形夹板（2072）的下板宽度。

4.根据权利要求2所述的一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，其特征在于：所述导轨卡板（2071）距离所述F形夹板（2072）下板的高度与所述L形夹板（2082）累加载物直板（2081）的总厚度相等。

5.根据权利要求2所述的一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，其特征在于：所述T字推拉头（2084）的顶盖厚度略小于F形夹板（2072）的上下板之间的距离，并且所述F形夹板（2072）的下板宽度略大于F形夹板（2072）的上板宽度，所述F形夹板（2072）的下板表面在超出F形夹板（2072）上板的位置设有与F形夹板（2072）中心线平行的下沉槽（3），所述T字推拉头（2084）的顶盖设有与下沉槽（3）匹配的限位挡块（4）。

6.根据权利要求1所述的一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，其特征在于：所述排线空腔（205）内设有与所述导轨卡板（2071）连接的金属导线（8），所述金属导线（8）将电量转移传输到配电网并分配到匹配的集电变电站。

7.根据权利要求1所述的一种应用在集电变电站发电源的集电器组件，其特征在于：两个所述L形夹板（2082）的竖向板之间形成包围空腔，所述碳刷设置在包围空腔内，并且两个所述L形夹板（2082）的竖向板之间还设有用于增大摩擦力的挤压橡胶垫（5）。