CN111337760B - 一种绝缘子表面电荷测量系统及其安装架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘子表面电荷测量系统及其安装架。绝缘子表面电荷测量系统包括固定筒体和屏蔽构件，固定筒体内安装有安装架，安装架包括基座，基座上安装有轴向调节机构、径向调节机构和旋转调节机构，轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上；处于调节路径最末端的调节机构的活动部分上安装有探头安装架，旋转调节机构包括固定架和调节环，调节环中部环空与盆式绝缘子中心对应并在加载电压时形成避让通道。本发明的绝缘子表面电荷测量系统可以直接在安装好的高压设备上进行测量，测量系统安装简单、省时省力，测量十分方便。

Description

一种绝缘子表面电荷测量系统及其安装架

技术领域

本发明涉及一种绝缘子表面电荷测量系统及其安装架。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）是一种采用气体绝缘，壳体与导体同轴布置的新型输电线路，具有输电容量大、占地少、可靠性高、便于维护、寿命长等一系列优点，逐渐成为特殊环境下替代架空线路或电缆线路的首先方案。然而，投运的GIL线路基本以交流线路为主，一般认为，限制直流GIL线路大规模运用的一个重要原因是直流GIL中绝缘子表面电荷积聚严重，使得绝缘子表面电场发生畸变，降低绝缘子的耐受电压。

绝缘子表面电荷的测量属于静电测量的范畴，不能用传统的电工仪表进行测量。授权公告号为CN208092141U的中国实用新型专利中公开了一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，包括筒状主罐体，筒状主罐体下端固接有下盖板，上端搭接有第一盆式绝缘子，下盖板上穿装有两根支撑杆，两支撑杆上端固接有金属圆筒，支撑杆下端连接第一驱动装置并在第一驱动装置的带动下沿竖直方向上下运动；下盖板上还在两支撑杆之间穿装有第一导杆，第一导杆下端外接第二驱动装置或者第三驱动装置，第二驱动装置带动第一导杆上下运动，第三驱动装置带动第一导杆旋转运动；第一导杆上端固接有绝缘块，绝缘块上插设有第一电极，第一电极上方吊设有第二电极，第二电极下端设置有上均压罩，第一电极上端设置有下均压罩，上、下均压罩之间设置有第二盆式绝缘子即待测盆式绝缘子，第二盆式绝缘子的外缘搭接于金属圆筒的内壁而实现固定，第二电极与支撑杆之间导电连接；筒状主罐体的一侧穿装有第二导杆，第二导杆位于筒状主罐体内部的一端端部铰接有探头，另一端外接第四驱动装置并在第四驱动装置的带动下沿水平方向左右运动。

该测量装置中用于固定待测盆式绝缘子的金属圆筒安装在筒状主罐体的内部，装配时需要先将筒状主罐体内部结构全部安装完成后再将第一盆式绝缘子搭接到筒状主罐体上端，测量前需要先将待测盆式绝缘子固定到筒状主罐体内部，测量结束后再将待测盆式绝缘子取走，由于测量装置零部件数量较多，装配起来十分麻烦，导致测量十分不便且耗时较长。此外，正是由于这种装配需要，该测量装置不能直接在安装好的高压设备上进行检测，使用局限性较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝缘子表面电荷测量系统，以解决现有的测量装置不能直接在安装好的高压设备上进行检测的问题；本发明还提供了一种用于解决该问题的绝缘子表面电荷测量安装架。

为实现上述目的，本发明的绝缘子表面电荷测量系统的技术方案是：

绝缘子表面电荷测量系统包括用于与高压设备的外筒体端部法兰对接的固定筒体以及沿固定筒体的轴向活动安装在固定筒体中心位置的屏蔽构件，固定筒体内安装有绝缘子表面电荷测量安装架，安装架包括基座，基座上安装有轴向调节机构、径向调节机构以及转动轴线与盆式绝缘子的轴线同轴的旋转调节机构，其中，轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上；或者，旋转调节机构的固定部分与基座固定连接，轴向调节机构和径向调节机构的其中一个为第一个，另一个为第二个，第一个安装在旋转调节机构的活动部分上，第二个安装在第一个的活动部分上；处于调节路径最末端的调节机构的活动部分上安装有探头安装架，旋转调节机构包括固定架以及转动安装在固定架上的调节环，调节环的中部环空与盆式绝缘子的中心对应并在加载电压时形成供用于屏蔽盆式绝缘子的中心导体端部位置的屏蔽构件穿过而与盆式绝缘子对接的避让通道。

进行盆式绝缘子表面电荷测量时，首先将固定筒体与高压设备的外筒体端部法兰对接，然后将屏蔽构件穿过调节环的中部环空与高压设备的盆式绝缘子对接，对盆式绝缘子加载电压，加载电压完成后移开屏蔽构件，通过轴向调节机构、旋转调节机构以及径向调节机构对探头的位置和角度进行调节，通过探头检测盆式绝缘子表面电荷，因此，本发明的绝缘子表面电荷测量系统可以直接在安装好的高压设备上对盆式绝缘子表面电荷进行测量，测量系统安装简单、省时省力，测量十分方便。

进一步地，所述轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上。这样能够使三个调节结构依次传动连接后形成较短的调节路径，使结构更加紧凑，占用空间较小。

轴向调节机构、径向调节机构均通过丝杠螺母机构带动各自的活动部分相对各自的固定部分移动。测量时探头与盆式绝缘子的距离非常近，约为2mm，因此对调节精度要求极高，选用丝杠螺母机构正是为了满足较高的精度要求。

在上述任意一种方案的基础上，所述屏蔽构件为用于与盆式绝缘子的中心导体对接的屏蔽罩，屏蔽罩连接有用于带动其沿固定筒体的轴向活动的直线驱动机构。屏蔽罩在直线驱动机构的驱动下作直线运动，避免屏蔽罩运动过程中发生偏斜，使其与盆式绝缘子的对接更可靠。

进一步地，所述直线驱动机构为丝杠螺母驱动机构，固定筒体的背向高压设备的外筒体端部法兰的一端具有密封端板，丝杠螺母驱动机构的丝杠穿装在密封端板的中部位置。丝杠带动屏蔽罩沿固定筒体的中心轴线活动，使屏蔽罩始终与盆式绝缘子的中心对应，二者对接更可靠。

所述探头安装架包括在加载电压时收回、在探头扫描时伸展的伸缩节，伸缩节的自由端安装有用于安装探头的探头安装座。由于盆式绝缘子为中部内凹结构，这样在检测时，需要探头安装座具有一定的轴向长度以从盆式绝缘子的一侧伸入到内凹部分处，此时，为了减小固定筒体的轴向长度且保证在屏蔽构件与盆式绝缘子对接加压时探头安装座与屏蔽构件之间的绝缘距离，优选地，将探头安装座设置为包括在加载电压时收回、在探头扫描时伸展的伸缩节的结构形式。

进一步地，所述伸缩节包括固定杆和铰接在固定杆端部的折叠杆。折叠杆的铰接端转动较小角度，其自由端就能够移动较大距离，响应速度快。

更进一步地，所述固定杆上固定安装有折叠电机，通过折叠电机带动折叠杆转动实现伸展和折叠。结构简单，方便实现。

所述探头安装座为包括固定座和旋转座的旋转调节座，旋转调节座连接有带动旋转座旋转以实现探头与盆式绝缘子的对应表面垂直的调节电机。将探头安装座设为旋转调节座以调节探头角度，使探头与盆式绝缘子的对应表面垂直，测量精度更高。

本发明绝缘子表面电荷测量安装架的技术方案是：

绝缘子表面电荷测量安装架包括用于固定在高压设备外筒体内的基座，基座上安装有使用时调节方向与盆式绝缘子的轴线方向一致的轴向调节机构、径向调节机构以及转动轴线与盆式绝缘子的轴线同轴的旋转调节机构，其中，轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上；或者，旋转调节机构的固定部分与基座固定连接，轴向调节机构和径向调节机构的其中一个为第一个，另一个为第二个，第一个安装在旋转调节机构的活动部分上，第二个安装在第一个的活动部分上；处于调节路径最末端的调节机构的活动部分上安装有探头安装架，旋转调节机构包括固定架以及转动安装在固定架上的调节环，使用时，调节环的中部环空与盆式绝缘子的中心对应并在加载电压时形成供用于屏蔽盆式绝缘子的中心导体端部位置的屏蔽构件穿过而与盆式绝缘子对接的避让通道。

进行盆式绝缘子表面电荷测量时，首先将安装架安装到高压设备的外筒体内，然后将屏蔽构件穿过调节环的中部环空与高压设备的盆式绝缘子对接，对盆式绝缘子加载电压，加载电压完成后移开屏蔽构件，通过轴向调节机构、旋转调节机构以及径向调节机构对探头的位置和角度进行调节，通过探头检测盆式绝缘子表面电荷，因此，本发明的绝缘子表面电荷测量安装架可以直接在安装好的高压设备上对盆式绝缘子表面电荷进行测量。

进一步地，所述轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上。这样能够使三个调节结构依次传动连接后形成较短的调节路径，使结构更加紧凑，占用空间较小。

轴向调节机构、径向调节机构均通过丝杠螺母机构带动各自的活动部分相对各自的固定部分移动。测量时探头与盆式绝缘子的距离非常近，约为2mm，因此对调节精度要求极高，选用丝杠螺母机构正是为了满足较高的精度要求。

在上述任意一种方案的基础上，所述探头安装架包括在加载电压时收回、在探头扫描时伸展的伸缩节，伸缩节的自由端安装有用于安装探头的探头安装座。由于盆式绝缘子为中部内凹结构，这样在检测时，需要探头安装座具有一定的轴向长度以从盆式绝缘子的一侧伸入到内凹部分处，此时，为了减小固定筒体的轴向长度且保证在屏蔽构件与盆式绝缘子对接加压时探头安装座与屏蔽构件之间的绝缘距离，优选地，将探头安装座设置为包括在加载电压时收回、在探头扫描时伸展的伸缩节的结构形式。

进一步地，所述伸缩节包括固定杆和铰接在固定杆端部的折叠杆。折叠杆的铰接端转动较小角度，其自由端就能够移动较大距离，响应速度快。

更进一步地，所述固定杆上固定安装有折叠电机，通过折叠电机带动折叠杆转动实现伸展和折叠。结构简单，方便实现。

在上述任意一种方案的基础上，所述探头安装座为包括固定座和旋转座的旋转调节座，旋转调节座连接有带动旋转座旋转以实现探头与盆式绝缘子的对应表面垂直的调节电机。将探头安装座设为旋转调节座以调节探头角度，使探头与盆式绝缘子的对应表面垂直，测量精度更高。

附图说明

图1为本发明的绝缘子表面电荷测量系统的具体实施例的结构示意图；

图2为图1中屏蔽罩与盆式绝缘子的中心导体对接的结构示意图；

图中：1-固定筒体；21-基座；22-轴向调节机构；23-径向调节机构；24-旋转调节机构；241-固定架；242-调节环；25-密封端板；26-丝杠螺母驱动机构；28-安装座；3-盆式绝缘子；31-环形凹槽；41-第一驱动电机；42-第二驱动电机；43-第三驱动电机；44-折叠电机；45-调节电机；5-屏蔽罩；51-环形凸台；62-固定杆；63-折叠杆；64-旋转座；65-固定座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的绝缘子表面电荷测量系统的具体实施例，如图1至图2所示，包括用于与高压设备的外筒体端部法兰对接的固定筒体1，固定筒体1内安装有绝缘子表面电荷测量安装架，安装架包括基座21，基座21上安装有轴向调节机构22、径向调节机构23以及转动轴线与盆式绝缘子3的轴线同轴的旋转调节机构24。轴向调节机构22包括活动部分和固定部分，固定部分与基座21固定连接，通过丝杠螺母机构带动活动部分相对固定部分移动，基座21上固定安装有第一驱动电机41，第一驱动电机41的输出端与丝杠螺母机构的丝杠连接，丝杠沿固定筒体1的轴向延伸。

旋转调节机构24安装在轴向调节机构22的活动部分上，旋转调节机构24包括固定架241以及转动安装在固定架241上的调节环242，固定架241与轴承外圈固定连接，调节环242与轴承内圈固定连接。固定架241上安装有第二驱动电机42，调节环242连接在第二驱动电机42的输出端，调节环242被第二驱动电机42带动绕其自身轴线转动，调节环242的自身轴线沿固定筒体1的轴向延伸。固定架241固定安装在轴向调节机构22的活动部分上，调节环242的中部环空与盆式绝缘子3的中心对应，在加载电压时屏蔽罩5能够穿过调节环242的中部环空与盆式绝缘子3对接。如图2所示，盆式绝缘子3中部具有环形凹槽31，屏蔽罩5朝向盆式绝缘子3的一端设有与环形凹槽31插装配合的环形凸台51，屏蔽罩5与盆式绝缘子3的中心导体对接时环形凸台51插入环形凹槽31内从而实现二者对中。屏蔽罩5连接有用于带动其沿固定筒体1的轴向活动以靠近或远离盆式绝缘子3的直线驱动机构，直线驱动机构为丝杠螺母驱动机构26，丝杠螺母驱动机构26的丝杠穿装在固定筒体1内，丝杠的中心轴线与固定筒体1的中心轴线重合，屏蔽罩5螺纹连接在丝杠的位于固定筒体1内的一端，用于屏蔽盆式绝缘子3的中心导体端部位置。固定筒体1的一端与高压设备的外筒体端部法兰对接，另一端具有密封端板25，丝杠螺母驱动机构26的丝杠穿装在密封端板25的中部位置。

径向调节机构23安装在旋转调节机构24的活动部分即调节环242上，此时，处于调节路径最末端的调节机构即为径向调节机构23。与轴向调节机构22类似，径向调节机构23也包括固定部分和活动部分，通过丝杠螺母机构带动其活动部分相对其固定部分移动。径向调节机构23的安装座28固定安装在旋转调节机构24的活动部分上，安装座28上安装有第三驱动电机43，第三驱动电机43的输出端与径向调节机构23的丝杠相连，丝杠沿固定筒体1的径向延伸。

径向调节机构23的活动部分上安装有探头安装架。探头安装架包括在加载电压时收回、在探头扫描时伸展的伸缩节，伸缩节包括固定杆62和铰接在固定杆62的背向径向调节结构一端的折叠杆63，固定杆62上固定安装有折叠电机44，折叠电机44的输出端与铰轴相连，铰轴转动轴线沿固定筒体1径向延伸，通过折叠电机44带动折叠杆63转动实现伸展和折叠。折叠杆63的铰接端转动较小角度，其自由端就能够移动较大距离，响应速度快。在加载电压时折叠杆63折叠而远离屏蔽罩5，保证固定筒体1内部电场安全；在使用探头进行扫描时，折叠杆63伸展。折叠杆63的自由端安装有用于安装探头的探头安装座，探头安装座为包括固定座65和旋转座64的旋转调节座，旋转调节座连接有带动旋转座64旋转以实现探头与盆式绝缘子3的对应表面垂直的调节电机45。通过旋转调节座调节探头角度，使探头与盆式绝缘子3的对应表面垂直，测量精度更高。

进行盆式绝缘子3表面电荷测量时，首先将固定筒体1与高压设备的外筒体端部法兰对接，然后将屏蔽罩5穿过调节环242的中部环空与高压设备的盆式绝缘子3对接，对盆式绝缘子3加载电压，加载电压完成后移开屏蔽罩5，通过轴向调节机构22、旋转调节机构24以及径向调节机构23对探头的位置和角度进行调节，通过探头检测盆式绝缘子3表面电荷。本发明的绝缘子表面电荷测量系统可以直接在安装好的高压设备上对盆式绝缘子表面电荷进行测量，测量系统安装简单、省时省力，测量十分方便。

上述实施例中，轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上，三个调节结构依次传动连接后形成较短的调节路径，使结构更加紧凑，占用空间较小。在其他实施例中，还可以将旋转调节机构的固定部分与基座固定连接，将轴向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上，将径向调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，此时，处于调节路径最末端的调节机构为径向调节机构，探头安装架安装在径向调节机构的活动部分上；或者，将旋转调节机构的固定部分与基座固定连接，将径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上，将轴向调节机构安装在径向调节机构的活动部分上，此时，处于调节路径最末端的调节机构为轴向调节机构，探头安装架安装在轴向调节机构的活动部分上。需要说明的是，无论三个调节机构在调节路径上的先后顺序如何改变，最终形成的调节路径都需要满足旋转调节机构的中心转动轴线与盆式绝缘子中心对应。

上述实施例中，轴向调节机构、径向调节机构均通过丝杠螺母机构带动各自的活动部分相对各自的固定部分移动。在其他实施例中，轴向调节机构、径向调节机构还可以通过液压伸缩缸、气压伸缩缸、齿轮齿条机构、电动推杆等能够输出直线动作的驱动机构带动各自的活动部分相对各自的固定部分移动，采用伸缩缸时还需要加设液压源或气压源，不仅结构复杂、占用空间较大，而且调节精度较低。

上述实施例中，与屏蔽罩相连的用于带动其沿固定筒体的轴向活动的直线驱动机构为丝杠螺母驱动机构，屏蔽环螺纹连接在丝杠螺母驱动机构的丝杠的位于固定筒体内的一端。在其他实施例中，屏蔽环还可以焊接或者铆接在丝杠的位于固定筒体内的一端，直线驱动机构还可以为液压伸缩缸、气压伸缩缸、齿轮齿条机构、电动推杆等能够输出直线动作的驱动机构。

上述实施例中，探头安装架包括在加载电压时收回、在探头扫描时伸展的伸缩节，目的是减小固定筒体的轴向长度且保证在屏蔽罩与盆式绝缘子对接加压时探头安装座与屏蔽罩之间的绝缘距离。在其他实施例中，探头安装架也可以不设伸缩节，将丝杠螺母驱动机构的丝杠做的足够长也能实现这样的目的，但是会造成固定筒体的整体尺寸较大，占用更多空间。

上述实施例中，伸缩节包括固定杆和铰接在固定杆端部的折叠杆。在其他实施例中，折叠杆还可以滑动装配在固定杆外部，折叠杆与固定杆共轴，通过直线电机带动折叠杆沿固定杆滑动从而靠近或远离盆式绝缘子。

本发明还提供了一种绝缘子表面电荷测量安装架的实施例，其具体结构与上述绝缘子表面电荷测量系统的具体实施例中安装架的结构相同，此处不再赘述。

Claims (8)

1.一种绝缘子表面电荷测量系统，其特征是，包括用于与高压设备的外筒体端部法兰对接的固定筒体以及沿固定筒体的轴向活动安装在固定筒体中心位置的屏蔽构件，固定筒体内安装有绝缘子表面电荷测量安装架，安装架包括基座，基座上安装有轴向调节机构、径向调节机构以及转动轴线与盆式绝缘子的轴线同轴的旋转调节机构，其中，轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上；或者，旋转调节机构的固定部分与基座固定连接，轴向调节机构和径向调节机构的其中一个为第一个，另一个为第二个，第一个安装在旋转调节机构的活动部分上，第二个安装在第一个的活动部分上；处于调节路径最末端的调节机构的活动部分上安装有探头安装架，旋转调节机构包括固定架以及转动安装在固定架上的调节环，调节环的中部环空与盆式绝缘子的中心对应并在加载电压时形成供用于屏蔽盆式绝缘子的中心导体端部位置的屏蔽构件穿过而与盆式绝缘子对接的避让通道，所述探头安装架包括在加载电压时收回且在探头扫描时伸展的伸缩节，伸缩节的自由端安装有用于安装探头的探头安装座；所述伸缩节包括固定杆和铰接在固定杆端部的折叠杆；所述固定杆上固定安装有折叠电机，通过折叠电机带动折叠杆转动实现伸展和折叠。

2.根据权利要求1所述的绝缘子表面电荷测量系统，其特征是，轴向调节机构、径向调节机构均通过丝杠螺母机构带动各自的活动部分相对各自的固定部分移动。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘子表面电荷测量系统，其特征是，所述屏蔽构件为用于与盆式绝缘子的中心导体对接的屏蔽罩，屏蔽罩连接有用于带动其沿固定筒体的轴向活动的直线驱动机构。

4.根据权利要求3所述的绝缘子表面电荷测量系统，其特征是，所述直线驱动机构为丝杠螺母驱动机构，固定筒体的背向高压设备的外筒体端部法兰的一端具有密封端板，丝杠螺母驱动机构的丝杠穿装在密封端板的中部位置。

5.根据权利要求1或2所述的绝缘子表面电荷测量系统，其特征是，所述探头安装座为包括固定座和旋转座的旋转调节座，旋转调节座连接有带动旋转座旋转以实现探头与盆式绝缘子的对应表面垂直的调节电机。

6.一种绝缘子表面电荷测量安装架，其特征是，包括用于固定在高压设备外筒体内的基座，基座上安装有使用时调节方向与盆式绝缘子的轴线方向一致的轴向调节机构、径向调节机构以及转动轴线与盆式绝缘子的轴线同轴的旋转调节机构，其中，轴向调节机构的固定部分与基座固定连接，旋转调节机构安装在轴向调节机构的活动部分上，径向调节机构安装在旋转调节机构的活动部分上；或者，旋转调节机构的固定部分与基座固定连接，轴向调节机构和径向调节机构的其中一个为第一个，另一个为第二个，第一个安装在旋转调节机构的活动部分上，第二个安装在第一个的活动部分上；处于调节路径最末端的调节机构的活动部分上安装有探头安装架，所述探头安装架包括在加载电压时收回且在探头扫描时伸展的伸缩节，伸缩节的自由端安装有用于安装探头的探头安装座，旋转调节机构包括固定架以及转动安装在固定架上的调节环，使用时，调节环的中部环空与盆式绝缘子的中心对应并在加载电压时形成供用于屏蔽盆式绝缘子的中心导体端部位置的屏蔽构件穿过而与盆式绝缘子对接的避让通道；述伸缩节包括固定杆和铰接在固定杆端部的折叠杆；所述固定杆上固定安装有折叠电机，通过折叠电机带动折叠杆转动实现伸展和折叠。

7.根据权利要求6所述的绝缘子表面电荷测量安装架，其特征是，轴向调节机构、径向调节机构均通过丝杠螺母机构带动各自的活动部分相对各自的固定部分移动。

8.根据权利要求6或7所述的绝缘子表面电荷测量安装架，其特征是，所述探头安装座为包括固定座和旋转座的旋转调节座，旋转调节座连接有带动旋转座旋转以实现探头与盆式绝缘子的对应表面垂直的调节电机。

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