CN112992599A - 真空灭弧室真空度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空灭弧室真空度测量装置，真空灭弧室真空度测量装置用于测量动、静触头之间有一定拉开距离的真空灭弧室的真空度，包括机架、动端电极和静端电极，机架上安装有灭弧室定位座和线圈固定座，线圈固定座上固定有电磁线圈，灭弧室定位座和/或线圈固定座平动地装配在机架上，以在测量时使电磁线圈与真空灭弧室上下对应，所述线圈固定座上下移动装配在机架上，以使所述电磁线圈能从上向下套装在真空灭弧室的外部。上述技术方案能够对体型大、质量大的真空灭弧室进行检测，解决现有技术中采用机械手翻转待测量真空灭弧室以将其固定在对应的真空度测量装置上时操作不便的技术问题。

Description

真空灭弧室真空度测量装置

技术领域

本发明涉及一种真空灭弧室真空度测量装置。

背景技术

真空灭弧室是真空断路器的核心部件，以真空为绝缘和熄弧介质。为了实现电流的分断和灭弧，真空灭弧室内的压强一般不高于0.01Pa，因此，真空度是决定真空灭弧室开断性能的主要因素之一，真空度的降低将直接影响真空断路器的开断能力，严重时将导致其开断完全失效，在实际应用领域迫切需要测量和记录真空灭弧室的真空度。

现有技术中通常采用磁控放电原理对真空灭弧室的真空度进行测量，即将真空灭弧室的动静触头拉开一定的距离，然后将真空灭弧室置于电磁线圈内，并向电磁线圈通以大电流，同时向动静触头上施加电场脉冲高压；在真空灭弧室内产生与高压同步的脉冲磁场，使阴极发射出电子，电子在脉冲磁场的作用下做螺旋型运动而使运动路程大大增加，与残余气体分子发生碰撞的几率增加，电子和气体分子碰撞电离产生的离子在电场作用下形成离子电流；离子电流和真空灭弧室内的气体压力大致呈线性关系，因此，根据离子电流的不同大小，便可获取灭弧室内部的真空度状况。

授权公告号为CN205752008U的中国实用新型专利公开了一种真空灭弧室真空度自动检测装置，包括传送线、机械手、自动化真空度检测平台和控制系统，所述传送线、机械手和自动化真空度检测平台均连接控制系统。其中，自动化真空度检测平台包括与真空灭弧室对应的支架，支架上滑动连接有与真空灭弧室对应的磁套筒，磁套筒的四个角上均滑动连接有导轨，并通过电机驱动滚珠丝缸的方式实现上下移动；磁套筒的上方滑动连接有与真空灭弧室静端对应的下压电极，磁套筒的下方滑动连接有与真空灭弧室动端对应的夹持装置。使用时，通过机械手将真空灭弧室提起，倒置后放入磁套筒中心处的支架上，真空灭弧室的静端嵌入到支架上设置的凹陷处，动端伸出，调节磁套筒的上下位置使其处于合适的高度，控制下压电极使其与真空灭弧室的静端接触，将真空灭弧室的动端拉开至设定距离后，即可进行通电测量。

上述的真空灭弧室真空度自动检测装置通过机械手直接将真空灭弧室倒置放入到支架上的凹陷处，通常用于对小型真空灭弧室进行检测，比如40.5kv以下的真空灭弧室，但是对于大型真空灭弧室，如126kv的真空灭弧室，由于其体型大、质量大，这就对机械手的强度、灵活性要求更高，增加了使用成本；并且真空灭弧室在翻转时覆盖的面积区域更大，稍一转动就可能发生磕碰的风险，总体上，采用机械手翻转真空灭弧室的过程操作较为不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空灭弧室真空度测量装置，以解决现有技术中采用机械手翻转待测量真空灭弧室以将其固定在对应的真空度测量装置上时操作不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明的真空灭弧室真空度测量装置的技术方案是：

真空灭弧室真空度测量装置，用于测量动静触头之间有设定拉开距离的真空灭弧室的真空度，包括：

机架；

动端电极，用于与所述真空灭弧室的动触头电连接；

静端电极，用于与所述真空灭弧室的静触头电连接；

所述机架上安装有灭弧室定位座和线圈固定座；

所述灭弧室定位座，用于与真空灭弧室的静端固定装配，以支撑放置真空灭弧室；

所述线圈固定座上安装有电磁线圈，该电磁线圈用于套装在所述真空灭弧室的外部；

所述灭弧室定位座和/或线圈固定座水平移动地装配在机架上，在测量时由灭弧室定位座带着所述真空灭弧室移动和/或使线圈固定座带着所述电磁线圈移动，使电磁线圈与真空灭弧室上下对应；

所述线圈固定座上下移动地装配在机架上，在电磁线圈与真空灭弧室上下对应时，由线圈固定座带着电磁线圈向下移动，以套装在真空灭弧室的外部。

有益效果：本发明的真空灭弧室真空度测量装置在对真空灭弧室的真空度进行测量前，首先通过灭弧室定位座与真空灭弧室的静端固定装配，通过在机架上平动灭弧室定位座和/或线圈固定座，以调整真空灭弧室和/或电磁线圈的位置，使电磁线圈与真空灭弧室上下对应，最后仅需上下调整电磁线圈使其套装在真空灭弧室外部即可进行测量。相比于现有技术中直接通过机械手将真空灭弧室翻转放置的方式，本发明通过将真空灭弧室的静端与灭弧室定位座固定，采用水平移动灭弧室定位座的方式或将其放置在灭弧室定位座上而不移动的方式，避免了对真空灭弧室进行翻转操作，这样在对体积大、质量大的真空灭弧室进行真空度测量时，就能避免将真空灭弧室翻转而可能发生的碰撞和磕碰等风险，并且对相应的机械手的灵活性和强度要求的就不那么高，节省了测量成本。

进一步地，所述灭弧室定位座包括上连接座与下支撑座，上连接座和下支撑座可拆连接，所述上连接座用于可拆装配在所述真空灭弧室的静端，以使得灭弧室定位座与所述真空灭弧室的静端固定装配。

有益效果：上连接座与下支撑座可单独进行加工制造，在装配时，可先将上连接座与对应的真空灭弧室连接，然后再与下支撑座连接，这样的话，方便对待测的真空灭弧室进行定位固定，降低真空灭弧室与灭弧室定位座之间的装配难度；同时，上连接座与真空灭弧室可拆连接，这样方便更换不同大小的真空灭弧室进行测量。

进一步地，所述上连接座采用螺纹连接的方式与所述真空灭弧室的静端可拆连接。

有益效果：采用螺纹连接的形式，方便操作和装配。

进一步地，所述下支撑座上设有插槽，插槽的槽壁上设有挡止凸起，所述上连接座包括用于与真空灭弧室连接的连接段和设置在连接段周向上的卡接凸起，上连接座与插槽插接配合以使卡接凸起越过挡止凸起，转动上连接座，卡接凸起与挡止凸起在灭弧室定位座的轴向上挡止配合以实现上连接座与下支撑座的卡接。

有益效果：通过卡接凸起与挡止凸起在灭弧室定位座轴向上挡止配合，保证真空灭弧室的牢靠固定，防止真空灭弧室从灭弧室定位座上脱落。

进一步地，所述灭弧室定位座还包括滑板，滑板水平移动地装配在机架上，所述下支撑座绝缘装配在滑板上，所述静端电极固定在下支撑座上

有益效果：下支撑座绝缘装配在滑板上，能够保证测量人员的安全，避免发生触电；滑板能够增加对真空灭弧室的支撑强度，以使灭弧室定位座能支撑大体积、大质量的真空灭弧室；静端电极设置在下支撑座上时，便于静端电极的单独装配，无需额外设定固定结构。

进一步地，所述机架上设有限位结构，限位结构为由所述滑板触发的触发开关，或者限位结构为与所述滑板挡止配合的挡止件，滑板触碰触发开关时或所述滑板与挡止件挡止配合时，所述电磁线圈与真空灭弧室上下对应。

有益效果：设置限位结构便于测量人员快速判断电磁线圈和真空灭弧室是否上下对应到位。

进一步地，所述动端电极上下移动装配在机架上，所述电磁线圈在初始状态时对应套装在动端电极的外部。

有益效果：能够节省整个真空度测量装置在上下方向上的尺寸，节省装配空间。

进一步地，所述机架上设有两根平行布置的丝杠，丝杠与所述线圈固定座螺纹连接，机架上还设有驱动电机，驱动电机通过传动机构同时驱动两个丝杠旋转以带动线圈固定座上下移动。

有益效果：通过一个驱动电机能够同时驱动两个丝杠转动，能够减少驱动电机的设置数量，结构更简单。

附图说明

图1为本发明的真空灭弧室真空度测量装置在初始状态时的示意图；

图2为本发明的真空灭弧室真空度测量装置在测试时的状态示意图；

图3为本发明的真空灭弧室真空测量装置中动端电极处的装配结构示意图；

图4为本发明的真空灭弧室真空测量装置中灭弧室定位座处的装配示意图；

图5为本发明的真空灭弧室真空测量装置中灭弧室定位座的上连接座的结构示意图；

图6为本发明的真空灭弧室真空测量装置中灭弧室定位座的下支撑座的结构示意图；

图7为本发明的真空灭弧室真空测量装置的测量原理图。

附图标记说明：1-机架，2-电磁线圈，3-真空灭弧室，4-底座，5-支撑柱，6-丝杠，7-线圈固定座，8-导向套，9-顶板，10-电极驱动气缸，11-气缸安装支架，12-动端电极，13-绝缘块，14-驱动电机，15-滑板，16-绝缘件，17-滑轨，18-下支撑座，19-上连接座，20-插槽，21-卡接凸起，22-挡止凸起，23-连接柱段，24-触发开关，25-静端电极，26-高压电源，27-采样电路，28-联轴器，29-锥齿轮，30-传动轴。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的具体实施例1：

如图1至图4所示，真空灭弧室真空度测量装置包括机架1，机架1上安装有灭弧室定位座和线圈固定座7，其中，灭弧室定位座用于定位固定待测的真空灭弧室，线圈固定座7上表面固定安装有电磁线圈2。电磁线圈2主要用于在测量过程中套设在真空灭弧室的外部，并且电磁线圈2的内孔满足在更换不同规格的真空灭弧室进行测量真空度操作时，均能使对应规格的真空灭弧室穿过。真空灭弧室真空度测量装置还包括动端电极12和静端电极25，动端电极12在测量过程中用于与真空灭弧室的动触头电连接；静端电极25在测量过程中用于与所述真空灭弧室的静触头电连接。

具体的，机架1包括底座4、立设在底座4上的四根支撑柱5和固定装配在支撑柱5顶端的顶板9，底座4的四个角处分别设有支脚。线圈固定座7为一块托板，沿沿上下方向导向滑动装配在支撑柱5上，进而使电磁线圈2可沿上下方向相对机架1移动。线圈固定座7上对应位置处设有供支撑柱5穿过的支撑柱穿孔，并且线圈固定座7上具有与电磁线圈2的内孔贯通的穿孔，该穿孔也满足在更换不同规格的真空灭弧室进行测量真空度操作时，均能使对应规格的真空灭弧室穿过。为了保证电磁线圈2在移动时的导向，在线圈固定座7的每个支撑柱穿孔的位置处分别固定安装有与支撑柱5导向滑动配合的导向套8，导向套8也能避免线圈固定座7在移动时与支撑柱5摩擦而磨损。线圈固定座7、顶板9、底座4和支撑柱5均采用不锈钢材质制成。

为了保证线圈固定座7能够顺利在上下方向上移动，机架1上设有丝杠传动机构，丝杠传动机构共包括两根丝杠6，各个丝杠6均与支撑柱5平行布置，且均穿过线圈固定座7和顶板9；同时，各个丝杠6与线圈固定座7螺纹配合，并与顶板9和底座4均转动装配。顶板9上设有用于驱动丝杠6转动的驱动电机14，驱动电机14通过传动机构同时驱动两个丝杠6转动。具体地，传动机构包括与输出端连接有联轴器28，联轴器28上设有一根传动轴30，传动轴30的两端均设有锥齿轮29，丝杠6的顶端设有与传动轴30上的锥齿轮29啮合传动的齿轮。通过驱动电机14带动传动轴30转动，以通过齿轮传动机构带动丝杠6转动，进而带动线圈固定座7沿支撑柱5上下移动。

本实施例中，灭弧室定位座为分体可拆式结构，包括可拆连接在一起的上连接座19、下支撑座18和滑板15。上连接座19和下支撑座18均导电，下支撑座18通过绝缘件16绝缘装配在滑板15上，实现灭弧室定位座与机架的绝缘装配。

如图3所示，底座4上设有两道平行间隔布置的滑轨17，滑轨17沿水平面垂直于电磁线圈2移动的方向延伸，滑轨17上设有滑槽，滑板15水平滑动装配在滑槽中，从而通过移动灭弧室定位座来实现对真空灭弧室位置的调整。

上连接座19用于与待测的真空灭弧室3的静端螺纹连接，一方面可实现真空灭弧室3的静端与灭弧室定位座的导电接触，另一方面能够降低真空灭弧室3的装配难度。下支撑座18与上连接座19卡接装配，并且静端电极25固定在下支撑座18上，这样的话便无需额外设置用于固定静端电极的结构，结构简单。如图5所示，上连接座19包括用于与真空灭弧室3螺纹连接的连接柱段23和均布在连接柱段23周向上的两个半圆弧形的卡接凸起21。如图6所示，下支撑座18上设有与上连接座19形状适配的插槽20，插槽20的槽壁上设有用于与上连接座19上的卡接凸起21挡止配合的挡止凸起22，当上连接座19与下支撑座18插接配合后，卡接凸起21越过挡止凸起22而处于挡止凸起22的下侧，转动上连接座19，即可使卡接凸起21与挡止凸起22在上下方向上挡止配合，这样的话，在移动滑板15的过程中，上连接座19便不会脱落，从而保证真空灭弧室3的牢靠固定，使其在移动时不会发生晃动和磕碰现象。静端电极25固定在下支撑座18的侧面上，且垂直于下支撑座18的轴线，测量时，静端电极25一端与静触头导电连接，一端用于与采样电路电连接。

在测量时，需要保证电磁线圈2能套装在真空灭弧室3的外部，因此，真空灭弧室3在定位好之后，需要将其移动至电磁线圈2的正下方，使两者上下对应。为便于测试人员判断真空灭弧室3是否移动到位，在两滑轨17之间设有对滑板15限位的限位结构，限位结构为触发开关24，如果滑板15在移动过程中碰到触发开关24，此时滑板15所处的位置即为其运动到位时的位置，相应的真空灭弧室3的位置便与电磁线圈2上下对应。触发开关24响应迅速，便于操作人员快速判断真空灭弧室3是否移动到位。

本实施例中，动端电极12也沿上下方向活动装配在机架1上。如图3所示，在顶板9上设有驱动动端电极12上下移动的电极驱动机构，电极驱动机构包括设置在顶板9的朝向线圈固定座7的气缸安装支架11、固定在气缸安装支架11上的电极驱动气缸10，电极驱动气缸10的活塞杆上连接有绝缘块13，动端电极12便固定在绝缘块13的底部。电极驱动机构、绝缘块13和动端电极12与电磁线圈2同轴布置，初始状态时，电磁线圈2套装在上述三者的外部，这样一来可以节约上下方向上的装配空间。在电极驱动气缸10的作用下，动端电极12向下移动，直至与真空灭弧室的动导电杆压触。需要说明的是，本实施例中待测的真空灭弧室的动、静触头之间具有设定间距，且真空灭弧室3在装到灭弧室定位座之前，动、静触头之间的间距便已设定好，能够驱动动导电杆移动的力需要6000N左右，而动端电极12在电极驱动气缸10的驱动下与动导电杆压触时，两者之间的接触力为50N左右，因此动端电极12在与动导电杆压触时不会使动导电杆带动动触头移动。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的检测原理图如图7所示，具体如下：测试前，将真空灭弧室3的动、静触头拉开至一定的间距，然后把待测的真空灭弧室3与上连接座连接，并整体卡装在下支撑座18上实现定位固定；推动滑板15使其沿滑轨17滑动，直至滑板15触碰到触发开关24，此时滑板15移动到位，相应的，真空灭弧室3便位于电磁线圈2的正下方而与电磁线圈2上下对应；启动驱动电机14驱动丝杠6转动，从而使线圈固定座7连同电磁线圈2一起沿支撑柱5向下移动；当电磁线圈2移动至真空灭弧室3的中间部位时，关闭驱动电机14；启动电极驱动气缸10带动动端电极12向下运动直至动端电极12与真空灭弧室3的动导电杆压触，然后将动端电极12的另一端与高压电源26连接，静端电极25通过采样电路27与高压电源15连接，同时将电磁线圈2与另一个电源连接；此时，真空灭弧室3的动、静触头之间会产生一强电场，同时在电磁线圈2的作用下产生了强磁场，此时真空灭弧室3内的电子在强电场和强磁场的共同作用下做螺旋运动，并与真空灭弧室内残余气体发生碰撞电离，电离出来的离子在电场内形成离子电流，离子电流通过采样电路27得以采集，根据采集到的离子电流，便能相应计算出真空灭弧室的真空度。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的实施例2：

该实施例与上述实施例1的区别在于：上述实施例中，线圈固定座上下移动，灭弧室定位座沿滑轨延伸方向平动，而本实施例中，线圈固定座既可以上下移动，也可以水平移动，灭弧室定位座固定在机架上而不会移动。此时，可在线圈固定座上设置滑轨，并在滑轨上导向滑动装配滑板，将电磁线圈固定在滑板上。

或者在其他实施例中，线圈固定座既可以上下移动，也可以水平移动，灭弧室定位座也可以水平移动，此时，在原有实施例1的基础上，需要额外在线圈固定座上设置滑轨，并在滑轨上导向滑动装配滑板，将电磁线圈固定在滑板上，相应的，需增大整个测量装置的尺寸。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的实施例3：

该实施例与上述实施例1的区别在于：灭弧室定位座为一体式结构，上连接座与下支撑座一体成型，装配时，转动真空灭弧室，使其与灭弧室定位座螺纹连接。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的实施例4：

该实施例与上述实施例1的区别在于：上连接座与下支撑座之间采用螺纹连接的形式可拆连接，此时，将下支撑座上的插槽设置为螺纹槽，并去掉挡止凸起，上连接座上的连接段可做的更长一些使其与螺纹槽螺纹配合。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的实施例5：

该实施例与上述实施例1的区别在于：静端电极不固定在下支撑座上，而是在底座上设置一个固定块，将静端电极固定在固定块上，并且将静端电极与下支撑座通过导线连接。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的实施例6：

该实施例与上述实施例1的区别在于：本实施例中，不设置限位结构，此时可在底座上做相应的刻度标记，例如，将上述实施例1中设置限位结构的位置处做标记，当滑板移动到标记的位置处时停止移动滑板，此时真空灭弧室便移动到位。

本发明的真空灭弧室真空度测量装置的实施例7：

该实施例与上述实施例1的区别在于：限位结构采用挡止件，如挡块或者挡板，当滑板与挡止件挡止配合时，即可判断滑板移动到位。

Claims (8)

1.真空灭弧室真空度测量装置，用于测量动静触头之间有设定拉开距离的真空灭弧室的真空度，包括：

机架；

动端电极，用于与所述真空灭弧室的动触头电连接；

静端电极，用于与所述真空灭弧室的静触头电连接；

其特征在于，

所述机架上安装有灭弧室定位座和线圈固定座；

所述灭弧室定位座，用于与真空灭弧室的静端固定装配，以支撑放置真空灭弧室；

所述线圈固定座上安装有电磁线圈，该电磁线圈用于套装在所述真空灭弧室的外部；

所述灭弧室定位座和/或线圈固定座水平移动地装配在机架上，在测量时由灭弧室定位座带着所述真空灭弧室移动和/或使线圈固定座带着所述电磁线圈移动，使电磁线圈与真空灭弧室上下对应；

所述线圈固定座上下移动地装配在机架上，在电磁线圈与真空灭弧室上下对应时，由线圈固定座带着电磁线圈向下移动，以套装在真空灭弧室的外部。

2.根据权利要求1所述的真空灭弧室真空度测量装置，其特征在于，所述灭弧室定位座包括上连接座与下支撑座，上连接座和下支撑座可拆连接，所述上连接座用于可拆装配在所述真空灭弧室的静端，以使得灭弧室定位座与所述真空灭弧室的静端固定装配。

3.根据权利要求2所述的真空灭弧室真空度测量装置，其特征在于，所述上连接座采用螺纹连接的方式与所述真空灭弧室的静端可拆连接。

4.根据权利要求2所述的真空灭弧室真空度测量装置，其特征在于，所述下支撑座上设有插槽，插槽的槽壁上设有挡止凸起，所述上连接座包括用于与真空灭弧室连接的连接段和设置在连接段周向上的卡接凸起，上连接座与插槽插接配合以使卡接凸起越过挡止凸起，转动上连接座，卡接凸起与挡止凸起在灭弧室定位座的轴向上挡止配合以实现上连接座与下支撑座的卡接。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的真空灭弧室真空度测量装置，其特征在于，所述灭弧室定位座还包括滑板，滑板水平移动地装配在机架上，所述下支撑座绝缘装配在滑板上，所述静端电极固定在下支撑座上。

6.根据权利要求5所述的真空灭弧室真空度测量装置，其特征在于，所述机架上设有限位结构，限位结构为由所述滑板触发的触发开关，或者限位结构为与所述滑板挡止配合的挡止件，滑板触碰触发开关时或所述滑板与挡止件挡止配合时，所述电磁线圈与真空灭弧室上下对应。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的真空灭弧室真空度测量装置，其特征在于，所述动端电极上下移动装配在机架上，所述电磁线圈在初始状态时对应套装在动端电极的外部。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的真空灭弧室真空度测量装置，其特征在于，所述机架上设有两根平行布置的丝杠，丝杠与所述线圈固定座螺纹连接，机架上还设有驱动电机，驱动电机通过传动机构同时驱动两个丝杠旋转以带动线圈固定座上下移动。

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