CN113189453B - 一种gis内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置，装置中，固定支架环绕且固定于气体绝缘组合电器GIS外表面，套筒固定连接所述固定支架，所述套筒包括朝向所述外表面的第一开口端和相对于所述第一开口端的第二开口端，第二开口端和第一开口端形成第一方向，配重块可移动地设在套筒内以沿着所述第一方向往复移动，导杆经由所述第二开口端可移动地穿设于所述套筒中以撞击所述配重块，电磁致动组件连接且致动所述导杆，使得所述导杆撞击所述配重块，控制单元连接所述电磁致动组件，所述控制单元调节电学参数以控制所述电磁致动组件的致动力、碰撞动量以及冲击作用时间或冲击频率。

Description

一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置

技术领域

本发明涉及GIS技术领域，尤其涉及一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置。

背景技术

金属微粒的存在对气体绝缘组合电器(GIS)绝缘可靠性造成巨大威胁，金属微粒通过感应带电并在电场力作用下从壳体表面跳起，并不断与壳体碰撞发出声信号，声信号检测方式通过接收微粒与壳体碰撞产生的声信号进而对金属微粒进行识别。然而GIS实际运行条件下，由于壳体表面脏污、静电吸附力以及微粒自身属性(如等质量片状金属微粒相对于球形以及线形微粒更难起跳)等作用，导致微粒在正常运行电压下无法起跳，因此无法利用声信号检测方式对其进行检测识别。但是处于静止状态的金属微粒仍然会对GIS的绝缘性能造成潜在的威胁，实际工况条件下，GIS内高压断路器分合闸操作、导杆接头松动以及其他运行工况下导致的壳体振动对金属微粒的激活，进而给GIS绝缘性能带来威胁。

由此可见，由于GIS内断路器动作等影响，正常运行电压等级下处于静止状态的金属微粒仍有可能被激活进而对GIS安全稳定可靠运行产生威胁。因此有必要针对难起跳具有潜在威胁的静止金属微粒，通过施加外施冲击振动的方式，能够有效降低金属微粒的起跳场强，使其起跳电压降低，从而达到有效激活金属微粒，实现对其有效检出，排除潜在威胁的目的。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置。有效降低金属微粒的起跳场强，使其起跳电压降低，从而达到有效激活金属微粒，实现对其有效检出。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置包括：

固定支架，其环绕且固定于气体绝缘组合电器GIS外表面，

套筒，其固定连接所述固定支架，所述套筒包括朝向所述外表面的第一开口端和相对于所述第一开口端的第二开口端，第二开口端和第一开口端形成第一方向，

配重块，其可移动地设在套筒内以沿着所述第一方向往复移动，

导杆，其经由所述第二开口端可移动地穿设于所述套筒中以撞击所述配重块，

电磁致动组件，其连接且致动所述导杆，使得所述导杆撞击所述配重块，

控制单元，其连接所述电磁致动组件，所述控制单元调节电学参数以控制所述电磁致动组件的致动力、碰撞动量以及冲击作用时间或冲击频率。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，固定支架为环状结构，其直径可调，所述环状结构内圈设有连接所述外表面的支承件。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，所述环状结构螺栓固定于所述气体绝缘组合电器GIS。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，所述GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置还包括连接所述固定支架的支承架，所述套筒支承于所述支承架中，电磁致动组件和调压器连接所述支承架。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，所述第一方向垂直于所述外表面。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，触头其设在所述配重块朝向所述外表面一侧，其随着所述配重块移动以撞击所述外表面。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，所述触头为橡胶材质制成。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，所述导杆可拆卸连接所述电磁致动组件，所述导杆与所述配重块间隔预定自由行程的距离，所述预定自由行程可调。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，所述电磁致动组件包括用于提供磁吸力的电磁铁。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置中，所述电学参数包括电压参数或电流参数，所述控制单元包括调节电压的调压器，所述调压器调节电压的幅值和频率以控制所述电磁致动组件的致动力、碰撞动量以及冲击作用时间或冲击频率。

在上述技术方案中，本发明提供的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置，具有以下有益效果：GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置结构简单，使用方便，冲击振动施加装置通过控制电磁铁通断电进而控制电磁铁的吸合过程，推动导杆与配重块碰撞，给GIS壳体施加冲击激励，通过调节调压器输入电压幅值、配重块以及触头材质，可实现对电磁铁吸合力、碰撞动量以及冲击作用时间的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图1，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1所示，在一个实施例中，本发明的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置包括，

固定支架7，其环绕且固定于气体绝缘组合电器GIS外表面8，

套筒6，其固定连接所述固定支架7，所述套筒6包括朝向所述外表面8的第一开口端和相对于所述第一开口端的第二开口端，第二开口端和第一开口端形成第一方向，

配重块4，其可移动地设在套筒6内以沿着所述第一方向往复移动，

导杆3，其经由所述第二开口端可移动地穿设于所述套筒6中以撞击所述配重块4，

电磁致动组件2，其连接且致动所述导杆3，使得所述导杆3撞击所述配重块4，

控制单元1，其连接所述电磁致动组件2，所述控制单元1调节电学参数以控制所述电磁致动组件2的致动力、碰撞动量以及冲击作用时间或冲击频率。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，固定支架7为环状结构，其直径可调，所述环状结构内圈设有连接所述外表面8的支承件9。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，所述环状结构螺栓固定于所述气体绝缘组合电器GIS。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，所述GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置还包括连接所述固定支架7的支承架10，所述套筒6支承于所述支承架10中，电磁致动组件2和调压器连接所述支承架10。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，所述第一方向垂直于所述外表面8。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，触头5其设在所述配重块4朝向所述外表面8一侧，其随着所述配重块4移动以撞击所述外表面8。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，所述触头5为橡胶材质制成。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，所述导杆3可拆卸连接所述电磁致动组件2，所述导杆3与所述配重块4间隔预定自由行程的距离，所述预定自由行程可调。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，所述电磁致动组件2包括用于提供磁吸力的电磁铁。

所述的一种GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置的优选实施例中，所述电学参数包括电压参数或电流参数，所述控制单元1包括调节电压的调压器，所述调压器调节电压的幅值和频率以控制所述电磁致动组件2的致动力、碰撞动量以及冲击作用时间或冲击频率。

在一个实施例中，调压器与电磁铁连接，通过调节调压器，调节输入电压，由于电路电阻阻值不变，输入电压变化会引起电路导通时电流幅值同步发生改变。由于电磁铁是可以通过电流来产生磁力的器件，并且电磁铁所产生的磁场与电流大小有关，利用电流大小来控制磁场，对电磁铁的磁力产生影响，进而影响电磁铁的吸合速度。

在一个实施例中，电磁铁与导杆3固定连接，电磁铁吸合过程中推动导杆3沿竖直方向同步运动。

在一个实施例中，导杆3与配重块4无约束，导杆3通过圆柱形套筒6底端穿入套筒6中，配重块4也置于套筒6内，套筒6用于约束配重块4运动时运动方向，使其运动方向始终沿着套筒6竖直向上，保证每次配重块4与壳体碰撞时位置以及施加的冲击激励保持稳定。导杆3撞击配重块4，配重块4受到导杆3冲击作用力沿着套筒6内壁经过一段自由行程与GIS外壳发生碰撞。

在一个实施例中，配重块4材质可调，对于不同材质的配重块4，由于材质不同配重块4质量也不同，当配重块4与壳体发生碰撞时，碰撞速度一定的情况下，质量越大的配重块4碰撞所产生的冲量也越大。给GIS壳体施加的冲击激励相应更加强烈。

在一个实施例中，配重块4与壳体接触的触头5可更换材质，对于不同材质的触头5，相同冲击动量的情况下，不同材质的触头5对壳体施加的冲击激励同样会有影响。橡胶材质的接触触头5相对于钢制的触头5在相同冲击动量情况下对壳体的冲击激励要弱，且由于橡胶触头5相对于钢制触头5更有弹性，触头5与壳体接触过程中由于橡胶形变由压缩以及恢复过程组成，因此橡胶触头5相对于钢制触头5与壳体接触时间更长，也即施加作用力的时间也更久。

在一个实施例中，固定支架7由含碳量较高的钢组成，固定支架7呈圆形，其直径根据不同电压等级的GIS管道直径可调，固定支架7通过包围在GIS外壳处，连接处使用螺栓固定，可实现支架与GIS壳体的稳定可靠连接。

在一个实施例中，固定支架7与外施冲击振动激励的套筒6呈固定约束，将套筒6穿过固定支架7并且焊接在一起，避免电磁机构吸合动作时导致套筒6方向发生偏移，进而导致外施冲击作用力方向以及大小发生变化。

在一个实施例中，GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置在GIS外壳底部设，冲击振动施加装置通过控制电磁铁通断电进而控制电磁铁的吸合过程，推动导杆3与配重块4碰撞，给GIS壳体施加冲击激励，包括电磁铁、可更换导杆3、配重块4、套筒6、冲击振动固定装置、调压器。其中，调压装置与电磁铁串联，通过调节调压器控制外施电压大小，对电路中电流大小进行调节，电流大小可对电磁铁所产生的磁场产生影响，进而控制电磁铁吸合速度。电磁铁与导杆3呈固定约束，电磁铁吸合过程中推动导杆3动作，导杆3与配重块4发生碰撞推动配重块4与GIS壳体碰撞，给GIS壳体施加冲击激励。由于电路中电流大小和配重块4材质均可进行调节，因此外施冲击振动激励参数可通过调节外施电压幅值以及更换配重块4调节。电磁冲击振动装置通过固定于GIS外壳的固定装置将其固定在GIS壳体底部，可防止电磁铁多次动作后位置发生偏移从而对外施冲击振动激励效果产生影响。

在一个实施例中，调压器采用功率为1kW，电压输出范围0～250V的可调节输出电压。

在一个实施例中，电磁铁的行程优选为25mm，最大吸力为80N。

在一个实施例中，导杆3优选材质为金属钢材质。

在一个实施例中，配重块4优选采用金属钢和铝合金材质，优点是在冲击速度相同时可产生不同大小的冲量。

在一个实施例中，触头5优选橡胶和金属钢材质，可产生冲击效果差别较大的冲击激励。

在一个实施例中，固定支架7优选含碳量较高钢材质，含碳量较高钢材质硬度较大，在电磁铁多次动作冲击作用下不易产生变形，保证可靠连接。

在一个实施例中，本发明提出的GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置，是在GIS外壳底部设置一套电磁冲击振动施加装置，冲击振动施加装置通过控制电磁铁通断电进而控制电磁铁的吸合过程，推动导杆3与配重块4碰撞，给GIS壳体施加冲击激励，包括电磁铁、可更换导杆3、配重块4、套筒6、冲击振动固定装置、调压器，通过调节调压器输入电压幅值、配重块4以及触头5材质，可实现对电磁铁吸合力、碰撞动量以及冲击作用时间的调节。可以根据现场不同电压等级的GIS施加可调的冲击激励，保证有效激活GIS管道内“易蛰伏”金属微粒。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种GIS内金属微粒的检出方法，其特征在于，

所述检出方法通过控制电磁铁通断电进而控制电磁铁的吸合过程，推动导杆与配重块碰撞，给GIS壳体施加冲击激励，通过调节调压器输入电压幅值、配重块以及触头的材质，实现对电磁铁吸合力、碰撞动量以及冲击作用时间的调节；且根据现场不同电压等级的GIS施加可调的冲击激励，保证有效激活GIS管道内“易蛰伏”金属微粒；

所述检出方法通过GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置实施，所述GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置包括：

固定支架，其环绕且固定于气体绝缘组合电器GIS外表面；

套筒，其固定连接所述固定支架，所述套筒包括朝向所述外表面的第一开口端和相对于所述第一开口端的第二开口端，第二开口端和第一开口端形成第一方向；

配重块，其可移动地设在套筒内以沿着所述第一方向往复移动；

导杆，其经由所述第二开口端可移动地穿设于所述套筒中以撞击所述配重块；

电磁致动组件，其连接且致动所述导杆，使得所述导杆撞击所述配重块，且电磁致动组件包括用于提供磁吸力的电磁铁；

控制单元，其连接所述电磁致动组件，所述控制单元调节电学参数以控制所述电磁致动组件的致动力、碰撞动量以及冲击作用时间或冲击频率, 所述电学参数包括电压参数或电流参数，所述控制单元包括调节电压的调压器，所述调压器调节电压的幅值和频率以控制所述电磁致动组件的致动力、碰撞动量以及冲击作用时间或冲击频率，调压器与电磁致动组件连接，通过调节调压器，调节输入电压，由于电路电阻阻值不变，输入电压变化会引起电路导通时电流幅值同步发生改变。

2.根据权利要求1所述的检出方法，其特征在于，固定支架为环状结构，其直径可调，所述环状结构内圈设有连接所述外表面的支承件。

3.根据权利要求2所述的检出方法，其特征在于，所述环状结构通过螺栓固定于所述气体绝缘组合电器GIS。

4.根据权利要求1所述的检出方法，其特征在于，所述GIS内金属微粒起跳激励用冲击振动施加装置还包括连接所述固定支架的支承架，所述套筒支承于所述支承架中，电磁致动组件和调压器连接所述支承架。

5.根据权利要求1所述的检出方法，其特征在于，所述第一方向垂直于所述外表面。

6.根据权利要求1所述的检出方法，其特征在于，触头设在所述配重块朝向所述外表面一侧，其随着所述配重块移动以撞击所述外表面。

7.根据权利要求6所述的检出方法，其特征在于，所述触头为橡胶材质制成。

8.根据权利要求1所述的检出方法，其特征在于，所述导杆可拆卸连接所述电磁致动组件，所述导杆与所述配重块间隔预定自由行程的距离，所述预定自由行程可调。

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