CN117870853A - 一种gis组合电器振动监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种GIS组合电器振动监测装置，涉及振动监测设备技术领域，包括顶板，顶板的底部安装有第一气缸，第一气缸的外部设置有支撑板，支撑板与顶板之间连接有第二气缸，顶板的底部固定设置有传力环，支撑板上转动安装有传动轴，传动轴外壁上套装有与传力环外壁相接触的偏心轴套，传动轴的端部传动连接有第一电机，支撑板的底部设置有用于辅助振动反馈的凸轮组件，凸轮组件传动连接有第二电机。本发明可实时对GIS组合电器的振动频率进行监测，确保在GIS组合电器产生故障时，作业人员能够及时进行检修及维护，从而保障GIS组合电器的正常运转，不仅可降低维修成本，同时也可避免发生安全事故，保障生产安全。

Description

一种GIS组合电器振动监测装置

技术领域

本发明涉及振动监测设备技术领域，具体公开了一种GIS组合电器振动监测装置。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备（简称GIS)是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管或电缆终端等元件组合封闭在接地的金属壳体内，充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质所组成的成套开关设备。GIS组合电器根据安装地点可分为户外式和户内式两种，两种GIS组合电器均需要安装在水平安装架内；当GIS组合电器正常运转时，在正常的工频下，其振动频率可控制在100Hz左右；当GIS组合电器存在放电缺陷、接触不良或机械卡涩等异常情况时，GIS组合电器的振动频率大约为2kHz以上，此时则需要作业人员对GIS组合电器进行检修，以此保证GIS组合电器的正常运转。

授权公告号为：CN216433234U的实用新型公开了一种用于测量GIS振动的便携式辅助构架，包括辅助构架以及固定模组；辅助构架由契合架以及底架组成；契合架契合连接在底架的上端，且固定模组卡接在契合架以及底架之间；固定模组由上模板、下模板、固定杆、一号限位块以及二号限位块组成；上模板卡接在下模板上；固定杆设置在下模板的两侧表面，且固定杆的顶端贯穿于上模板；一号限位块设置在上模板的两端，且二号限位块设置在下模板的一端。

在公开的现有技术中，需要配合振动传感器进行协同作业，通过辅助构架可将上述技术中的整体结构与GIS组合电器相固定，并将振动传感器固定在辅助构架内，固定模组则可以保证振动传感器的稳固性，通过振动传感器则可实现对于GIS组合电器的振动测试作业。上述现有技术无法对GIS组合电器的振动进行实时监测，仅在GIS组合电器长时间发生异响振动时，可辅助作业人员进行振动排查；而在现实生活中，GIS组合电器需要长时间不间断工作，如发生放电缺陷、接触不良或机械卡涩等故障情况时，GIS组合电器故障初期的振动频率则较为细微，作业人员很难及时获取故障信息，待其振动频率发展至作业人员能够觉察的异响时，GIS组合电器则有可能被迫停运，轻则对GIS组合电器的内部结构造成不可逆的损伤，增加GIS组合电器的维修成本，重则将引发电力事故，从而产生难以预估的安全事故。

发明内容

针对目前的GIS组合电器振动测量设备，存在无法实时进行振动监测的缺陷，以致于GIS组合电器在产生故障时，难以及时进行检修及维护；为消除上述弊端，本发明提供了一种GIS组合电器振动监测装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:

一种GIS组合电器振动监测装置，包括用于固定安装GIS组合电器的顶板，所述顶板的底部安装有第一气缸，所述第一气缸的外部设置有支撑板，所述支撑板与顶板之间连接有第二气缸，所述顶板的底部固定设置有传力环，所述支撑板上转动安装有传动轴，所述传动轴外壁上套装有与传力环外壁相接触的偏心轴套，所述传动轴的端部传动连接有第一电机，所述支撑板的底部设置有用于辅助振动反馈的凸轮组件，所述凸轮组件传动连接有第二电机。

优选的，所述支撑板上开设有贯穿的通孔，所述通孔的直径尺寸大于第一气缸的缸筒直径尺寸。

优选的，所述顶板的底部固定安装有支座，所述支座的外侧连接有支杆，所述支撑板上螺纹安装有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆与支杆之间设置有相钩连的拉力弹簧。

优选的，所述顶板的底部安装有固定座，所述固定座内部装配有插杆，所述传力环固定套装在插杆的外周壁上，所述支撑板上固定安装有第一轴座，所述传动轴转动安装在第一轴座内，所述传动轴与第一电机之间设置有用于传动连接的联轴器，所述第一电机通过电机底座固定安装在支撑板上。

优选的，所述第一轴座与支撑板之间设置有用于缓振的第一胶块，所述第一轴座、支撑板、第一胶块通过第一长杆螺栓紧固相连。

优选的，所述支撑板的底部设置有用于安装凸轮组件的承重架，所述第二电机固定安装在承重架上，所述承重架的底部安装有高度可调的脚座组件。

优选的，所述凸轮组件包括与支撑板底面固定连接的凸轮座，所述凸轮座内安装有凸轮，所述凸轮内部固定连接有转轴，所述转轴的外部套装有第二轴座，所述第二轴座与承重架、脚座组件相连接。

优选的，所述转轴设置有两根且对称布置在支撑板的底部，两根转轴一侧的端部均固定安装有第一带轮，两个第一带轮通过第一皮带传动连接，其中一根转轴另一侧的端部固定安装有第二带轮，所述第二电机上套装有第三带轮，所述第二带轮与第三带轮之间传动连接有第二皮带。

优选的，所述凸轮座与支撑板之间设置有用于缓振的第二胶块，所述凸轮座、支撑板、第二胶块通过第二长杆螺栓紧固相连。

优选的，所述脚座组件包括脚板，所述脚板上固定安装有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆的顶端与第二轴座、承重架螺纹连接，所述第二轴座的顶部、承重架的底部均设置有与第二螺纹杆螺纹连接的防松螺栓。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置传力环与偏心轴套可将顶板的振动频率转化为传动轴的转速，并通过第一电机实时输出电力，该电力的电压则可间接反馈GIS组合电器的振动频率，同时支撑板底部的凸轮组件可驱动第二电机，从而通过第二电机的电压进一步反馈GIS组合电器的振动频率，确保本装置的可靠性，本发明可实时对GIS组合电器的振动频率进行监测，解决了现有技术中的技术缺陷，可确保在GIS组合电器产生故障时，作业人员能够及时进行检修及维护，从而保障GIS组合电器的正常运转，不仅可降低GIS组合电器的维修成本，同时也可避免发生安全事故，保障生产安全；

2、本发明通过在顶板与支撑板之间设置拉力弹簧，可有效利用拉力弹簧的拉伸力，一方面可为第二气缸分担承重力，延长第二气缸的使用寿命，另一方面可帮助顶板向上回弹，增加整体装置的稳定性，从而提升整体装置的协调性；

3、本发明通过设置第一胶块、第二胶块的缓振结构，既可以实现对于第一轴座、凸轮座的缓振功能，同时也可保证传动轴、转轴转动时的稳定性，从而确保第一电机、第二电机的平稳度；

4、本发明通过在承重架的底部安装高度可调的脚座组件，可是本装置适配多种地形，通过调整脚座组件的安装高度可与凸轮组件的布置位置相匹配，既保证了承重架的承重能力，又可增强承重架的灵活度，以此保证凸轮组件可正常反馈支撑板的振动频率，提升了整体装置的灵活度，因此具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本发明的整体装置结构示意图；

图2为本发明的第二气缸安装结构示意图；

图3为本发明的传动轴安装结构示意图；

图4为本发明的传力环与偏心轴套配合安装结构示意图；

图5为本发明的拉力弹簧安装结构示意图；

图6为本发明的凸轮组件结构示意图；

图7为本发明的转轴安装结构示意图；

图8为本发明的脚座组件结构示意图；

图中：1.顶板，2.第一气缸，3.支撑板，4.第二气缸，5.传力环，6.传动轴，7.偏心轴套，8.第一电机，9.凸轮组件，901.凸轮座，902.凸轮，903.转轴，904.第二轴座，905.第一带轮，906.第一皮带，907.第二带轮，10.第二电机，11.通孔，12.支座，13.支杆，14.第一螺纹杆，15.拉力弹簧，16.固定座，17.插杆，18.第一轴座，19.联轴器，20.电机底座，21.第一胶块，22.第一长杆螺栓，23.承重架，24.脚座组件，2401.脚板，2402.第二螺纹杆，2403.防松螺栓，25.第二胶块，26.第二长杆螺栓，27.第三带轮，28.第二皮带。

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，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明的保护范围。

本具体实施方式提供了一种GIS组合电器振动监测装置，如图1-图8所示，包括顶板1，所述顶板1的上平面设置有安装孔，该安装孔可用于固定安装GIS组合电器，从而将GIS组合电器稳固安装在本装置上；所述顶板1的底部安装有第一气缸2，所述第一气缸2设置有四个且分别布置在顶板1底部的四角处，所述顶板1的上平面与第一气缸2的活塞杆固定连接，所述第一气缸2的缸筒固定安装在地面上；GIS组合电器产生振动时可向下抵压顶板1，带动第一气缸2的活塞杆在其缸筒内做上下往复运动，从而在GIS组合电器产生振动时，可将其振动频率传递给顶板1。所述顶板1的底部设置有支撑板3，所述支撑板3与顶板1上下垂直布置，所述支撑板3上开设有贯穿的通孔11，所述通孔11设置有四个，均为圆形孔，四个通孔11均匀的布置在支撑板3的四角处，所述第一气缸2设置在通孔11的内部；并且，所述通孔11的直径尺寸大于第一气缸2的缸筒直径尺寸；通过设置通孔11，可便于第一气缸2直接穿过支撑板3。

如图2-图5所示，所述支撑板3与顶板1之间连接有第二气缸4，所述第二气缸4的缸筒固定安装在支撑板3的上平面上，所述第二气缸4的活塞杆与顶板1固定相连；所述第二气缸4设置有四个且均布置在第一气缸2的内侧。所述顶板1的底部固定安装有支座12，所述支座12设置有两个且对称布置在第二气缸4的内侧；所述支座12为直角型结构，所述支座12其中的一个平直面与顶板1的下表面固定连接，所述支座12其中的另一个平直面上连接有支杆13，所述支杆13的端部朝向支座12的外侧，所述支撑板3上开设有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹安装有第一螺纹杆14，所述第一螺纹杆14的顶部开设有孔洞，所述第一螺纹杆14与支杆13之间设置有相钩连的拉力弹簧15，所述拉力弹簧15的顶部弯钩与支杆13的外壁相钩连，所述拉力弹簧15的底部弯钩可穿过第一螺纹杆14的孔洞，从而与一螺纹杆14相钩连。通过在顶板1与支撑板3之间设置第二气缸4，可将顶板1的振动频率传递给支撑板3；通过设置支座12、支杆13、第一螺纹杆14、拉力弹簧15的配合结构，一方面可为第二气缸4分担承重力，另一方面可帮助顶板1向上回弹，从而提升整体装置的协调性。

所述顶板1的底部安装有固定座16，所述固定座16的内部开设有凹槽，该凹槽的内部装配有插杆17，所述插杆17为固定装配；所述插杆17的外周壁上固定套装有传力环5。所述固定座16的下方设置有第一轴座18，所述第一轴座18设置有两个且均布置在第二气缸4的内侧，两个第一轴座18均固定安装在支撑板3的上表面；所述第一轴座18内转动安装有传动轴6，所述传动轴6的外壁上套装有偏心轴套7，所述偏心轴套7布置在两个第一轴座18之间，且偏心轴套7的外壁与传力环5的外壁相接触；当顶板1产生振动时，在传力环5的传动下，可使偏心轴套7在传动轴6的外壁上转动，由于传动轴6安装在第一轴座18内，传动轴6便可在第一轴座18内进行转动，所述传动轴6的转动速度与顶板1的振动频率正相关。

所述支撑板3的上表面上固定安装有电机底座20，所述电机底座20内固定安装有第一电机8；所述第一电机8的电机轴与传动轴6通过联轴器19传动连接；所述传动轴6转动时，可带动第一电机8的电机轴转动，产生电动势，从而输出电力，所述第一电机8产生的电压则与顶板1的振动频率正相关；所述第一电机8可通过有线或无线的方式与终端显示设备相连接，作业人员可实时获取第一电机8的状态。

其中，第一轴座18与支撑板3之间设置有用于缓振的第一胶块21，所述第一胶块21内安装有第一长杆螺栓22，所述第一长杆螺栓22可用于连接第一轴座18、支撑板3、第一胶块21，从而将第一轴座18固定安装在支撑板3上。通过设置第一胶块21，可起到缓振的作用；所述第一胶块21可使用大密度橡胶制成，既可以实现对于第一轴座18的缓振功能，同时也可以减小对于传力环5与传动轴6振动传递的影响，以此保证传动轴6可在第一轴座18内稳定转动。

所述支撑板3的底部设置有承重架23，如图6-图7所示，所述支撑板3与承重架23之间设置有用于辅助振动反馈的凸轮组件9。所述凸轮组件9包括与支撑板3底面固定连接的凸轮座901，所述凸轮座901设置有四个且两两线性布置，该凸轮座901均为倒置安装；所述凸轮座901内均安装有凸轮902，所述凸轮902内部固定连接有转轴903，所述转轴903设置有两根；每根转轴903的外部套装有第二轴座904，所述第二轴座904设置有四个，其中两个第二轴座904安装在一根转轴903的两端，另外两个第二轴座904装在另一根转轴903的两端；上述第二轴座904均固定安装在承重架23上。通过设置凸轮座901、凸轮902的配合结构，可先将支撑板3的振动频率转化为凸轮902在凸轮座901内的往复运动，由于转轴903通过第二轴座904安装在承重架23上，凸轮902可带动转轴903在第二轴座904内进行转动，从而实现传动作用；所述转轴903的转动速率与支撑板3的振动频率正相关。

两根转轴903一侧的端部均固定安装有第一带轮905，两个第一带轮905通过第一皮带906传动连接；通过设置第一皮带906，可增加两根转轴903的协调性，使其转动速率相同。其中一根转轴903另一侧的端部固定安装有第二带轮907，所述承重架23上固定安装有第二电机10，所述第二电机10的电机轴上套装有第三带轮27，所述第二带轮907与第三带轮27之间传动连接有第二皮带28；通过设置第二皮带28，转轴903转动时可带动第二电机10的电机轴转动，从而使第二电机10输出电力，第二电机10产生的电压则与支撑板3的振动频率正相关；所述第二电机10可通过有线或无线的方式与终端显示设备相连接，作业人员可实时获取第二电机10的状态。

其中，所述凸轮座901与支撑板3之间设置有用于缓振的第二胶块25，所述第二胶块25与第一胶块21的功能作用均相同；所述凸轮座901、支撑板3、第二胶块25通过第二长杆螺栓26紧固相连。

如图8所示，所述承重架23的底部安装有高度可调的脚座组件24，所述脚座组件24设置有四组且分别安装在承重架23的底部四角处。所述脚座组件24包括脚板2401，所述脚板2401固定安装在地面上；所述脚板2401上固定安装有第二螺纹杆2402，所述第二螺纹杆2402的顶端与第二轴座904、承重架23螺纹连接，所述第二轴座904的顶部、承重架23的底部均设置有与第二螺纹杆2402螺纹连接的防松螺栓2403；通过在第二螺纹杆2402上设置防松螺栓2403，可将第二轴座904、承重架23与脚板2401紧固相连，并通过调整承重架23在第二螺纹杆2402上的安装位置，从而对承重架23的安装高度进行调整，以此适配凸轮组件9在支撑板3与承重架23之间的安装位置。

本发明的工作原理为：

安装GIS组合电器前，需先将本装置安装在地面上，随后使用吊装设备将GIS组合电器吊装至顶板1的上表面，将GIS组合电器外部的安装架与顶板1固定连接；由于高电压GIS组合电器的体积及重量较大，例如：252kVGIS组合电器，则需要在GIS组合电器的底部安装多个本装置，从而可有效提升GIS组合电器安装的稳定性。

当GIS组合电器存在放电缺陷、接触不良或机械卡涩等异常情况时，GIS组合电器将会首先产生低频振动，GIS组合电器振动将会带动顶板1在第一气缸2、第二气缸4上进行振动；顶板1振动时，传力环5将会与偏心轴套7的外壁产生抵压作用，从而带动偏心轴套7在传动轴6的外壁上转动，由于传动轴6安装在第一轴座18内，因此偏心轴套7可带动传动轴6转动，从而使传动轴6与第一电机8的电机轴传动配合，第一电机8的内部则可以产生电动势，从而输出电力，第一电机8输出的电压则代表顶板1振动频率的高低；由于支撑板3与顶板1相连接，顶板1产生振动时可带动支撑板3振动，支撑板3振动时，可带动凸轮座901一同振动，从而使凸轮902在凸轮座901内转动，以此带动转轴903转动，转轴903在第二皮带28的传动作用下，使第二电机10的电机轴转动，令第二电机10的内部产生电动势，从而输出电力，第二电机10输出的电压则代表支撑板3振动频率的高低。

作业人员可实时获取第一电机8与第二电机10所输出的电压，从而判断GIS组合电器所产生的振动频率；当第一电机8与第二电机10输出的电压超过所设定的阀值时，作业人员可在终端设备上获取预警信息，作业人员从而可及时进行现场检修与维护，从而保证GIS组合电器的正常工作。

本发明与现有技术相比，本发明通过设置传力环5与偏心轴套7可将顶板1的振动频率转化为传动轴6的转速，并通过第一电机8实时输出电力，该电力的电压则可间接反馈GIS组合电器的振动频率，同时支撑板3的底部的凸轮组件9可驱动第二电机10，从而通过第二电机10的电压进一步反馈GIS组合电器的振动频率，确保本装置的可靠性；通过在顶板1与支撑板3之间设置拉力弹簧15，可延长第二气缸4的使用寿命，并增加整体装置的稳定性；通过设置第一胶块21、第二胶块25的缓振结构，可确保第一电机8、第二电机10的平稳度；通过在承重架23的底部安装高度可调的脚座组件24，可有效提升整体装置的灵活度。由此可见，本发明可实时对GIS组合电器的振动频率进行监测，解决了现有技术中的技术缺陷，可确保在GIS组合电器产生故障时，作业人员能够及时进行检修及维护，从而保障GIS组合电器的正常运转，不仅可降低GIS组合电器的维修成本，同时也可避免发生安全事故，保障生产安全；综上所述，本发明具有非常广泛的应用前景。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种GIS组合电器振动监测装置，包括用于固定安装GIS组合电器的顶板（1），其特征在于，所述顶板（1）的底部安装有第一气缸（2），所述第一气缸（2）的外部设置有支撑板（3），所述支撑板（3）与顶板（1）之间连接有第二气缸（4），所述顶板（1）的底部固定设置有传力环（5），所述支撑板（3）上转动安装有传动轴（6），所述传动轴（6）外壁上套装有与传力环（5）外壁相接触的偏心轴套（7），所述传动轴（6）的端部传动连接有第一电机（8），所述支撑板（3）的底部设置有用于辅助振动反馈的凸轮组件（9），所述凸轮组件（9）传动连接有第二电机（10）。

2.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述支撑板（3）上开设有贯穿的通孔（11），所述通孔（11）的直径尺寸大于第一气缸（2）的缸筒直径尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述顶板（1）的底部固定安装有支座（12），所述支座（12）的外侧连接有支杆（13），所述支撑板（3）上螺纹安装有第一螺纹杆（14），所述第一螺纹杆（14）与支杆（13）之间设置有相钩连的拉力弹簧（15）。

4.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述顶板（1）的底部安装有固定座（16），所述固定座（16）内部装配有插杆（17），所述传力环（5）固定套装在插杆（17）的外周壁上，所述支撑板（3）上固定安装有第一轴座（18），所述传动轴（6）转动安装在第一轴座（18）内，所述传动轴（6）与第一电机（8）之间设置有用于传动连接的联轴器（19），所述第一电机（8）通过电机底座（20）固定安装在支撑板（3）上。

5.根据权利要求4所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述第一轴座（18）与支撑板（3）之间设置有用于缓振的第一胶块（21），所述第一轴座（18）、支撑板（3）、第一胶块（21）通过第一长杆螺栓（22）紧固相连。

6.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述支撑板（3）的底部设置有用于安装凸轮组件（9）的承重架（23），所述第二电机（10）固定安装在承重架（23）上，所述承重架（23）的底部安装有高度可调的脚座组件（24）。

7.根据权利要求6所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述凸轮组件（9）包括与支撑板（3）底面固定连接的凸轮座（901），所述凸轮座（901）内安装有凸轮（902），所述凸轮（902）内部固定连接有转轴（903），所述转轴（903）的外部套装有第二轴座（904），所述第二轴座（904）与承重架（23）、脚座组件（24）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述转轴（903）设置有两根且对称布置在支撑板（3）的底部，两根转轴（903）一侧的端部均固定安装有第一带轮（905），两个第一带轮（905）通过第一皮带（906）传动连接，其中一根转轴（903）另一侧的端部固定安装有第二带轮（907），所述第二电机（10）上套装有第三带轮（27），所述第二带轮（907）与第三带轮（27）之间传动连接有第二皮带（28）。

9.根据权利要求7所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述凸轮座（901）与支撑板（3）之间设置有用于缓振的第二胶块（25），所述凸轮座（901）、支撑板（3）、第二胶块（25）通过第二长杆螺栓（26）紧固相连。

10.根据权利要求7所述的一种GIS组合电器振动监测装置，其特征在于，所述脚座组件（24）包括脚板（2401），所述脚板（2401）上固定安装有第二螺纹杆（2402），所述第二螺纹杆（2402）的顶端与第二轴座（904）、承重架（23）螺纹连接，所述第二轴座（904）的顶部、承重架（23）的底部均设置有与第二螺纹杆（2402）螺纹连接的防松螺栓（2403）。