CN204578383U - 一种高压硅堆极性转换检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压硅堆极性转换检测装置，所述的极性转换检测装置包括检测高压硅堆正负极性的正极性检测油路和负极性检测油路，正极性检测油路和负极性检测油路分别与极性转换动作油缸的供油油路连接，正极性检测油路包括依次设置的正极性行程换向阀和正极性压力检测组件，负极性检测油路包括依次设置的负极性行程换向阀和负极性压力检测组件，极性转换动作油缸的供油油路上设置有主压力检测组件。本实用新型的高压硅堆极性转换检测装置利用液压信号代替原行程开关机械动作检测信号，耐高压，安全性和可靠性好。
Description
技术领域
本实用新型属于直流高压发生器技术领域，具体涉及一种高压硅堆极性转换检测装置。
背景技术
作为直流高压发生器的核心部件，高压硅堆是其重要的组成部套件，根据直流倍压回路构成除最下根硅堆外，其余硅堆在回路中均处于高电位状态，为检测硅堆极性转换情况，传统方式是采用行程开关并布置在最下端的硅堆接地端，通过硅堆极性转换机械联动杠杆带动行程开关动作间接检测硅堆转换到位状态。具体地，将行程开关安装在预先设置的位置，该位置必须是最下根硅堆低电位端且须为接地端，设计与硅堆极性转换油缸推拉轴联动的机械推杆，硅堆极性转换动作时该推杆上的模块分别撞击正极性行程开关和负极性行程开关，相应行程开关内部触点动作，从而实现机械信号和电气信号的切换。
随着试验电压等级的不断提高需要由更多硅堆组成倍压回路，但已有方案仅可布置于最下根硅堆的接地电位端，通过一根硅堆的转换情况来推导判断所有硅堆的转换情况，故可靠性不高仅适用于低电压且硅堆不多的情况；由于高压试验过程中往往会因试品异常放电而出现地电位抬高、涌流涌压等状况，常常会造成检测行程开关损坏，同时过电压也往往会通过其连接电缆而使控制设备因过压过流击穿损坏并可能造成人员伤亡等重大安全事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有的直流高压发生器的高压硅堆的检测中存在的问题，提供一种高压硅堆极性转换检测装置，利用液压信号来检测硅堆的转换到位情况，安全可靠。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种高压硅堆极性转换检测装置，所述高压硅堆包括硅堆单元静触头、硅堆单元动触头、推杆组件和极性转换动作油缸，极性转换动作油缸通过推杆组件与硅堆单元动触头连接，用于驱动硅堆单元动触头与硅堆单元静触头连接而将各硅堆单元正极性连接或负极性连接；所述的极性转换检测装置包括检测高压硅堆正负极性的正极性检测油路和负极性检测油路，正极性检测油路和负极性检测油路分别与极性转换动作油缸的供油油路连接，正极性检测油路包括依次设置的正极性行程换向阀和正极性压力检测组件，负极性检测油路包括依次设置的负极性行程换向阀和负极性压力检测组件，极性转换动作油缸的供油油路上设置有主压力检测组件；
正极性行程换向阀与负极性行程换向阀分别设置于极性转换动作油缸两侧，并通过连杆机构相互连接，极性转换动作油缸在驱动硅堆单元正极性连接到位时，正极性行程换向阀的油口导通、负极性行程换向阀的油口关闭，极性转换动作油缸在驱动硅堆单元负极性连接到位时，正极性行程换向阀的油口关闭、负极性行程换向阀的油口导通。
优选地，所述的连杆机构包括连杆件，连杆件中部与极性转换动作油缸的活塞杆固定连接，正极性行程换向阀与负极性行程换向阀的阀杆上均设置有一对限位部，连杆件的两端分别套于正极性行程换向阀与负极性行程换向阀的阀杆上，并位于限位部之间，用于极性转换动作油缸在驱动硅堆单元正负极性连接到位时，带动正极性行程换向阀与负极性行程换向阀分别到达指定的位置。
优选地，所述的正极性压力检测组件包括正极性压力继电器和油压传感器C，负极性压力检测组件包括负极性压力继电器和油压传感器B，主压力检测组件包括油压传感器A。
优选地，极性转换检测装置还包括可编程控制器，与正极性压力继电器相连的正极性信号光电隔离转换器，与负极性压力继电器相连的负极性信号光电隔离转换器，以及分别与油压传感器A、油压传感器B、油压传感器C相连的油压传感器光电隔离器，正极性信号光电隔离转换器、负极性信号光电隔离转换器、油压传感器光电隔离器分别与可编程控制器相连。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本方案以液压信号代替原行程开关机械动作检测信号，同时整合于硅堆液压极性换向动作机构，整个检测油路作为硅堆动作油路的补充，既可提高动作油路的可靠性也满足硅堆极性快速、频繁转换的检测可靠性要求；
2、对于特高压实验用直流发生器一般多采用10根以上硅堆组成多级倍压回路以获得高电压输出，每根硅堆将承受数百千伏以上电压，传统检测方式无法满足其高压绝缘及可靠性要求，为兼顾设备体积并解决高压耐受问题，本方案采用高压绝缘油作为检测媒介，同时其不受环境因素影响既可以用于户内硅堆极性转换的检测也可用于户外硅堆极性转换的检测；
3、本方案不受硅堆高压电位影响，可将液压缸及检测行程换向阀等布置于硅堆顶部，由于底部无液压活动件等，所以在频繁的转换动作过程中避免了因液压密封件失效等引起的液压油及硅堆内部高压绝缘油泄漏的状况，从而避免了硅堆因绝缘油泄漏造成的绝缘损坏以及因漏油引起的环境污染；
4、本方案因为实现了极性动作信号的机械至油、油至电及电光—光电转换，较好解决了困扰高压控制领域的地电位干扰、电源电压干扰、空间电荷干扰以及操作人员及设备自身安全等多方面问题，采用可编程继电器完成信号检测逻辑判断、继电器信号输出和远程联机功能，能方便实现智能检测、逻辑判断、自检及远程通讯联机控制等功能，同时其寿命和可靠性远远高于已有方案。
附图说明
图1是本实用新型的直流高压发生器主视图。
图2是本实用新型的高压硅堆正极性状态图。
图3是图2的e部放大图。
图4是图3的f部放大图。
图5是图3的g部放大图。
图6是本实用新型的高压硅堆负极性状态图。
图7是图6的h部放大图。
图8是图7的i部放大图。
图9是图7的j部放大图。
图10是本实用新型的高压硅堆液压控制系统图。
图中标记：100-高压硅堆，101-硅堆单元静触头，102-硅堆单元动触头，103-推杆组件，104-极性转换动作油缸，210-正极性检测油路，211-正极性行程换向阀，212-正极性压力继电器，213-油压传感器C，220-负极性检测油路，221-负极性行程换向阀，222-负极性压力继电器，223-油压传感器B，231-负极性信号光电隔离转换器，232-正极性信号光电隔离转换器，233-油压传感器光电隔离器，234-可编程控制器，241-油压传感器A，250-连杆机构，251、252-限位部，253-连杆件。
具体实施方式
参照图1-9，本实用新型的一种高压硅堆极性转换检测装置，高压硅堆100是直流高压发生器的重要组成部件，本实施例的直流高压发生器采用10根高压硅堆100组成五级倍压回路以获得高电压输出，每根硅堆将承受500kV以上电压。
高压硅堆100包括硅堆单元静触头101、硅堆单元动触头102、推杆组件103和极性转换动作油缸104，极性转换动作油缸104通过推杆组件103与硅堆单元动触头102连接，用于驱动硅堆单元动触头102与硅堆单元静触头101连接而将各硅堆单元正极性连接或负极性连接。
参照图10，极性转换检测装置包括检测高压硅堆100正负极性的正极性检测油路210和负极性检测油路220，正极性检测油路210和负极性检测油路220分别与极性转换动作油缸104的供油油路连接，正极性检测油路210包括依次设置的正极性行程换向阀211和正极性压力检测组件，负极性检测油路220包括依次设置的负极性行程换向阀221和负极性压力检测组件，极性转换动作油缸104的供油油路上设置有主压力检测组件。
正极性行程换向阀211与负极性行程换向阀221分别设置于极性转换动作油缸104两侧，机械转换动作油缸采用双出杆液压缸，一端与推杆组件103连接，另一端通过连杆机构250分别与正极性行程换向阀211、负极性行程换向阀221相互连接，极性转换动作油缸104在驱动硅堆单元正极性连接到位时，正极性行程换向阀211的油口导通、负极性行程换向阀221的油口关闭，极性转换动作油缸104在驱动硅堆单元负极性连接到位时，正极性行程换向阀211的油口关闭、负极性行程换向阀221的油口导通。连杆机构250包括连杆件253，连杆件253中部与极性转换动作油缸104的活塞杆固定连接，正极性行程换向阀211与负极性行程换向阀221的阀杆上均设置有一对限位部251、252，连杆件253的两端分别套于正极性行程换向阀211与负极性行程换向阀221的阀杆上，并位于限位部251、252之间，用于极性转换动作油缸104在驱动硅堆单元正负极性连接到位时，带动正极性行程换向阀211与负极性行程换向阀221分别到达指定的位置。
正极性压力检测组件包括正极性压力继电器212和油压传感器C 213，负极性压力检测组件包括负极性压力继电器222和油压传感器B 223，主压力检测组件包括油压传感器A 241。极性转换检测装置还包括可编程控制器234，与正极性压力继电器212相连的正极性信号光电隔离转换器232，与负极性压力继电器222相连的负极性信号光电隔离转换器231，以及分别与油压传感器A241、油压传感器B223、油压传感器C 213相连的油压传感器光电隔离器233，正极性信号光电隔离转换器232、负极性信号光电隔离转换器231、油压传感器光电隔离器233分别与可编程控制器234相连。
参照图2-5，图10，正极性转换检测：
如图所示，当高压硅堆100需要转换成正极性时，启动液压泵并调定额定工作压力，使三位四通电磁换向阀DT1和电磁球阀DT4得电，P口与A口导通，油液通过三位四通电磁换向阀并流向液控单向阀及转换检测装置。
此时油路状态为：
一路主要流向液压缸用于硅堆正极性转换，即油路M。
一路主要用于硅堆极性转换到位信号检测，即正极性检测油路210。
油路M中油液通过手动换向阀进入极性转换动作油缸104的左腔，液压缸内活塞向右移动并推动推杆组件103使硅堆进行正极性转换。此时液压缸两侧的正极性行程换向阀211和负极性行程换向阀221也将随之逐步移动并最终形成一开一关状态，即正极性行程换向阀211的油口导通、负极性行程换向阀221的油口关闭，同时液压缸右腔及负极性检测油路220内液压油通过电磁球阀DT4流回油箱。
当油路M将所有高压硅堆100极性转换到位后，此时直流高压发生器的所有正极性行程换向阀211将全部打开，正极性检测油路210中油液将通过所有正极性行程换向阀211并流入正极性压力继电器212，此时由于电磁球阀DT3关闭，正极性检测油路210中的油压将逐步增大，当油压达到预设值时正极性压力继电器212将输出到位开关量电信号，该信号经由正极性信号光电隔离转换器232后送入可编程控制器234的开关量输入端子；同时油路M和正极性检测油路210中的油压分别通过油压传感器A 241和油压传感器C213实时采集油压信号，该两路模拟量信号通过油压传感器光电隔离器233后送入可编程控制器234的A/D输入模块，可编程控制器234通过内部逻辑编程实时计算及监测管内油压变化情况并通过用户计算机控制系统显示终端实时显示硅堆转换情况，当两路油压一致且正极性压力继电器212输出到位开关量电信号后则判定高压硅堆100正极性转换到位并输出相应声光指示。
参照图6-10，图10，负极性转换检测：
如图所示，当高压硅堆100需要转换成负极性时，启动液压泵并调定额定工作压力，使三位四通电磁换向阀DT2和电磁球阀DT3得电，P口与B口导通，油液通过三位四通电磁换向阀并流向液控单向阀及转换检测装置。
此时油路状态为：
一路主要流向液压缸用于硅堆负极性转换，即油路N。
一路主要用于硅堆极性转换到位信号检测，即负极性检测油路220。
油路N中油液通过手动换向阀进入极性转换动作油缸104的右腔，液压缸内活塞向左移动并推动推杆组件103使硅堆进行负极性转换。此时液压缸两侧的负极性行程换向阀221和正极性行程换向阀211也将随之逐步移动并最终形成一开一关状态，即负极性行程换向阀221的油口导通、正极性行程换向阀211的油口关闭，同时液压缸左腔及正极性检测油路210内液压油通过电磁球阀DT3流回油箱。
当油路N将所有高压硅堆100极性转换到位后，此时直流高压发生器的所有负极性行程换向阀221将全部打开，负极性检测油路220中油液将通过所有负极性行程换向阀221并流入负极性压力继电器222，此时由于电磁球阀DT4关闭，负极性检测油路220中的油压将逐步增大，当油压达到预设值时负极性压力继电器222将输出到位开关量电信号，该信号经由负极性信号光电隔离转换器231后送入可编程控制器234的开关量输入端子；同时油路N和负极性检测油路220中的油压分别通过油压传感器A 241和油压传感器B 223实时采集油压信号，该两路模拟量信号通过油压传感器光电隔离器233后送入可编程控制器234的A/D输入模块，可编程控制器234通过内部逻辑编程实时计算及监测管内油压变化情况并通过用户计算机控制系统显示终端实时显示硅堆转换情况，当两路油压一致且负极性压力继电器222输出到位开关量电信号后则判定高压硅堆100负极性转换到位并输出相应声光指示。
Claims (4)
1.一种高压硅堆极性转换检测装置，所述高压硅堆(100)包括硅堆单元静触头(101)、硅堆单元动触头(102)、推杆组件(103)和极性转换动作油缸(104)，极性转换动作油缸(104)通过推杆组件(103)与硅堆单元动触头(102)连接，用于驱动硅堆单元动触头(102)与硅堆单元静触头(101)连接而将各硅堆单元正极性连接或负极性连接；其特征在于，所述的极性转换检测装置包括检测高压硅堆(100)正负极性的正极性检测油路(210)和负极性检测油路(220)，正极性检测油路(210)和负极性检测油路(220)分别与极性转换动作油缸(104)的供油油路连接，正极性检测油路(210)包括依次设置的正极性行程换向阀(211)和正极性压力检测组件，负极性检测油路(220)包括依次设置的负极性行程换向阀(221)和负极性压力检测组件，极性转换动作油缸(104)的供油油路上设置有主压力检测组件；
正极性行程换向阀(211)与负极性行程换向阀(221)分别设置于极性转换动作油缸(104)两侧，并通过连杆机构(250)相互连接，极性转换动作油缸(104)在驱动硅堆单元正极性连接到位时，正极性行程换向阀(211)的油口导通、负极性行程换向阀(221)的油口关闭，极性转换动作油缸(104)在驱动硅堆单元负极性连接到位时，正极性行程换向阀(211)的油口关闭、负极性行程换向阀(221)的油口导通。
2.根据权利要求1所述的高压硅堆极性转换检测装置，其特征在于，所述的连杆机构(250)包括连杆件(253)，连杆件(253)中部与极性转换动作油缸(104)的活塞杆固定连接，正极性行程换向阀(211)与负极性行程换向阀(221)的阀杆上均设置有一对限位部(251、252)，连杆件(253)的两端分别套于正极性行程换向阀(211)与负极性行程换向阀(221)的阀杆上，并位于限位部(251、252)之间，用于极性转换动作油缸(104)在驱动硅堆单元正负极性连接到位时，带动正极性行程换向阀(211)与负极性行程换向阀(221)分别到达指定的位置。
3.根据权利要求1所述的高压硅堆极性转换检测装置，其特征在于，所述的正极性压力检测组件包括正极性压力继电器(212)和油压传感器C(213)，负极性压力检测组件包括负极性压力继电器(222)和油压传感器B(223)，主压力检测组件包括油压传感器A(241)。
4.根据权利要求3所述的高压硅堆极性转换检测装置，其特征在于，极性转换检测装置还包括可编程控制器(234)，与正极性压力继电器(212)相连的正极性信号光电隔离转换器(232)，与负极性压力继电器(222)相连的负极性信号光电隔离转换器(231)，以及分别与油压传感器A(241)、油压传感器B(223)、油压传感器C(213)相连的油压传感器光电隔离器(233)，正极性信号光电隔离转换器(232)、负极性信号光电隔离转换器(231)、油压传感器光电隔离器(233)分别与可编程控制器(234)相连。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520259985.XU CN204578383U (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种高压硅堆极性转换检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN201520259985.XU CN204578383U (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种高压硅堆极性转换检测装置 |
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|---|---|
| CN204578383U true CN204578383U (zh) | 2015-08-19 |
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ID=53870972
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| CN201520259985.XU Withdrawn - After Issue CN204578383U (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种高压硅堆极性转换检测装置 |
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| CN (1) | CN204578383U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104811062A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 四川省绵竹西南电工设备有限责任公司 | 一种高压硅堆极性转换检测装置 |
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2015
- 2015-04-27 CN CN201520259985.XU patent/CN204578383U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104811062A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 四川省绵竹西南电工设备有限责任公司 | 一种高压硅堆极性转换检测装置 |
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Legal Events
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Granted publication date: 20150819 Effective date of abandoning: 20170503 |
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