CN208443878U - 一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，将Marx发生器、绝缘隔板、陡化间隙、信号输出接口、GIS罐体、GIS传输母线、变阻抗转换接头、VFTO输出窗口组合构成VFTO发生组件，使GIS设备的检测操作变得更加简单；使用履带式装载车装载VFTO发生组件提升VFTO发生组件的机动性，履带式装载车包括可调节液压支撑架、扩展支腿、竖直液压缸、履带底盘、操控室、压力传感器，压力传感器信号处理终端PLC控制器置于操控室，压力传感器信号接入PLC控制器，PLC控制器通过命令第一控制阀和第二控制阀来调节竖直液压缸和可调节液压支撑架使履带底盘自行调平；可调节液压支撑架调节第二支撑板水平方向或竖直方向的位置，使VFTO发生组件与待测GIS设备的对接更加稳定高效。

Description

一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置

技术领域

本实用新型涉及大型电气设备操作系统，尤其涉及一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置。

背景技术

近年来，气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation，简称GIS)由于开关操作引起的快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage，简称VFTO)带来的绝缘故障率呈上升趋势，随着电网运行电压等级的提高，在超高压GIS中，快速暂态过电压己经成为变电站中设备产生故障的主要原因之一，引起了电力部门和生产厂家的极大关注，因此，对GIS设备进行VFTO冲击试验是GIS设备应用在电网上必不可少的一部分。

VFTO问题的研究已成为国际电工高压领域的一个重要课题，美国、日本、英国、南非、瑞士等国均相继开展了这方面的研究工作，然而，国内外对VFTO研究都尚不充分，都未给出VFTO的标准波形。开展GIS变电站VFTO测量技术的相关研究是非常必要的，对VFTO分析的准确性、校正仿真模型、提高VFTO测量水平、高压安全运行以及探讨VFTO对GIS及其他电力设备绝缘的影响意义重大，而且对于提高GIS的可靠性、保证电力系统的稳定安全运行具有重大经济效益和社会效益。

Marx发生器是一种通过低压直流电源产生高压脉冲，通过电容并联充电再串联放电的高压装置，它能模仿雷电及操作过电压等过程，经常用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等高能物理试验中。采用Marx发生器作为VFTO发生装置存在一些问题，例如，Marx发生器体积庞大，组装过程比较复杂，分别与多个GIS设备的窗口进行对接比较困难，调节平衡的过程需要耗费较多时间。

实用新型内容

本实用新型提供一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，以解决VFTO发生装置与GIS设备的窗口对接困难的问题。

本实用新型提供的一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，包括：

履带式装载车和设置于所述履带式装载车上的VFTO发生组件；

所述履带式装载车包括履带底盘、驱动所述履带底盘的发动机、设置于所述履带底盘上的第一支撑板以及操控室；

所述第一支撑板连接有多个扩展支腿，所述扩展支腿包括依次连接的扩展支腿尾节、扩展支腿基本节和可伸缩的扩展支腿伸展节，所述扩展支腿尾节与所述第一支撑板连接，所述扩展支腿伸展节设置有竖直液压缸；

所述第一支撑板上设置有多个可调节液压支撑架，多个所述可调节液压支撑架上设置有第二支撑板，所述可调节液压支撑架可调节所述第二支撑板水平方向或竖直方向的位置，所述第二支撑板上设置所述VFTO发生组件；

所述VFTO发生组件包括Marx发生器、GIS罐体、变阻抗转换连接头和VFTO输出窗口；

所述GIS罐体和所述变阻抗转换连接头中轴向设置有GIS传输母线，所述GIS传输母线的一端通过陡化间隙与所述Marx发生器连接，所述GIS传输母线的另一端连接所述VFTO输出窗口，所述陡化间隙的两端设置有绝缘隔板；

所述GIS罐体设置于GIS罐体支撑板上，所述GIS罐体支撑板固定设置于所述第二支撑板上，所述GIS罐体设置有信号输出接口；

所述Marx发生器与所述第二支撑板之间、以及所述GIS罐体支撑板与所述第二支撑板之间分别设置有多个压力传感器，多个所述压力传感器分别与PLC控制器连接，所述PLC控制器设置于所述操控室内，所述PLC控制器还连接有第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀与所述竖直液压缸连接，所述第二控制阀与所述可调节液压支撑架连接。

在本实用新型的一个实施例中，驱动所述履带底盘的发动机为柴油发动机。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一支撑板为矩形，所述扩展支腿设置有四个，四个所述扩展支腿分别连接于所述第一支撑板的四角。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二支撑板为矩形，所述可调节液压支撑架设置有四个，四个所述可调节液压支撑架分别连接于所述第二支撑板的四角。

在本实用新型的一个实施例中，所述PLC控制器还连接有显示器和报警器。

本实用新型提供的一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，将Marx发生器、绝缘隔板、陡化间隙、信号输出接口、GIS罐体、GIS传输母线、变阻抗转换接头、VFTO输出窗口组合构成VFTO发生组件，使GIS设备的检测操作变得更加简单，VFTO发生组件置于第二支撑板上，在移动和操作过程中更加平稳；使用履带式装载车装载VFTO发生组件提升VFTO发生组件的机动性，履带式装载车包括可调节液压支撑架、扩展支腿尾节、扩展支腿基本节、扩展支腿伸展节、竖直液压缸、履带底盘、操控室、压力传感器、第一支撑板、第二支撑板，压力传感器信号处理终端PLC控制器置于操控室，可调节液压支撑架、扩展支腿尾节、扩展支腿基本节、扩展支腿伸展节、竖直液压缸能够自由伸缩，在大幅度的移动过程中，可以将扩展支腿收缩起来，到达GIS设备测试地点后放出稳定履带底盘；将压力传感器信号接入PLC控制器，PLC控制器通过命令第一控制阀和第二控制阀来调节竖直液压缸和可调节液压支撑架，使履带底盘自行调平，此外，在运输和对接过程中也可以维持平衡；可调节液压支撑架可通过平移或伸缩的方式调节第二支撑板水平方向或竖直方向的位置，使VFTO发生组件与待测GIS设备的对接更加稳定高效，同时也支持手动操作；在陡化间隙处使用高速摄影机可以观察到VFTO的陡化信号，在信号输出接口可以接入高速示波器读出陡化脉冲信号波形图。本实用新型结构简单，适于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的PLC控制器的连接关系示意图。

图中标号表示：

1-Marx发生器，2-绝缘隔板，3-陡化间隙，4-信号输出接口，5-GIS罐体，6-GIS传输母线，7-可调节液压支撑架，8-扩展支腿尾节，9-扩展支腿基本节，10-扩展支腿伸展节，11-竖直液压缸，12-履带底盘，13-操控室，14-压力传感器，15-变阻抗转换接头，16-VFTO输出窗口，17-第一支撑板，18-第二支撑板，19-现场GIS设备，20-GIS罐体支撑板，21-PLC控制器，22-第一控制阀，23-第二控制阀，24-显示器，25-报警器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1和图2，分别为本实用新型实施例提供的一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置的结构示意图和俯视图，该自平衡履带式快速暂态过电压发生装置包括：履带式装载车和设置于所述履带式装载车上的VFTO发生组件。所述履带式装载车包括履带底盘12、驱动所述履带底盘的发动机、设置于所述履带底盘上的第一支撑板17以及操控室13。

由于VFTO发生组件重量较大，待测的GIS设备多处于地理环境较差的地区，因此，装载VFTO发生组件的履带式装载车的履带底盘12优选为钢制履带底盘，该钢制履带底盘由钢履带、履动轮、导向轮、支重轮、底盘和两台行走减速机组成。将VFTO发生组件布置在履带底盘上，通过操作人员在控制室内控制手柄调节履带底盘行走速度，可使整机实现方便的移动、转弯、爬坡、行走等动作，其具有承载里大、牵引力大、噪音低、结构强度高的特点。驱动所述履带底盘12的发动机优选为柴油发动机，确保为履带底盘12提供足够的动力支持。

所述第一支撑板17连接有多个扩展支腿，所述扩展支腿包括依次连接的扩展支腿尾节8、扩展支腿基本节9和可伸缩的扩展支腿伸展节10，所述扩展支腿尾节8与所述第一支撑板17连接，所述扩展支腿伸展节10设置有竖直液压缸11。

在到达GIS设备的检测现场后，撑开扩展支腿扩大支撑范围，对履带底盘12作进一步的固定，防止发生侧翻，通过调节可伸缩的扩展支腿伸展节10，使扩展支腿能够在复杂地形条件下依然能够实现稳固支撑的作用。此外，扩展支腿伸展节10设置的竖直液压缸11还能够在竖直方向上调节扩展支腿的支撑高度，方便为VFTO发生组件调平。

所述第一支撑板17可以设置为矩形，所述扩展支腿设置有四个，四个所述扩展支腿分别连接于所述第一支撑板17的四角，使扩展支腿在尽量扩大支撑面积的同时，保证支撑效果达到最佳。

所述第一支撑板17上设置有多个可调节液压支撑架7，多个所述可调节液压支撑架7上设置有第二支撑板18，所述可调节液压支撑架7可通过平移或伸缩的方式调节所述第二支撑板18水平方向或竖直方向的位置，所述第二支撑板18上设置所述VFTO发生组件。

可调节液压支撑架7用于调节安装在其上的第二支撑板18的高度和水平位置，便于移动第二支撑板18上的VFTO发生组件至指定位置。

所述第二支撑板18为矩形，所述可调节液压支撑架7设置有四个，四个所述可调节液压支撑架7分别连接于所述第二支撑板18的四角，使得可调节液压支撑架7对第二支撑板18的支撑更加稳定。

所述VFTO发生组件包括Marx发生器1、GIS罐体5、变阻抗转换连接头15和VFTO输出窗口16。所述GIS罐体5和所述变阻抗转换连接头15中轴向设置有GIS传输母线6，所述GIS传输母线6的一端通过陡化间隙3与所述Marx发生器1连接，所述GIS传输母线6的另一端连接所述VFTO输出窗口16，所述陡化间隙3的两端设置有绝缘隔板2，在陡化间隙3处使用高速摄影机可以观察到VFTO的陡化信号。

多数情况下，Marx发生器1和GIS罐体5的尺寸不同，故将所述GIS罐体5设置于GIS罐体支撑板20上，使Marx发生器1与GIS罐体5的轴线位于同一直线上，所述GIS罐体支撑板20固定设置于所述第二支撑板18上，所述GIS罐体5设置有信号输出接口4，通过该信号输出接口4接入高速示波器读出陡化脉冲信号波形图。

参见图3，为本实用新型实施例提供的PLC控制器的连接关系示意图。

所述Marx发生器1与所述第二支撑板18之间、以及所述GIS罐体支撑板20与所述第二支撑板18之间分别设置有多个压力传感器14，多个所述压力传感器14分别与PLC控制器21连接，所述PLC控制器21设置于所述操控室13内，所述PLC控制器21还连接有第一控制阀22和第二控制阀23，所述第一控制阀22与所述竖直液压缸11连接，所述第二控制阀23与所述可调节液压支撑架7连接。

压力传感器14用于检测VFTO发生组件是否处于平衡状态，防止发生侧翻和测量结果不准确的情况。压力传感器14实时监测Marx发生器1与第二支撑板18之间、以及GIS罐体支撑板20与第二支撑板18之间的压力值，并将压力值发送给PLC控制器21，当多个压力传感器14之间的压力值不相等时，说明VFTO发生组件尚未调节至平衡状态，此时，PLC控制器21控制第一控制阀22和第二控制阀23分别调节竖直液压缸11和可调节液压支撑架7的伸缩量和位置，直至多个压力传感器14之间的压力值相等，该过程也可以通过在操控室13内的操作人员手动完成。

此外，所述PLC控制器21还连接有显示器24和报警器25，显示器24用于显示多个压力传感器14的压力值，便于操作人员根据压力值进行手动调节，报警器25在多个压力传感器14检测到的压力值的差值超过某一阈值时发出报警，表明VFTO发生组件严重失衡，可能发生侧翻，提醒操作人员，保障人身安全。

实际应用时，由操作人员在操控室13内驾驶履带式装载车至待测GIS设备现场，到达现场后首先撑开扩展支腿，通过调节扩展支腿尾节8、扩展支腿基本节9和可伸缩的扩展支腿伸展节10以及竖直液压缸使履带式装载车稳定固定在地面，然后控制可调节液压支撑架7将VFTO发生组件移动至现场GIS设备19处，PLC控制器21控制第一控制阀22和第二控制阀23将VFTO发生组件调平，使VFTO输出窗口16与现场GIS设备19对齐，然后将VFTO输出窗口16与现场GIS设备19对接并检测现场GIS设备19。当需要对其他GIS设备检测时，再次驾驶履带式装载车将VFTO发生组件运送至对应GIS设备处即可，无需重复组装VFTO发生组件。

综上所述，本实用新型提供的一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，将Marx发生器、绝缘隔板、陡化间隙、信号输出接口、GIS罐体、GIS传输母线、变阻抗转换接头、VFTO输出窗口组合构成VFTO发生组件，使GIS设备的检测操作变得更加简单，VFTO发生组件置于第二支撑板上，在移动和操作过程中更加平稳；使用履带式装载车装载VFTO发生组件提升VFTO发生组件的机动性，履带式装载车包括可调节液压支撑架、扩展支腿尾节、扩展支腿基本节、扩展支腿伸展节、竖直液压缸、履带底盘、操控室、压力传感器、第一支撑板、第二支撑板，压力传感器信号处理终端PLC控制器置于操控室，可调节液压支撑架、扩展支腿尾节、扩展支腿基本节、扩展支腿伸展节、竖直液压缸能够自由伸缩，在大幅度的移动过程中，可以将扩展支腿收缩起来，到达GIS设备测试地点后放出稳定履带底盘；将压力传感器信号接入PLC控制器，PLC控制器通过命令第一控制阀和第二控制阀来调节竖直液压缸和可调节液压支撑架，使履带底盘自行调平，此外，在运输和对接过程中也可以维持平衡；可调节液压支撑架可通过平移或伸缩的方式调节第二支撑板水平方向或竖直方向的位置，使VFTO发生组件与待测GIS设备的对接更加稳定高效，同时也支持手动操作；在陡化间隙处使用高速摄影机可以观察到VFTO的陡化信号，在信号输出接口可以接入高速示波器读出陡化脉冲信号波形图。本实用新型结构简单，适于推广使用。

以上所述的本实用新型的具体实施方式并不构成对本实用新型保护范围的限定。

Claims (5)

1.一种自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，其特征在于，包括：

履带式装载车和设置于所述履带式装载车上的VFTO发生组件；

所述履带式装载车包括履带底盘(12)、驱动所述履带底盘的发动机、设置于所述履带底盘上的第一支撑板(17)以及操控室(13)；

所述第一支撑板(17)连接有多个扩展支腿，所述扩展支腿包括依次连接的扩展支腿尾节(8)、扩展支腿基本节(9)和可伸缩的扩展支腿伸展节(10)，所述扩展支腿尾节(8)与所述第一支撑板(17)连接，所述扩展支腿伸展节(10)设置有竖直液压缸(11)；

所述第一支撑板(17)上设置有多个可调节液压支撑架(7)，多个所述可调节液压支撑架(7)上设置有第二支撑板(18)，所述可调节液压支撑架(7)可通过平移或伸缩的方式调节所述第二支撑板(18)水平方向或竖直方向的位置，所述第二支撑板(18)上设置所述VFTO发生组件；

所述VFTO发生组件包括Marx发生器(1)、GIS罐体(5)、变阻抗转换连接头(15)和VFTO输出窗口(16)；

所述GIS罐体(5)和所述变阻抗转换连接头(15)中轴向设置有GIS传输母线(6)，所述GIS传输母线(6)的一端通过陡化间隙(3)与所述Marx发生器(1)连接，所述GIS传输母线(6)的另一端连接所述VFTO输出窗口(16)，所述陡化间隙(3)的两端设置有绝缘隔板(2)；

所述GIS罐体(5)设置于GIS罐体支撑板(20)上，所述GIS罐体支撑板(20)固定设置于所述第二支撑板(18)上，所述GIS罐体(5)设置有信号输出接口(4)；

所述Marx发生器(1)与所述第二支撑板(18)之间、以及所述GIS罐体支撑板(20)与所述第二支撑板(18)之间分别设置有多个压力传感器(14)，多个所述压力传感器(14)分别与PLC控制器(21)连接，所述PLC控制器(21)设置于所述操控室(13)内，所述PLC控制器(21)还连接有第一控制阀(22)和第二控制阀(23)，所述第一控制阀(22)与所述竖直液压缸(11)连接，所述第二控制阀(23)与所述可调节液压支撑架(7)连接。

2.根据权利要求1所述的自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，其特征在于，驱动所述履带底盘(12)的发动机为柴油发动机。

3.根据权利要求1所述的自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，其特征在于，所述第一支撑板(17)为矩形，所述扩展支腿设置有四个，四个所述扩展支腿分别连接于所述第一支撑板(17)的四角。

4.根据权利要求1所述的自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，其特征在于，所述第二支撑板(18)为矩形，所述可调节液压支撑架(7)设置有四个，四个所述可调节液压支撑架(7)分别连接于所述第二支撑板(18)的四角。

5.根据权利要求1所述的自平衡履带式快速暂态过电压发生装置，其特征在于，所述PLC控制器(21)还连接有显示器(24)和报警器(25)。