CN211878108U - 一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，若干放电电极模型分别对应设置于若干母排上方；电动执行机构及控制单元包括直线模组、编码器和控制器，直线模组包括步进电机以及由步进电机驱动直线移动的丝杠滑块，放电电极模型与丝杠滑块连接，直线模组通过丝杠滑块带动放电电极模型上下移动，编码器与步进电机连接，用于反馈放电电极模型的位置信号；柔性缓冲器安装在铜排电极或放电电极模型上；摄像头安装在母线室后方柜体上；防尘罩罩设于电动执行机构及控制单元上方。本实用新型可以模拟开关柜运行状态中的多种故障类型，并可实现干扰信号的同步加入，免去手动调节放电模型的不便。

Description

一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型

技术领域

本实用新型属于高压放电模拟技术领域，具体为一种开关柜局放试验模拟装置。

背景技术

开关柜是配电系统的主设备之一，其运行状态对配电系统的可靠性具有重大的影响。配电网中开关柜类设备故障的发生，带来的后果是十分严重的，其直接的危害是被电气设备所保护的线路、设备受损，并造成电量损失；间接的危害则造成用户大面积停电，降低供电可靠性。而配网设备数量多，分布广，而且工作环境恶劣；配电系统中的开关柜，其绝缘材料长期处于长期受高温、高电压、振动以及油污、潮湿和化学物质的作用，绝缘性能恶化效应较为显著。CIGRE曾经统计过在开关柜故障中约有40％的原因是绝缘缺陷造成的，我国也曾在上世纪90年代做过开关柜故障统计，结果相似。局部放电是造成高压开关柜绝缘故障的主要原因，也是绝缘劣化的重要征兆。因此，快速准确检测开关柜内局部放电对于及时排除设备缺陷、提高供电可靠性具有重要意义。

而局部放电的类型多种多样，为了让广大运维和检修人员尽快掌握局放知识，提高局放检测水平，并应用于实践，目前市面上出现了多种开关柜局放模拟装置，但都是手动模式，需要手动去摇动摇杆调整切换电极，这样就存在使用不便、升压试验过程中试验人员误操作电极出现危险、技能考核时不便切换电极、学员容易看到试验模型等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，可以实现在真实开关柜内模拟多种局部放电类型，以及远程可视化任意自动控制多种放电电极模型。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，包括模拟开关柜，在模拟开柜的内侧顶部设有母线室，所述母线室内安装有若干母排以及通过螺栓对应固定于母排的铜排电极，所述母线室的上方设有安装有泄压顶板，还包括：

放电电极模型，若干放电电极模型分别对应设置于若干母排上方，并通过与对应的铜排电极作用，模拟多种放电类型；

电动执行机构及控制单元，固定于泄压顶板上，包括直线模组、编码器和控制器，所述直线模组包括步进电机以及由步进电机驱动直线移动的丝杠滑块，所述放电电极模型与丝杠滑块连接，直线模组通过丝杠滑块带动放电电极模型上下移动，所述编码器与步进电机连接，用于反馈放电电极模型的位置信号，所述控制器用于控制直线模组运行；

柔性缓冲器，安装在铜排电极或放电电极模型上，用于缓冲铜排电极与放电电极模型之间的接触冲击；

摄像头，安装在母线室后方柜体上，采集放电电极模型的上下移动动作以及与铜排电极作用的放电图像；

防尘罩，罩设于电动执行机构及控制单元上方；

智能终端，与电动执行机构及控制单元、摄像头通讯，监控放电情况以及对电动执行机构及控制单元进行控制。

可选的，所述直线模组还包括直线滑轨、丝杠，所述丝杠与丝杠滑块螺纹连接，所述丝杠滑块与直线滑轨滑动连接，所述电动执行机构及控制单元还包括直线模组支撑架，所述直线模组的上端通过夹板与直线模组支撑架固定，所述直线模组的下端通过直线模组固定座固定于电控机构固定底座，所述电控机构固定底座通过螺栓固定于泄压顶板。

可选的，所述丝杠滑块连接有电极固定滑块，所述电极固定滑块连接电极导杆，所述放电电极模型采用螺纹安装在电极导杆下端。

可选的，所述直线模组支撑架的上端安装有编码器固定架，所述编码器固定架设有位于直线模组上方的平面固定部，所述编码器安装于平面固定部上，所述编码器通过联轴器与步进电机连接。

可选的，所述电控机构固定底座设有屏蔽空间，在试验空闲状态时放电电极模型回收到屏蔽空间内。

可选的，所述柔性缓冲器包括缓冲器上端壳、缓冲器下端壳、连接在缓冲器上端壳、缓冲器下端壳之间的缓冲器紧固件以及安装在缓冲器紧固件上且弹性支撑在缓冲器上端壳、缓冲器下端壳之间的弹簧。

可选的，所述缓冲器下端壳设有导向孔，所述缓冲器上端壳设有与导向孔导向配合的导向柱，所述弹簧的下端安装于导向孔内，所述导向柱设有与弹簧上端配合的弹簧安装槽；或者，所述缓冲器上端壳设有导向孔，所述缓冲器下端壳设有与导向孔导向配合的导向柱。

可选的，所述缓冲器上端壳的顶部设有安装孔，所述缓冲器紧固件包括位于安装孔内的螺丝头以及穿过缓冲器上端壳和缓冲器下端壳的螺杆。

可选的，所述摄像头为红外摄像头。

本实用新型采用的技术方案，具有如下有益效果：

1.模拟开关柜为真实开关柜，通过电动执行机构及控制单元控制放电电极模型动作与对应的铜排电极作用，模拟多种放电类型，因而可以模拟开关柜运行状态中的多种故障类型，并可实现干扰信号的同步加入。且免去手动调节放电模型的不便，同时避免了测试人员的误操作。

2、通过摄像头可以实时监视放电模型的运行状态，保障试验装置的可靠运行。放电模型电动执行机构及控制单元具有远程通讯功能，当用户做试验时，可以根据自己需求，通过后台操作软件调整放电类型，实现远程可视化任意自动控制多种放电电极模型。

3.柔性缓冲器安装在铜排电极或放电电极模型上，柔性缓冲器能够保证放电电极与铜排电极的可靠接触，同时避免放电电极模型承受过分应力而缩短使用寿命。

本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的局部结构示意图；

图4为图3中A处放大结构示意图；

图5为电动执行机构及控制单元的结构示意图；

图6为柔性缓冲器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“上”、“下”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，包括模拟开关柜2，在模拟开柜2的内侧顶部设有母线室21，所述母线室21内安装有若干母排以及通过螺栓对应固定于母排的铜排电极22，所述母线室的上方设有安装有泄压顶板，所述泄压顶板上安装有局放试验气隙放电模型结构1。

其中，局放试验气隙放电模型结构1包括：

放电电极模型组件11，包括放电电极模型111，多种放电电极模型由泄压顶板放入母线室，若干放电电极模型分别对应设置于若干母排上方，并通过与对应的铜排电极作用，模拟多种放电类型；

电动执行机构及控制单元，固定于泄压顶板上，包括直线模组12、编码器组件13和控制器14，所述直线模组12包括步进电机121以及丝杠滑块123，通过步进电机121驱动丝杠滑块123直线移动，丝杠滑块123带动放电电极模型111上下移动，所述编码器组件13包括编码器131，编码器131与步进电机121连接，用于反馈放电电极模型111的位置信号，PLC控制器14用于控制直线模组运行；

柔性缓冲器3，安装在铜排电极22或放电电极模型111上，用于缓冲铜排电极22与放电电极模型111之间的接触冲击；

防尘罩15，罩设于电动执行机构及控制单元上方。

模拟开关柜2为真实开关柜，通过电动执行机构及控制单元控制不同的放电电极模型降下与对应的铜排电极作用，且可以同时降下多种放电电极模型，以模拟多种放电类型，因而可以模拟开关柜运行状态中的多种故障类型，一次放下多个放电电极模型，干扰信号和放电同时产生，因而可以实现干扰信号的同步加入。

此外，为了实现远程控制，母线室后方柜体上安装有摄像头23，用于采集放电电极模型111的上下移动动作以及与铜排电极22作用的放电图像。并且通过智能终端与电动执行机构及控制单元、摄像头通讯，监控放电情况以及对电动执行机构及控制单元进行控制。

因此，通过摄像头可以实时监视放电模型的运行状态，保障试验装置的可靠运行。放电模型电动执行机构及控制单元具有远程通讯功能，当用户做试验时，可以根据自己需求，通过智能终端后台操作软件调整放电类型，实现远程可视化任意自动控制多种放电电极模型。

参考图5所示，放电电极模型组件11还包括电极导杆112、电极固定滑块114，所述电极固定滑块114连接电极导杆112，所述放电电极模型111采用螺纹安装在电极导杆下端。

具体的，所述直线模组12还包括直线滑轨124、丝杠122，所述丝杠122与丝杠滑块123螺纹连接，所述丝杠滑块123与直线滑轨124滑动连接，所述电极固定滑块114与丝杠滑块123连接。

进一步的，所述电动执行机构及控制单元还包括直线模组支撑架125，所述直线模组的上端通过夹板16与直线模组支撑架固定，所述直线模组的下端通过直线模组固定座127固定于电控机构固定底座10，所述电控机构固定底座10通过螺栓固定于泄压顶板。

具体的，所述编码器组件13还包括安装编码器的编码器固定架132，所述直线模组支撑架的上端安装编码器固定架132，所述编码器固定架设有位于直线模组上方的平面固定部，所述编码器131安装于平面固定部上，所述编码器通过联轴器133与步进电机121连接。

另外，为了对电极导杆112进行导向，所述电控机构固定底座10上设有导向座113，导向座设有与电极导杆112配合的导向孔。

所述电控机构固定底座10设有屏蔽空间，在试验空闲状态时放电电极模型回收到屏蔽空间内。

参考图6所述，所述柔性缓冲器3包括缓冲器上端壳31、缓冲器下端壳32、连接在缓冲器上端壳、缓冲器下端壳之间的缓冲器紧固件33以及安装在缓冲器紧固件上且弹性支撑在缓冲器上端壳、缓冲器下端壳之间的弹簧34。

其中，所述缓冲器下端壳设有导向孔321，所述缓冲器上端壳设有与导向孔导向配合的导向柱311，所述弹簧的下端安装于导向孔内，所述导向柱设有与弹簧上端配合的弹簧安装槽。当然，导向柱与导向孔的位置可以互换，即，所述缓冲器上端壳设有导向孔，所述缓冲器下端壳设有与导向孔导向配合的导向柱。

进一步的，所述缓冲器上端壳的顶部设有安装孔，所述缓冲器紧固件包括位于安装孔内的螺丝头以及穿过缓冲器上端壳和缓冲器下端壳的螺杆，螺杆与铜排电极紧密连接。

上述的柔性缓冲器能够保证放电电极与铜排电极的可靠接触，同时避免放电电极模型承受过分应力而缩短使用寿命。

由于母线室内光线不是很好，因此，所述摄像头优选为红外摄像头，可以采集到更为清晰的图像。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，包括模拟开关柜，在模拟开柜的内侧顶部设有母线室，所述母线室内安装有若干母排以及通过螺栓对应固定于母排的铜排电极，所述母线室的上方设有安装有泄压顶板，其特征在于，还包括：

放电电极模型，若干放电电极模型分别对应设置于若干母排上方，并通过与对应的铜排电极作用，模拟多种放电类型；

电动执行机构及控制单元，固定于泄压顶板上，包括直线模组、编码器和控制器，所述直线模组包括步进电机以及由步进电机驱动直线移动的丝杠滑块，所述放电电极模型与丝杠滑块连接，直线模组通过丝杠滑块带动放电电极模型上下移动，所述编码器与步进电机连接，用于反馈放电电极模型的位置信号，所述控制器用于控制直线模组运行；

柔性缓冲器，安装在铜排电极或放电电极模型上，用于缓冲铜排电极与放电电极模型之间的接触冲击；

摄像头，安装在母线室后方柜体上，采集放电电极模型的上下移动动作以及与铜排电极作用的放电图像；

防尘罩，罩设于电动执行机构及控制单元上方；

智能终端，与电动执行机构及控制单元、摄像头通讯，监控放电情况以及对电动执行机构及控制单元进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述直线模组还包括直线滑轨、丝杠，所述丝杠与丝杠滑块螺纹连接，所述丝杠滑块与直线滑轨滑动连接，所述电动执行机构及控制单元还包括直线模组支撑架，所述直线模组的上端通过夹板与直线模组支撑架固定，所述直线模组的下端通过直线模组固定座固定于电控机构固定底座，所述电控机构固定底座通过螺栓固定于泄压顶板。

3.根据权利要求2所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述丝杠滑块连接有电极固定滑块，所述电极固定滑块连接电极导杆，所述放电电极模型采用螺纹安装在电极导杆下端。

4.根据权利要求2所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述直线模组支撑架的上端安装有编码器固定架，所述编码器固定架设有位于直线模组上方的平面固定部，所述编码器安装于平面固定部上，所述编码器通过联轴器与步进电机连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述电控机构固定底座设有屏蔽空间，在试验空闲状态时放电电极模型回收到屏蔽空间内。

6.根据权利要求1所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述柔性缓冲器包括缓冲器上端壳、缓冲器下端壳、连接在缓冲器上端壳、缓冲器下端壳之间的缓冲器紧固件以及安装在缓冲器紧固件上且弹性支撑在缓冲器上端壳、缓冲器下端壳之间的弹簧。

7.根据权利要求6所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述缓冲器下端壳设有导向孔，所述缓冲器上端壳设有与导向孔导向配合的导向柱，所述弹簧的下端安装于导向孔内，所述导向柱设有与弹簧上端配合的弹簧安装槽；或者，所述缓冲器上端壳设有导向孔，所述缓冲器下端壳设有与导向孔导向配合的导向柱。

8.根据权利要求7所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述缓冲器上端壳的顶部设有安装孔，所述缓冲器紧固件包括位于安装孔内的螺丝头以及穿过缓冲器上端壳和缓冲器下端壳的螺杆。

9.根据权利要求1所述的一种基于自动控制的开关柜局放试验气隙放电模型，其特征在于：所述摄像头为红外摄像头。

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