CN212277970U - 一种高压电力电容的串并联切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高压放电技术领域，具体涉及一种高压电力电容的串并联切换装置，包括：往复直线运动机构和旋转档位切换机构，往复直线运动机构包括大扭矩电机、丝杆、第二固定板、高压插座、旋转盘和高压插头，丝杆一端连接大扭矩电机的输出轴，第二固定板上设置有若干高压插座，旋转盘上有三组与高压插座群对应设置的高压插头；旋转档位切换机构包括旋转板、第三固定板和步进电机，步进电机的输出轴通过轴套连接旋转板，第三固定板上还设有一号档位传感器、二号档位传感器和三号档位传感器，所述旋转板上设置有一定位定向连接杆。本方案的高压电力电容串并联切换装置，解决了现有技术中切换机构制作困难、加工工艺复杂、自动化程度低等问题。

Description

一种高压电力电容的串并联切换装置

技术领域

本实用新型属于高压放电技术领域，具体涉及一种高压电力电容的串并联切换装置。

背景技术

在电缆故障检修测试领域，需要高压大电流脉冲信号发生器来完成故障点的精确定位，由于电缆耐压不同，地埋深度的不同，故障电缆对地放电间隙不同或电缆开路故障放电间隙不同，这就需要在不同的场所要求不同输出电压，不同容量的高压电力放电电容来进行高压放电打火，通过对电力放电电容进行串并联组合，就能实现这一目标，从而产生所需最大的输出能量，以及最大输出的声磁信号，让声磁信号接收机准确接收故障点高压脉冲信号并快速准确的定位电缆故障点。

高压放电电容串并联切换机构特殊的技术要求，尤其是为了保证超高压绝缘要求，导致切换机构制作困难，机构体积庞大，加工工艺复杂，现在市场上有切换机构的电缆故障测试设备大多以手动切换为主，自动化程度不高，同时为了保证高压绝缘耐压要求，切换机构也占用了高压设备大量的空间。

有鉴于此，有必要对现有技术中的电力电容的串并联切换装置予以改进，以解决上述切换机构制作困难、体积庞大、加工工艺复杂、自动化程度低等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中切换机构制作困难、体积庞大、加工工艺复杂、自动化程度低等问题，提供了一种高压电力电容的串并联切换装置。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种高压电力电容的串并联切换装置，包括：

往复直线运动机构，所述往复直线运动机构包括大扭矩电机、第一固定板、丝杆、第二固定板、高压插座、旋转盘和高压插头，所述第一固定板用于固定大扭矩电机，所述丝杆一端通过轴套连接大扭矩电机的输出轴，所述第二固定板和旋转盘均开设有中心孔，所述丝杆另一端依次穿过第二固定板和旋转盘的中心孔，所述第二固定板上设置有若干组高压插座，所述旋转盘上对应设置有高压插头，所述中心孔为螺纹孔，所述丝杆进行正转及反转时，所述旋转盘进行往复直线运动；

旋转档位切换机构，所述旋转档位切换机构包括导向板、旋转板、第三固定板和步进电机，所述导向板和旋转板同轴设置，且导向板和旋转板之间通过固定杆进行连接，所述第三固定板用于固定步进电机，所述步进电机的输出轴连接所述旋转板，所述第三固定板上还设有一号档位传感器、二号档位传感器和三号档位传感器，所述旋转板上设置有一定向连接杆，所述定向连接杆通过旋转对一号档位传感器、二号档位传感器和三号档位传感器进行档位选择；

所述导向板的中心设置有轴承，所述丝杆穿过所述轴承，与导向板实现连接，且所述导向板和旋转板上同轴设置有若干导向定位孔，所述旋转盘上对应设置有同轴导向杆，所述同轴导向杆穿过所述导向定位孔后，所述步进电机带动所述旋转板进行三档位切换。

更进一步的，所述第一固定板、第二固定板和第三固定板之间相互平行，且其相对两端均固定于两侧板上，所述第二固定板上设置有接通传感器，位于所述丝杆末端位置的侧板上设置有断开传感器。

当往复直线运动机构工作时，丝杆正反转动带动旋转盘做直线往复运动，位于旋转盘上的高压插头与第二固定板上的高压插座实现接通和断开操作，并通过接通/断开传感器将信号反馈给控制系统，单片机控制切换机构自动进行下一步操作。

更进一步的，所述高压插座安装在插座套管内，所述插座套管为聚四氟绝缘套管，且所述高压插座的插孔内含弹簧网。

将高压插座安装在聚四氟绝缘套管内，能确保8个高压插座之间以及高压插座与第二固定板绝缘耐压超过80KV，此外，为了避免高压拉弧并降低插接头接触电阻，大电流插座的插孔内含高密度弹簧网，能确保插座与插头360°紧密接触，大电流通过时插头插座不能拉弧烧粘。

更进一步的，所述第二固定板与丝杆之间上设置有丝杆套。

更进一步的，所述高压插头通过锁紧螺母固定于所述旋转盘上。

更进一步的，所述步进电机的输出轴外周套设有固定套。

更进一步的，所述一号档位传感器、二号档位传感器和三号档位传感器分别对应四个高压电力电容的串联、并联及串并联三种状态组合。

旋转板的三个区域构成切换机构的三个档位，每次切换能完成四组电容的串并联，串联，并联关系的一次组合，当旋转板与档位传感器相连接时即可实现档位切换。

更进一步的，所述三种状态组合分别为：四个电容全并联、四个电容全串联、两个电容先并联后再与另外两个串联。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的电力电容的串并联切换装置，通过大扭矩驱动电机带动丝杆转动使旋转盘插头机构进行直线往复运动，实现旋转盘插头机构与固定插座装置的接通或断开，当旋转盘插头机构与档位切换机构相连接后通过步进电机精确定位的旋转运动来实现三档位切换，整个系统由单片机控制，由精密的传感器自动定位控制系统来实现切换机构的全自动运行，设备操作简单，大大提高了自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型的切换机构断开结构示意图；

图2为本实用新型的切换机构接通结构示意图；

图3为本实用新型的往复直线运动结构示意图；

图4为本实用新型的档位切换结构示意图；

图5为本实用新型的高压插座板结构示意图；

其中，1、大扭矩电机；2、第一固定板；3、丝杆套；4、接通传感器；5、插座套管；6、高压插座；7、锁紧螺母；8、丝杆；9、旋转盘；10、高压插头；11、导向板；12、轴承；13、断开传感器；14、固定杆；15、旋转板；16、第三固定板；17、二号档位传感器；18、同轴导向定位孔；19、固定套；20、步进电机；21、侧板；22、一号档位传感器；23、第二固定板。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

结合图1和图2，本实施例的一种高压电力电容的串并联切换装置，包括：往复直线运动机构，所述往复直线运动机构包括大扭矩电机1、第一固定板2、丝杆8、第二固定板23、高压插座6、旋转盘9和高压插头组10，所述第一固定板2用于固定大扭矩电机1，所述丝杆8一端通过轴套连接大扭矩电机1的输出轴，其中，轴套套设于所述丝杆8上，所述第二固定板23和旋转盘9均开设有中心孔，所述丝杆8另一端依次穿过第二固定板23和旋转盘9的中心孔，结合图5，所述第二固定板23上设置若干组高压插座6（具体为三组，每组有若干个），所述旋转盘9上对应设置有高压插头10，所述旋转盘9上的中心孔为螺纹孔，结合图4所示，当丝杆8进行正转及反转时将会带动旋转盘9进行直线往复运动；旋转档位切换机构，所述旋转档位切换机构包括导向板11、旋转板15、第三固定板16和步进电机20，所述导向板11和旋转板15同轴设置，且导向板11和旋转板15之间通过固定杆14进行连接，所述第三固定板16用于固定步进电机20，所述步进电机20的输出轴连接所述旋转板15，所述第三固定板16上还设有一号档位传感器22、二号档位传感器17和三号档位传感器，所述旋转板15上设置有一定向连接杆，所述定向连接杆通过旋转对一号档位传感器22、二号档位传感器17和三号档位传感器进行档位选择；所述导向板11的中心设置有轴承12，所述丝杆8穿过所述轴承12，与导向板11实现连接，且所述导向板11和旋转板15上同轴设置有若干导向定位孔18，所述旋转盘9上对应设置有导向杆，所述同轴导向杆穿过所述导向定位孔18后，所述步进电机20带动所述旋转板15进行三档位切换。当同轴导向杆穿过旋转板15上的同轴导向定位孔18后，步进电机20可以带动旋转盘9进行三个档位切换，同时同轴导向杆在同轴导向定位孔中的定向运动，可避免旋转盘9上的高压插头与固定板23上的高压插座插接过程中错位。

具体的，将聚四氟棒料划分成三个区域构成三档位切换机构的旋转盘9，旋转盘9上分布多个高压大电流插头，插头在旋转盘9的各区域内根据电力电容串并联关系进行连接，由步进电机带动的档位旋转机构通过与旋转盘9定向连杆连接后进行三档位切换。四组高压大容量电力电容的八个输出端同固定板23上的八个独立的高压大电流插座相连接，每个插座都安装在特制的聚四氟套管内，八个内含插座的聚四氟套管按照一定的尺寸关系装配在插座固定板上组成插座机构，通过大扭矩驱动电机1带动丝杆8转动使旋转盘9插头机构进行直线往复运动，实现旋转盘9插头机构与固定插座装置的接通或断开，当旋转盘9插头机构与档位切换立构相连接后通过步进电机与三个档位传感器的精确定位作用来实现三个档位的切换，整个系统由单片机控制，并由精密的传感器自动定位控制系统来实现切换机构的全自动运行，设备操作简单，大大提高了自动化程度。

结合图3，大扭矩电机1带动丝杆8转动，旋转盘9中心孔整体为螺孔构造，丝杆8正反转动时带动旋转盘9做直线往复运动，实现高压插头10与高压插座6接通或断开的控制过程。

更进一步的，所述一号档位传感器22、二号档位传感器17和三号档位传感器分别对应四个高压电力电容的串联、并联及串并联三种组合状态。高压电力电容的三种组合状态分别为：四个电容全并联、四个电容全串联、两个电容先并联后再与另外两个串联。

旋转板15的三个区域构成切换机构的三个档位，每次切换能完成四组电容的串并联，串联，并联关系的一次组合，当旋转板15的触头与档位传感器对接时即可实现档位切换。

该切换机构将四个大容量电容20μＦ/10KV（容量20微法，耐压10千伏）进行串并联，当四个电容全部并联，总电容容量80μＦ/10KV（容量80微法，耐压10千伏）；当四个电容全部串联，总电容容量5μＦ/40KV（容量5微法，耐压40千伏）；当每两个电容先并联，并联后的两对电容再串联，总电容容量20μＦ/20KV（容量 20微法，耐压20千伏）；通过对四个电容串并联组合，实现了三组耐压不相同；容量不相同的高压电力放电电容。可以完全满足绝大部分高压动力电缆故障测试需要。

实施例2

相比于实施例1，本实施例的一种高压电力电容的串并联切换装置，更进一步的，所述第一固定板2、第二固定板23和第三固定板16之间相互平行，且其相对两端均固定于两侧板21上，所述第二固定板23上设置有接通传感器4，位于所述丝杆8末端位置的侧板21上设置有断开传感器13。

当往复直线运动机构工作时，旋转盘9沿丝杆8做直线运动，位于旋转盘9上的高压插头10与高压插座6相配合，可以通过接通传感器4对接通信号进行反馈，同理，当不工作时，可以通过断开传感器13对信号进行反馈，整个工作过程由单片机控制。切换机构的各个工作状态工作人员可及时掌握并随时控制。

此外，所述高压插座6安装在插座套管5内，所述插座套管5为聚四氟绝缘套管，且所述高压插座6的插孔内含弹簧网。

将高压插座6安装在聚四氟绝缘套管内，能确保8个高压插座6之间以及高压插座6与第二固定板23绝缘耐压超过80KV，此外，为了避免高压拉弧并降低插接头接触电阻，大电流插座的插孔内含高密度弹簧网，能确保插座与插头360°紧密接触，大电流通过时插头插座不能拉弧烧粘。

所述第二固定板23与丝杆8之间上设置有丝杆套3，丝杆8穿过第二固定板23上安装的丝杆套3与旋转盘9中心螺纹孔相连接，所述高压插头10通过锁紧螺母7固定于所述旋转盘9上，所述步进电机20通过固定套19与丝杆8相连接。当大扭矩电机带动丝杆8转动时旋转盘9做直线往复运动。单片机通过接通传感器4和断开传感器13的限位反馈信号，实现高压插头与插座接通或断开的控制过程。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，包括：

往复直线运动机构，所述往复直线运动机构包括大扭矩电机（1）、第一固定板（2）、丝杆（8）、第二固定板（23）、高压插座（6）、旋转盘（9）和高压插头（10），所述第一固定板（2）用于固定大扭矩电机（1），所述丝杆（8）一端通过轴套连接大扭矩电机（1）的输出轴，所述第二固定板（23）和旋转盘（9）均开设有中心孔，所述丝杆（8）另一端依次穿过第二固定板（23）和旋转盘（9）的中心孔，所述第二固定板（23）上设置有若干组高压插座（6），所述旋转盘（9）上对应设置有高压插头（10），所述中心孔为螺纹孔，所述丝杆（8）进行正转及反转时，所述旋转盘（9）进行往复直线运动；

旋转档位切换机构，所述旋转档位切换机构包括导向板（11）、旋转板（15）、第三固定板（16）和步进电机（20），所述导向板（11）和旋转板（15）同轴设置，且导向板（11）和旋转板（15）之间通过固定杆（14）进行连接，所述第三固定板（16）用于固定步进电机（20），所述步进电机（20）的输出轴连接所述旋转板（15），所述第三固定板（16）上还设有一号档位传感器（22）、二号档位传感器（17）和三号档位传感器，所述旋转板（15）上设置有一定向连接杆，所述定向连接杆通过旋转对一号档位传感器（22）、二号档位传感器（17）和三号档位传感器进行档位选择；

所述导向板（11）的中心设置有轴承（12），所述丝杆（8）穿过所述轴承（12），与导向板（11）实现连接，且所述导向板（11）和旋转板（15）上同轴设置有若干导向定位孔（18），所述旋转盘（9）上对应设置有同轴导向杆，所述同轴导向杆穿过所述导向定位孔（18）后，所述步进电机（20）带动所述旋转板（15）进行三档位切换。

2.根据权利要求1所述的一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，所述第一固定板（2）、第二固定板（23）和第三固定板（16）之间相互平行，且其相对两端均固定于两侧板（21）上，所述第二固定板（23）上设置有接通传感器（4），位于所述丝杆（8）末端位置的侧板（21）上设置有断开传感器（13）。

3.根据权利要求1所述的一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，所述高压插座（6）安装在插座套管（5）内，所述插座套管（5）为聚四氟绝缘套管，且所述高压插座（6）的插孔内含弹簧网。

4.根据权利要求2所述的一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，所述第二固定板（23）与丝杆（8）之间上设置有丝杆套（3）。

5.根据权利要求3所述的一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，所述高压插头（10）通过锁紧螺母（7）固定于所述旋转盘（9）上。

6.根据权利要求1所述的一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，所述步进电机（20）的输出轴外周套设有固定套（19）。

7.根据权利要求1所述的一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，所述一号档位传感器（22）、二号档位传感器（17）和三号档位传感器分别对应四个高压电力电容的串联、并联及串并联三种状态组合。

8.根据权利要求7所述的一种高压电力电容的串并联切换装置，其特征在于，所述三种状态组合分别为：四个电容全并联、四个电容全串联、两个电容先并联后再与另外两个串联。

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