气体绝缘试验设备的制作方法

1.本发明涉及一种气体绝缘试验设备，适用于各种气体的绝缘性能基础数据测试。


背景技术：

2.目前，由于sf6气体具有超高的gwp（全球变暖潜能值），sf6成为1997年《京都议定书》中限制排放的六种温室气体之一。因此对于电力设备而言，寻求替代sf6气体的环保气体具有重要意义。目前市面上包含了氮气、干燥空气及与c4f7n或c5f
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o等混合而成的混合气体，都是一些潜在的可替代sf6气体的潜在替换对象，但是具体绝缘性能如何，需要大量的基础试验研究作为支撑，而其中的气体绝缘试验是必不可少的研究项目。
3.公告号为cn103257307a的中国发明专利公开了一种气体绝缘试验装置，该装置存在以下问题：（1）两个试验电极处于箱体的两个支撑件上，当箱体内充气后必然会引起箱体的变形，从而导致两个电极之间的距离产生偏差，进一步导致测试数据的不准确性。（2）专利中调节电极的间距是依靠丝杆传动来实现的，实际精度较差、不利于基础研究。（3）虽然开有观察窗，但为了保证试验人员的安全，一般试品都距离试验人员较远，并不利于观察电极间的放电情况，尤其不利于对试验的过程记录；（4）对于不同电极放电对比来说，需要频繁更换电极，产生新的装配误差，气体压力误差等。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种气体绝缘试验设备，它不仅能够在不拆卸设备的情况下，通过至少一种高压端电极对试验气体进行试验，而且能够方便调节高压端电极和接地端电极之间的间距，使用非常方便。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种气体绝缘试验设备，包括：适于充入试验气体的箱体；滑配在所述箱体上的下电极组件，所述下电极组件包括位于箱体内的接地端电极；高压端电极连接部件，所述高压端电极连接部件安装在箱体上；旋转安装在所述箱体上的上电极组件，所述上电极组件包括至少一位于箱体内的高压端电极，通过在箱体上旋转上电极组件使得其中一高压端电极与所述高压端电极连接部件导电连接；与所述下电极组件相连以驱动所述下电极组件在所述箱体上滑动以调节所述接地端电极和所述高压端电极之间的间距的下电极移动部件。
6.进一步，为了避免箱体充入试验气体后箱体变形所带来的偏差影响，所述箱体包括一体设置的板件，所述下电极组件滑配在所述板件上；所述板件上安装有支撑部件，所述上电极组件旋转安装在支撑部件上，所述上电极组件和所述下电极组件通过支撑部件绝缘隔开。
7.进一步，提供了一种支撑部件的具体结构，所述支撑部件包括：
安装在所述板件上的下支撑件；旋转连接所述上电极组件的上支撑件；连接在所述下支撑件和所述上支撑件之间的至少一绝缘子。
8.进一步，所述上电极组件和所述支撑部件之间设有一卡固结构，该卡固结构限定所述上电极组件在所述支撑部件上除旋转外的其余自由度。
9.进一步，提供了一种高压端电极连接部件的具体结构，所述高压端电极连接部件包括：安装在所述箱体上的出线套管；安装在所述支撑部件上的弹性导体，所述弹性导体适于与所述高压端电极电性连接；电性连接所述出线套管和所述弹性导体的伸缩电缆。
10.进一步，提供了一种上电极组件的具体结构，所述上电极组件包括：旋转安装在所述箱体上的转轴；连接在转轴上的转盘；装于所述转盘上的高压端电极。
11.进一步，为了方便选择至少两种高压端电极，所述高压端电极设有至少两个并且不同，并沿转盘的周向设置，高压端电极之间相互绝缘隔开。
12.进一步，为了提高箱体的密封性，所述转轴与所述箱体之间的连接部分设有上动密封件。
13.进一步，提供了一种下电极组件的具体结构，所述下电极组件还包括：连接杆，所述连接杆滑配在所述箱体上，所述连接杆的部分伸出所述箱体外与所述下电极移动部件相连，接地端电极连接在连接杆上。
14.进一步，为了提高箱体的密封性，所述连接杆与所述箱体之间的连接部分设有下动密封件。
15.进一步，提供了一种下电极移动部件的具体结构，所述下电极移动部件包括：传动杆，所述传动杆与所述下电极组件相连；动力件，所述动力件通过传动机构与所述传动杆相连，通过所述动力件带动所述传动杆上下升降。
16.进一步，提供了一种传动机构的具体结构，所述传动机构包括：齿轮，所述齿轮安装在所述动力件的输出端上，所述动力件驱动所述齿轮旋转；设于所述传动杆上的齿条部，所述齿条部与所述齿轮啮合连接。
17.进一步，为了控制高压端电极和接地端电极之间的间距，气体绝缘试验设备还包括控制器和用于采集下电极组件移动距离的距离采集组件，所述控制器适于根据所述距离采集组件采集的移动距离被手动或自动控制所述下电极移动部件的动作。
18.进一步，提供了一种下电极组件的具体结构，所述下电极组件还包括连接杆，所述连接杆滑配在所述箱体上，所述连接杆的部分伸出所述箱体外与所述下电极移动部件相连；其中，所述距离采集组件为所述连接杆上设有的距离标记，根据所述距离标记手动控制控制器以控制所述下电极移动部件的动作。
19.进一步，提供了一种距离采集组件的具体结构，所述距离采集组件为位移传感器，所述位移传感器安装在所述下电极组件或所述下电极移动部件上以采集下电极组件的移动距离，所述控制器适于根据采集的移动距离自动控制所述下电极移动部件的动作。
20.进一步，所述箱体上设有第一自封阀，通过所述第一自封阀向所述箱体内充入试验气体；和/或所述箱体上设有第二自封阀，所述第二自封阀上设有用于测量箱体内充入的试验气体的压力和/或温度和/或湿度的表；和/或所述箱体上设有接地柱。
21.采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：1、本发明的上电极可以包括至少一种型号或形状的高压端电极，可以通过在箱体上旋转上电极组件，从而选择其中一高压端电极与高压端电极连接部件相连，以此实现能够在不拆卸设备的情况下，通过至少一种高压端电极对试验气体进行试验的目的；2、本发明在通过旋转上电极组件选定高压端电极后，可以通过下电极移动部件移动所述下电极组件，从而调节接地端电极和高压端电极之间的间距；3、本发明的箱体可内置照明灯和摄像头，可通过后台实时显示，便于试验过程中直观观察试验气体间的放电情况；4、本发明可以通过距离标记或位移传感器，实时了解接地端电极的移动情况，满足高精度的间距控制需求；5、本发明的箱体内有两个自封阀，其中一个连接表，可实现一边通过一个自封阀充气、一边通过表读取气压值的功能，便于实时观察充气压力，且表可内置温传感器、湿度传感器和压力传感器，并且可将这些数据实时上传，有利于试验过程中控制单一变量因素的作用；6、箱体上焊接有专门的接地柱，便于试验过程中箱体的接地；7、接地端电极和高压端电极采用同一基准点，通过这种方式，在充气时板件变形造成的影响对上电极组件和下电极组件相当，一体设置的板件可以避免箱体充入试验气体后变形而造成的偏差影响。
附图说明
22.图1为本发明的气体绝缘试验设备的结构示意图；图2为本发明的箱体的结构示意图一；图3为本发明的箱体的结构示意图二；图4为本发明的箱体的内部结构示意图；图5为图4的a部放大图；图6为本发明的下电极移动部件的结构示意图。
具体实施方式
23.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
24.如图1-6所示，在本实施例中，一种气体绝缘试验设备，包括：
适于充入试验气体的箱体1；滑配在箱体1上的下电极组件，下电极组件包括位于箱体1内的接地端电极41；高压端电极连接部件，高压端电极连接部件安装在箱体1上；旋转安装在箱体1上的上电极组件，上电极组件包括三个位于箱体1内的高压端电极23，通过在箱体1上旋转上电极组件使得其中一高压端电极23与高压端电极连接部件导电连接；与下电极组件相连以驱动下电极组件在箱体1上滑动以调节接地端电极41和高压端电极23之间的间距的下电极移动部件。
25.在本实施例中，高压端电极23设有三个，但是不限于此，也可以设置为1个或2个或其他数量，高压端电极23的电极端可以为半圆形或圆柱形或圆锥形。
26.如图4所示，在本实施例中，箱体1包括一体设置的板件11，下电极组件滑配在板件11上；板件11上安装有支撑部件，上电极组件旋转安装在支撑部件上，上电极组件和下电极组件通过支撑部件绝缘隔开。
27.在本实施例中，将下电极组件滑配安装在板件11上，将上电极组件安装在固定在板件11上的支撑部件上，接地端电极41和高压端电极23采用同一基准点，通过这种方式，在充气时板件11变形造成的影响对上电极组件和下电极组件相当，一体设置的板件11可以避免箱体充入试验气体后变形而造成的偏差影响。
28.如图4-5所示，在本实施例中，箱体内还可安装照明灯115和摄像头116，通过摄像头116对试验过程进行摄像录制，便于对试验过程的反复研究，并可通过后台实时显示，便于试验过程中直观观察试验气体间的放电情况。
29.具体地，如图4所示，支撑部件可以为以下结构，包括：安装在板件11上的下支撑件111；旋转连接上电极组件的上支撑件112；连接在下支撑件111和上支撑件112之间的两个绝缘子113。
30.在本实施例中，绝缘子113的数量不局限于两个，也可以是其他数量，下支撑件111和上支撑件112均可以为绝缘材料。
31.具体地，如图4-5所示，高压端电极连接部件可以为以下结构，包括：安装在箱体1上的出线套管31；安装在支撑部件上的弹性导体32，弹性导体32适于与高压端电极23电性连接；电性连接出线套管31和弹性导体32的伸缩电缆33。
32.在本实施例中，如图2所示，出线套管31通过套管压板600固定在箱体1上，出线套管31具备密封功能，并且上方接口可连接外部试验电缆，下端通过伸缩电缆33连弹性导体32，伸缩式线缆33起到导电的作用，且长度可伸缩，这样就实现了在箱体外部对伸缩式线缆33与出线套管31的预固定。
33.具体地，如图4-5所示，上电极组件可以为以下结构，包括：旋转安装在箱体1上的转轴21；连接在转轴21上的转盘22；装于转盘22上的高压端电极23。
34.在本实施例中，转轴21伸出箱体1外的部分上可设扳手部，通过工具操纵扳手部，可以旋转转轴21，当然转轴21的旋转也可以通过驱动机构去驱动旋转。
35.另外，转盘22和转轴21为绝缘材料制成。
36.如图5所示，在本实施例中，上电极组件和支撑部件111之间设有一卡固结构114，该卡固结构114限定上电极组件在支撑部件111上除旋转外的其余自由度。
37.在本实施例中，卡固结构114可以为两个卡簧，转轴21穿过上支撑件112，在转轴21上位于上支撑件112的上侧和下侧分别通过一卡簧卡住，从而实现卡固的目的，同时能够使得转轴21相对上支撑件112旋转。
38.如图4-5所示，在本实施例中，高压端电极23设有三个并且不同，并沿转盘22的周向设置，高压端电极23之间相互绝缘隔开。
39.在本实施例中，为了提高箱体1的密封性，如图4所示，转轴21与箱体1之间的连接部分设有上动密封件24。
40.具体地，如图4所示，下电极组件可以为以下结构，下电极组件还包括：连接杆42，连接杆滑配在箱体1上，连接杆42的部分伸出箱体1外与下电极移动部件相连，接地端电极41连接在连接杆42上。
41.具体地，接地端电极41为圆盘状，通过螺纹连接在连接杆42的端头。
42.同理，为了提高箱体的密封性，如图4所示，连接杆42与箱体1之间的连接部分设有下动密封件43。
43.在本实施例中，如图4所示，上动密封件24和下动密封件43为本领域技术人员所熟知的器件，具体地，下动密封件43内含密封圈，并且位于箱体1内部的部分带有外螺纹，下动密封件43通过外螺纹螺纹连接下动密封固定件，通过下动密封固定件将下动密封件43禁锢在箱体1上，下支撑件111套在下动密封件43上，并通过绝缘子支撑固定件400螺纹连接在下动密封件43上，由此将下支撑件111进行固定。
44.具体地，如图6所示，下电极移动部件可以为以下结构，包括：传动杆51，传动杆51与下电极组件相连；动力件，动力件通过传动机构与传动杆相连，通过动力件带动传动杆上下升降。
45.如图5所示，在本实施例中，动力件可以包括电机52和减速器53，电机52的输出端与减速器53的输入端相连。
46.具体地，如图6所示，传动机构可以为以下结构，包括：齿轮54，齿轮54安装在减速器53的输出端上，动力件驱动齿轮54旋转；设于传动杆51上的齿条部55，齿条部55与齿轮54啮合连接。
47.具体地，电机52动作，通过减速器53带动齿轮54旋转，从而带动齿条部55以及传动杆51上下移动，从而带动下电极组件相对箱体上下移动。
48.如图1所示，在本实施例中，还包括控制器6和用于采集下电极组件移动距离的距离采集组件，控制器6适于根据距离采集组件采集的移动距离被手动或自动控制下电极移动部件的动作；其中，距离采集组件可以包括下电极组件中连接杆42上设有的距离标记，根据距离标记手动控制控制器6以控制下电极移动部件的动作；具体地，箱体1上还安装有刻度罩44，刻度罩44上刻有尺寸，刻度罩44为透明材质制成，通过刻度罩44和距离标记的配合，可以实现观
察连接杆42实际位移的功能，也能起到校准的功能，然后可以通过控制器6手动控制下电极移动部件的动作，以调节高压端电极23和接地端电极41之间的间距，这是一种精确控制间距需求的方式；当然，还有另外一种自动控制间距需求的方式，如图1所示，距离采集组件还可以包括位移传感器7，位移传感器7安装在下电极组件或下电极移动部件上以采集下电极组件的移动距离，控制器6适于根据采集的移动距离自动控制下电极移动部件的动作；在本实施例中，位移传感器7安装在传动杆51上，在传动杆51上下运动时，精确测量传动杆51的位移情况，并传递给控制器6。
49.如图1所示，在本实施例中，箱体1下方安装有一支架200，支架200起到支撑箱体1、下电极移动部件、控制器6和距离采集组件的作用；支架200底部装有四个滑轮201。
50.在本实施例中，如图1所示，支架200上固定有滚筒500，传动杆51与滚筒500贴合，以很好地支撑并导向传动杆51。
51.如图2-3所示，在本实施例中，箱体1上设有第一自封阀8，通过第一自封阀7向箱体1内充入试验气体；箱体1上还设有第二自封阀9，第二自封阀9上设有用于测量箱体1内充入的试验气体的压力、温度和湿度的表91；如图3所示，箱体1上还设有接地柱10，接地柱10焊接在箱体1下方，可实现试验时箱体的外壳的便捷接地。
52.在本实施例中，箱体1通过第一自封阀8向箱体1内充入试验气体，第二自封阀9连接表91，可实现一边充气、一边通过表91读取气压值的功能，便于实时观察充气压力，且表91可内置温传感器、湿度传感器和压力传感器，并且可将这些数据实时上传，有利于试验过程中控制单一变量因素的作用。
53.如图3所示，在本实施例中，箱体1上还设有防止箱体内部过压的泄压阀100。
54.如图1-2所示，在本实施例中，箱体1上还设有便于观察箱体内部的观察窗300，观察窗300为透明非金属材料，观察窗300和箱体1之间设置密封圈进行密封。
55.本发明的气体绝缘试验设备，在充气过程中，整体装配完后，从第一自封阀8里往箱体1内冲入所需研究的气体介质，表91可实时显示充气压力值。
56.选择高压端电极23：通过旋转上电极组件，使得上电极组件上需要的高压端电极23与弹性导体32连接；电极间距离的调节：控制电机的转动、带动下电极组件上下移动，从而实现高压端电极23和接地端电极41之间的距离调整（借助位移传感器7或刻度罩和距离标记），都具备观察接地端电极41移动距离的功能，另外刻度罩可以起到对位移传感器7的校验作用）试验：出线套管31连接试验设备的高压端，设备外壳通过接地柱10连接到接地回路中，开展试验。
57.以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。