一种模拟真实gis三工位开关悬浮电位实验系统装置及方法
技术领域
本发明涉及实验系统装置
技术领域
,具体为一种模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置及方法。背景技术
目前在电气工程领域,由于GIS(封闭式气体绝缘组合电器)三工位开关有结构紧凑、联接可靠等特点被广泛应用。三工位开关通常位于间隔出线和母线侧的封闭气室内,该区域金属组件众多,操动机构相互关联复杂,并且作为隔离开关和快速接地的衔接中枢,操作频繁,金属链接件之间冲击强度大,摩擦剧烈,易产生金属颗粒,或者因为安装工艺不良,破坏无尘环境,外部粉尘侵入,在电场作用下,金属颗粒及微小尘埃带电,在三工位气腔内发生悬浮和弥散,造成局部放电缺陷。据统计,运行中此类缺陷占到GIS设备故障率的38%,在三工位开关气室内造成GIS局部放电甚至击穿。本项目旨在发明一种GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置及方法,为电力科研人员研究和确定此类缺陷的特性,进而培训从业人员掌握检测要点,对于生产现场及时发现和处理三工位开关封闭气室内悬浮放电的缺陷具有重要意义。目前,国内外尚无可模拟真实GIS三工位开关悬浮放电试验系统装置及方法,本发明通过建立实体GIS三工位模型,打开顶板,在连接件处添加三个可调式悬浮颗粒放电部件(金属颗粒、绝缘残渣和微粒粉尘模块),模块配套有微型振动模块在封闭桶背板上,根据实际负荷及运行状况可开启振动,加强模拟悬浮颗粒的弥散状态,设置脉冲获取装置,由内而外输出放电信号,同时360度红外摄像头监控内部试验进度,形成“内外联动、视测双线”的GIS三工位开关悬浮放电试验系统装置,完成了闭环试验系统监测和管理方法。但是目前市场上的GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置存在很多不足之处,就比如:
1.目前市场上的GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置不便于维护保养,由于目前市场上的GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置的结构存在缺陷,其结构完全封闭,缺少一种可以打开和关闭的机构,因此无法对其内部进行清理维护,所以目前市场上的GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置不实用;
2.目前市场上的GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置不防潮、不具备照明功能和不便于观察,由于目前市场上的GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置的结构存在缺陷,其缺少一种可以防潮的机构,导致该装置底部遇水容易被氧化腐蚀,且该装置不具备照明功能,容易受到环境因素限制,不便于实验者对其进行观察,所以目前市场上的GIS三工位开关可调式悬浮放电的试验系统装置不实用。
所以我们提出了一种模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置及方法,以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置及方法,以解决上述背景技术提出的目前市场上的不便于维护保养、不防潮、不具备照明功能和不便于观察的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置,包括基体,所述基体内部设置有三工位气腔,且基体右端设置有操动装置,并且操动装置连接金属颗粒模块(最外)、绝缘残渣模块(中间)和微粒分层模块(最内),所述金属颗粒模块(最外)、绝缘残渣模块(中间)和微粒分层模块(最内)末端设置有电极接触器,所述基体右端内部设置有脉冲采集及BNC-N外接口,且基体上端右侧设置有视频监控,并且基体下端左侧设置有接地极,所述基体上端左侧设置有压力监视器接口,且基体上端左侧设置有把手,并且把手外侧设置有防滑纹,所述基体上端左侧设置有压力计,且压力计下端设置有压力计螺纹杆,并且压力计螺纹杆连接在压力监视器接口中,所述基体下端设置有底座,且底座下端设置有可调支座,并且基体正面设置有摆页,所述摆页与箱门构成旋转机构,所述基体上端右侧设置有盖门,且盖门下端设置有卡块,并且卡块与内孔中的挡块构成卡合机构,所述挡块与弹簧构成弹性机构,所述基体内壁上端通过第一螺纹杆固定有灯座,且灯座与照明灯构成旋转机构,并且基体右侧上端连接旋转盖,且旋转盖与旋转盖螺纹孔构成螺纹连接,并且旋转盖通过第二螺纹杆固定着固定座,所述固定座与支撑杆构成旋转机构,且支撑杆末端连接监控摄像头,所述电极接触器外侧设置有微调螺纹,且基体内部设置有三工位气腔对接法兰,并且基体上端设置有观察窗。
优选的,所述基体有1个,且基体的尺寸大于三工位气腔的尺寸,并且基体的外部采用侧拉铜网为包裹,最终与放电阴极、外壳共地至总接地极。
优选的,所述把手有2个,且把手关于基体的中心左右对称设置,并且把手的长度大于防滑纹的长度。
优选的,所述压力计有1个,且压力计下端的压力计螺纹杆与压力监视器接口构成螺纹连接,并且压力计螺纹杆的直径小于压力监视器接口的直径。
优选的,所述底座有1个,且底座的尺寸小于基体的尺寸,并且底座与水平方向平行。
优选的,所述可调支座有4个,且可调支座关于底座的中心前后左右对称设置,并且可调支座的高度大于底座的高度。
优选的,所述摆页有1个,且摆页与箱门构成旋转机构,并且箱门的尺寸小于基体的尺寸。
优选的,所述盖门有3个,且盖门可以旋转打开,并且盖门下端的卡块与挡块构成卡合机构。
优选的所述照明灯有2个,且照明灯关于基体的中心左右对称设置,并且照明灯与灯座构成旋转机构,所述旋转盖有1个,且旋转盖与基体中旋转盖螺纹孔构成螺纹连接,并且旋转盖的螺纹直径小于旋转盖螺纹孔的直径。
模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验方法:
A、首先设计和制作可模拟GIS三工位开关悬浮放电试验系统,该系统装置对接在一段特殊设计的GIS三工位开关背板外侧,内部气腔为正常压力0.5MPa,通过外部开关机构操作三工位可达到隔离分闸、接地、合闸三个状态,实现各状态下的触头切入对接和操作冲击;
B、打开顶板三工位气腔顶板,在连接件处添加三个可调式悬浮颗粒放电部件,分别为金属颗粒悬浮放电模块、绝缘残渣悬浮放电模块和微粒粉尘悬浮放电模块,在三工位合闸状态下,通过操动装置引导模块各自的金属电极接触器,穿刺入金属件获取电极电位,同时操作装置配套有微型振动部件,环装在封闭桶背板上,根据实际负荷及运行状况可开启振动,模拟悬浮颗粒的弥散状态,三种不同悬浮颗粒模块实现典型的悬浮放电脉冲能量的产生。
C、试验系统为视频监控和信号采集“双接收模式”,无死角监控试验系统放电过程。为有效克服电磁场干扰,装置系统腔体外部采用侧拉铜网为包裹,最终与放电阴极、外壳共地至总接地极。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.该模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置及方法设置有摆页和箱门,因此该装置便于维护和保养,其工作原理是:打开箱门,对基体内部进行清洁和维护,维护完毕,关闭箱门,十分方便,增加了实用性;
2.该模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置及方法设置有底座、可调支座、微调螺纹、照明灯和观察窗,因此该装置具备防潮功能、便于观察功能,其工作原理是:手动调整可调支座的高度,使得底座远离地面,避免地面水对底座以及基体的氧化腐蚀,照明灯照亮该装置基体内部,避免光线昏暗影响实验者观察,微调螺纹便于手动操作,增加了实用性。
附图说明
图1为本发明正视半剖结构示意图;
图2为本发明正视结构示意图;
图3为本发明局部俯剖结构示意图;
图4为本发明俯视结构示意图;
图5为本发明图1中A处放大结构示意图;
图6为本发明图1中B处放大结构示意图;
图7为本发明图1中C处放大结构示意图;
图8为本发明图1中D处放大结构示意图。
图中:1、三工位气腔;2、电极接触器;3、操动装置;4、金属颗粒模块(最外);5、绝缘残渣模块(中间);6、微粒分层模块(最内);7、脉冲采集及BNC-N外接口;8、视频监控;9、接地极;10、压力监视器接口;11、基体;12、把手;13、防滑纹;14、压力计;15、压力计螺纹杆;16、底座;17、可调支座;18、摆页;19、箱门;20、盖门;21、卡块;22、弹簧;23、挡块;24、内孔;25、灯座;26、第一螺纹杆;27、照明灯;28、旋转盖;29、旋转盖螺纹孔;30、固定座;31、支撑杆;32、第二螺纹杆;33、监控摄像头;34、微调螺纹;35、三工位气腔对接法兰;36、观察窗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:一种模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置,包括三工位气腔1、电极接触器2、操动装置3、金属颗粒模块(最外)4、绝缘残渣模块(中间)5、微粒分层模块(最内)6、脉冲采集及BNC-N外接口7、视频监控8、接地极9、压力监视器接口10、基体11、把手12、防滑纹13、压力计14、压力计螺纹杆15、底座16、可调支座17、摆页18、箱门19、盖门20、卡块21、弹簧22、挡块23、内孔24、灯座25、第一螺纹杆26、照明灯27、旋转盖28、旋转盖螺纹孔29、固定座30、支撑杆31、第二螺纹杆32、监控摄像头33、微调螺纹34、三工位气腔对接法兰35、观察窗36,基体11内部设置有三工位气腔1,且基体11右端设置有操动装置3,并且操动装置3连接金属颗粒模块最外4、绝缘残渣模块中间5和微粒分层模块最内6,金属颗粒模块最外4、绝缘残渣模块中间5和微粒分层模块最内6末端设置有电极接触器2,基体11右端内部设置有脉冲采集及BNC-N外接口7,且基体11上端右侧设置有视频监控8,并且基体11下端左侧设置有接地极9,基体11上端左侧设置有压力监视器接口10,且基体11上端左侧设置有把手12,并且把手12外侧设置有防滑纹13,基体11上端左侧设置有压力计14,且压力计14下端设置有压力计螺纹杆15,并且压力计螺纹杆15连接在压力监视器接口10中,基体11下端设置有底座16,且底座16下端设置有可调支座17,并且基体11正面设置有摆页18,摆页18与箱门19构成旋转机构,基体11上端右侧设置有盖门20,且盖门20下端设置有卡块21,并且卡块21与内孔24中的挡块23构成卡合机构,挡块23与弹簧22构成弹性机构,基体11内壁上端通过第一螺纹杆26固定有灯座25,且灯座25与照明灯27构成旋转机构,并且基体11右侧上端连接旋转盖28,且旋转盖28与旋转盖螺纹孔29构成螺纹连接,并且旋转盖28通过第二螺纹杆32固定着固定座30,固定座30与支撑杆31构成旋转机构,且支撑杆31末端连接监控摄像头33,电极接触器2外侧设置有微调螺纹34,且基体11内部设置有三工位气腔对接法兰35,并且基体11上端设置有观察窗36。
基体11有1个,且基体11的尺寸大于三工位气腔1的尺寸,并且基体11的外部采用侧拉铜网为包裹,最终与放电阴极、外壳共地至总接地极,保证三工位气腔1能够放进基体11内,使该装置结构合理稳定,增加了实用性。
把手12有2个,且把手12关于基体11的中心左右对称设置,并且把手12的长度大于防滑纹13的长度,保证把手12能够稳定地支撑基体11,使该装置受力均匀平衡,增加了实用性。
压力计14有1个,且压力计14下端的压力计螺纹杆15与压力监视器接口10构成螺纹连接,并且压力计螺纹杆15的直径小于压力监视器接口10的直径,保证压力计14下端的压力计螺纹杆15能够插进压力监视器接口10,使该装置结构合理稳定,增加了实用性。
底座16有1个,且底座16的尺寸小于基体11的尺寸,并且底座16与水平方向平行,保证底座16能够稳定地支撑基体11,使该装置不倾斜晃动,增加了实用性。
可调支座17有4个,且可调支座17关于底座16的中心前后左右对称设置,并且可调支座17的高度大于底座16的高度,保证可调支座17能够稳定地支撑底座16,使该装置受力均匀平衡,增加了实用性。
摆页18有1个,且摆页18与箱门19构成旋转机构,并且箱门19的尺寸小于基体11的尺寸,保证箱门19能够正常地打开和关闭,使该装置结构合理稳定, 增加了实用性。
盖门20有3个,且盖门20可以旋转打开,并且盖门20下端的卡块21与挡块23构成卡合机构,保证盖门20能够正常地打开和关闭,使该装置结构合理稳定,增加了实用性。
照明灯27有2个,且照明灯27关于基体11的中心左右对称设置,并且照明灯27与灯座25构成旋转机构,旋转盖28有1个,且旋转盖28与基体11中旋转盖螺纹孔29构成螺纹连接,并且旋转盖28的螺纹直径小于旋转盖螺纹孔29的直径,保证旋转盖28能够安插进旋转盖螺纹孔29中,使该装置结构合理稳定,增加了实用性。
模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验方法:
A、首先设计和制作可模拟GIS三工位开关悬浮放电试验系统,该系统装置对接在一段特殊设计的GIS三工位开关背板外侧,内部气腔为正常压力0.5MPa,通过外部开关机构操作三工位可达到隔离分闸、接地、合闸三个状态,实现各状态下的触头切入对接和操作冲击;
B、打开顶板三工位气腔顶板,在连接件处添加三个可调式悬浮颗粒放电部件,分别为金属颗粒悬浮放电模块、绝缘残渣悬浮放电模块和微粒粉尘悬浮放电模块,在三工位合闸状态下,通过操动装置引导模块各自的金属电极接触器,穿刺入金属件获取电极电位,同时操作装置配套有微型振动部件,环装在封闭桶背板上,根据实际负荷及运行状况可开启振动,模拟悬浮颗粒的弥散状态,三种不同悬浮颗粒模块实现典型的悬浮放电脉冲能量的产生。
C、试验系统为视频监控和信号采集“双接收模式”,无死角监控试验系统放电过程。为有效克服电磁场干扰,装置系统腔体外部采用侧拉铜网为包裹,最终与放电阴极、外壳共地至总接地极。
工作原理:在使用该模拟真实GIS三工位开关悬浮电位实验系统装置及方法时,首先用手握住把手12外侧的防滑纹13将该装置移动到目的地,再手动调整基体11下端的底座16下部可调支座17的高度,使得底座16远离地面,避免地面水对底座16以及基体11的氧化腐蚀,然后开启基体11内部的照明灯27照亮该装置基体11内部,避免光线昏暗影响实验者观察,操作三工位处于合闸状态,通过操动装置3 控制电极接触器2在三工位的引流金属件上获取运行状态下的高电位,在高压作用下,可同时或分别操动金属颗粒模块(最外)4、绝缘残渣模块(中间)5以及微粒分层模块(最内)6的电极接触器2,同时,操动装置3控制外部环形微振动模块引发悬浮弥散,更加接近运行状态下悬浮特性,发出单一或者叠加的悬浮放电脉冲,脉冲采集及BNC-N外接口7发出放电信号,进而获取分析,视频监控8有效观测内部电弧或者电晕放电状况,使用完毕切断电源并打开箱门19,对基体11内部进行清洁和维护,维护完毕,关闭箱门19,从而完成一系列工作,本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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