一种用于三相共箱型GIL/GIS的智能化高压绝缘试验装置

技术领域

本发明涉及电气设备试验装置技术领域，尤其涉及一种用于三相共箱型GIL/GIS的智能化高压绝缘试验装置。

背景技术

三相共箱型高压GIL/GIS是指三相导体共同布置在同一个箱体内的气体绝缘开关设备或输电管道。GIL/GIS在正常运行中除长期承受系统的正常相电压以外，还要承受各种过电压的作用，因此为了保证其长期可靠性，必须在出厂时对GIL/GIS等进行绝缘试验，包含雷电冲击和工频耐压试验。

现有的三相共箱型GIL/GIS高压绝缘试验装置主要分为两种：

（1）：单相出线套管试验方式，该装置每完成一相的试验后，需要重新回收出线套管内的SF6气体，在GIS产品的电缆终端再更换另一相，同时将剩余两相进行接地，然后将出线套管抽取真空并充入SF6气体，再进行工频耐压试验。每次换相时都需要用外置接地线手动将剩余二相进行接地，一旦忘记接地或者不能良好的接地，在试验时将会产生感应电势，造成放电危及设备或者人员安全。这样如此重复操作，不仅使得试验周期很长，而且大大降低工作效率及提高产品的人工成本。

（2）：采用三相变换装置连接试验装置接头和三相电器接口，现有的三相变换装置存在传动机构太多、转换过程产生微粒而对转换机构的操作方便性、可靠性产生影响。换相时的导体间接触必然会产生摩擦和金属微粒，在长期积累和带电试验影响下，微粒会在电场作用下运动，并不断积累到绝缘件表面，从而影响到绝缘件的耐压能力，并最终影响试验装置的可靠性。设备装置不可靠引起放电，会对试验设备的绝缘产生冲击，影响其寿命与维修频率，且在实验过程中，可能会由于操作者的麻痹大意，试验时，会出现接地杆没有推动，或者推动不到位的问题，导致测试设备损坏；且转相机构在长期使用过程中损坏、位置转换不到位、虚接等导致设备无法使用或者测试结果不准确的问题。

因此亟需设计一种操作便捷、稳定可靠的用于三相共箱型GIL/GIS的高压绝缘试验装置。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提出可以快速、准确的完成试验过程的一种用于三相共箱型GIL/GIS的智能化高压绝缘试验装置。

本发明的技术方案：一种用于三相共箱型GIL/GIS的智能化高压绝缘试验装置，包括外壳体，所述外壳体的两侧设置有第一面板和第二面板，所述第一面板上设置有试验接头装置，所述第二面板上设置有三相电器接口；

所述三相电器接口通过三相变换装置与所述三相电器接口的三个导电柱其中一个相连接，并能够在三个所述导电柱之间切换；

所述三相变换装置包括：

导电安装块，所述导电安装块与所述试验接头装置连接；

接电杆，所述接电杆的一端转动安装与所述导电安装块的上侧，所述接电杆的另一端与对应的所述导电柱连接；

电动旋转驱动结构，所述电动旋转驱动结构至少有一部分安装于所述导电安装块内、另一部分安装于所述外壳体的外侧，所述电动旋转驱动结构用于驱动接电杆做旋转运动。

优选的，所述电动旋转驱动结构包括设置于外壳体侧壁上的转盘组件，所述转盘组件的轴线位置设置有绝缘杆，所述绝缘杆的另一端横向延伸至所述导电安装块内、且在其端部固定有第一锥形齿轮，在所述外壳体的表面设置有驱动转盘组件转动的驱动电机；

还包括转轴，所述转轴可旋转的安装在所述导电安装块内、且与所述导电安装块的轴线重合；

所述转轴上设置有与所述第一锥形齿轮和啮合的第二锥形齿轮；

所述接电杆的一端固定于转轴的端部。

优选的，所述接电杆的端部呈斜切状，在其端面设置有凹槽；

所述导电柱端面设置有安装槽，安装槽内设置有第一弹簧，所述第一弹簧内套设有第一导电触头，所述第一导电触头与所述凹槽匹配设置。

优选的，所述外壳体外周侧设置有三个接地装置，三个所述接地装置分别与三个所述导电柱对应设置。

优选的，所述接地装置包括接地杆和收纳筒，所述收纳筒固定于外壳体上，接地杆设于收纳筒内，所述接地杆的外端与外部接地设备相连；

所述接地杆的内端设有安装孔，安装孔内设有第二弹簧，所述第二弹簧内套接有第二导电触头。

优选的，所述收纳筒内设有卡槽，所述接地杆上设有弹性凸点，当所述接地杆拔至最外部时，所述接地杆收回收纳筒内。

优选的，每个所述接地杆上均设置有防呆结构，所述防呆结构包括设置在接地杆上的接触块以及两块电磁铁，所述接地杆上还设置有与所述接触块对应的接触感应器；

当所述电动旋转驱动结构将接电杆旋转至与导电柱对应的位置，该接地杆上电磁铁处于相吸状态。

优选的，还包括控制器，所述控制器控制电动旋转驱动结构以及所述电磁铁之间的吸附状态。

优选的，所述外壳体内设有微粒捕捉器。

优选的，所述外壳体上设有观察窗，所述外壳体内侧设置有轨道，在所述轨道上安装有监测导电柱与所述第一导电触头接触状态的高清摄像头，且所述高清摄像头能够沿轨道移动，所述高清摄像头与设于外壳体外部的显示器电性连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本发明通过采用可旋转的三相变换装置代替前后伸缩的直进结构，通过三相变换装置控制接电杆的旋转角度，来分别与三相共箱GIL内三个导体端子的接触和导通。只需1个该机构，即可实现三相导体的分别连接，避免了产品的重新连接装配和复杂的SF6气体处理工作，极大的提升试验效率；

利用高清摄像头观察导电柱与接电杆的触点位置，是否与其中一导电柱接触，接触区的摩擦情况观察等。防止接电杆在长期使用过程中损坏、位置转换不到位、虚接等导致设备放电情形。

利用接地装置可以有效的防止误操作，接地装置没有可靠的连接，则装置无法通电，且换相机构可以自动换相，提高实验效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一方向的结构示意图；

图3是本发明的内部的结构示意图；

图4是本发明的内部结构的剖视图；

图5是图4中A部分的局部放大图；

图6是图4中B部分的局部放大图；

图7是第一锥形齿轮与第二锥形齿轮相接部分的结构示意图；

图8是接电杆与导电柱相接部分的示意图；

附图标记：1是外壳体；11是第一面板；111是试验接头装置；12是第二面板；121是导电柱；1211是第一弹簧；1212是第一导电触头；122是三相电器接口；13是观察窗；2是三相变换装置；21是转盘组件；22是绝缘杆；23是导电安装块；24是第一锥形齿轮；25是第二锥形齿轮；26是转轴；27是接电杆；3是接地装置；30是高清摄像头；31是接地杆；311是第二弹簧；312是第二导电触头；32是收纳筒；33是电磁铁；34是接触块；35是接触感应器；40是驱动电机；11是第一面板；12是第二面板；13是观察窗。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“竖”、“横”“内”、“外”、“正面”、“背面”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的限制。

实施例

如图1和图2所示，本发明提出的一种用于三相共箱型GIL/GIS的智能化高压绝缘试验装置，包括外壳体1，外壳体1的两侧设置有第一面板11和第二面板12，结合图3和图4所示，第一面板11上设置有试验接头装置111，试验装置接头111是现有的设备部件，用于和试验装置本体对接测得参数，具体结构和安装方式不再赘述。第二面板12上设置有三相电器接口122；三相电器接口122是现有的设备部件，用于和三相共箱型GIL/GIS的导体连接。

三相电器接口122通过三相变换装置2与三相电器接口122的三个导电柱121其中一个相连接，并能够在三个导电柱121之间切换；

结合图5和图7所示，三相变换装置2包括：

导电安装块23，导电安装块23与试验接头装置111连接；

接电杆27，接电杆27的一端转动安装与导电安装块23的上侧，接电杆27的另一端与对应的导电柱121连接；

电动旋转驱动结构，电动旋转驱动结构至少有一部分安装于导电安装块23内、另一部分安装于外壳体1的外侧，电动旋转驱动结构用于驱动接电杆27做旋转运动。

电动旋转驱动结构包括设置于外壳体1侧壁上的转盘组件21，需要说明的是，转盘组件21是常用的零部件，旋转外侧即可带动内侧旋转，本实施例中为滚珠转盘，具体结构和安装方式不再赘述。转盘组件21的轴线位置设置有绝缘杆22，绝缘杆22的另一端横向延伸至导电安装块23内、且在其端部固定有第一锥形齿轮24，在外壳体1的表面设置有驱动转盘组件21转动的驱动电机40；

还包括转轴26，转轴26可旋转的安装在导电安装块23内、且与导电安装块23的轴线重合；本实施例中，转轴26两端通过滚珠轴承可旋转的设置于导电安装块23内。

转轴26上设置有与第一锥形齿轮24和啮合的第二锥形齿轮25；本实施例中，第一锥形齿轮24与第二锥形齿轮25均为45度锥形齿轮。

接电杆27的一端固定于转轴26的端部。

接电杆27的端部呈斜切状，在其端面设置有凹槽；

导电柱121端面设置有安装槽，安装槽内设置有第一弹簧1211，第一弹簧1211内套设有第一导电触头1212，第一导电触头1212与凹槽匹配设置。

结合图6和图8所示，第一导电触头1212可以卡入凹槽，该柔性接触的设置可以保证接电杆27与导电柱121可靠的连接，且不易产生金属微粒。

具体的，通过驱动电机40驱动转盘组件21转动，再通过绝缘杆22使第一锥形齿轮24转动，通过第一锥形齿轮24和第二锥形齿轮25的啮合作用使转轴26转动，使接电杆27与导电柱121的第一导电触头1212接触。

外壳体1外周侧设置有三个接地装置3，三个接地装置3分别与三个导电柱121对应设置。

接地装置3包括接地杆31和收纳筒32，收纳筒32固定于外壳体1上，接地杆31设于收纳筒32内，接地杆31的外端与外部接地设备相连；

接地杆31的内端设有安装孔，安装孔内设有第二弹簧311，第二弹簧311内套接有第二导电触头312。

收纳筒32内设有卡槽，接地杆31上设有弹性凸点，当接地杆31拔至最外部时，接地杆31收回收纳筒32内。接地装置3的前端是套接于弹簧311的第二导电触头312，以确保接触时有合适的压紧力而保证接触 ，同时避免刚性连接，避免对导电柱121外形产生划痕或毛刺，该缺陷会导致在高压绝缘试验时产生放电。

每个接地杆31上均设置有防呆结构，防呆结构包括设置在接地杆31上的接触块34以及两块电磁铁33，接地杆31上还设置有与接触块34对应的接触感应器35；

当电动旋转驱动结构将接电杆27旋转至与导电柱121对应的位置，该接地杆31上电磁铁33处于相吸状态。

还包括控制器，控制器控制电动旋转驱动结构以及电磁铁33之间的吸附状态。

具体的，当接地杆31推动到位后，接触块35和接触感应器34相接，控制器使电动旋转驱动结构将导电杆27旋转到对应的位置，同时该导电杆27上电磁铁33处于相吸状态，其余两个导电杆31上电磁铁33自动处于相斥状态，防止误触；该项试验完毕后，控制器解除电磁铁33相吸的状态，避免由于操作者的麻痹大意，试验时接地杆没有推动或推动不到位，导致测试设备损坏。

外壳体1内设有微粒捕捉器。本实施例中，在进行接电杆27和导电柱121的换相操作过程中，随着操作次数的增加，不可避免产生并累积一些导电金属微粒。在电场作用下，这些导电金属微粒将向高电位运动，并最终吸附积累在绝缘盆或绝缘杆表面。导电金属异物吸附于绝缘件表面会导致电场畸变，削弱绝缘件的绝缘能力，从而在达到一定程度后引发放电。在底部的相应位置安装微粒捕捉器，其为带一定形状栅格的金属弧形板，其端部圆滑过渡，最大程度降低对电场的畸变，该金属弧形板与壳体间存在约10mm间隙，定金属微粒运动到该金属弧形板上方时，因栅格空隙的存在，栅格上方的电场强度较无栅格区域的电场强度低，故金属微粒在区域将不平衡，在重力的作用下将掉落于栅格内，被微粒捕捉器捕获。从而确保工装的长期可靠性。

外壳体1上设有观察窗13。方便工作人员观察内部的工况。

外壳体1内侧设置有轨道，在轨道上安装有监测导电柱121与第一导电触头1212接触状态的高清摄像头30，且高清摄像头30能够沿轨道移动，本实施例中，通过电轨道和滑块的配合实现上述功能，高清摄像头30与设于外壳体外部的显示器电性连接。

利用高清摄像头30观察导电柱121与接电杆27的触点位置，是否与其中一导电柱121接触，接触区的摩擦情况观察等。防止接电杆27在长期使用过程中损坏、位置转换不到位、虚接等导致设备放电情形，能够有效避免通过观察窗13观察的盲区。

将试验装置本体与试验装置接头111连接，将三相共箱型GIL/GIS的三个导体与三相电器接口连接，在外壳体1内充入SF6气体，通过驱动电机40以及转盘组件21带动内部的绝缘杆22旋转，绝缘杆22上的第一锥形齿轮24带动转轴26上第二锥形齿轮25旋转，进而转轴26带动接电杆27旋转与导电柱121相接，将对应接地装置3的接地杆31推至与导电柱121相接，随后进行试验，当一相导体试验完毕后，拉回接地杆31，将接电杆27旋转至需要试验的下一相导电柱121即可。

采用可旋转的三相变换装置代替前后伸缩的直进结构，通过三相变换装置2控制接电杆27的旋转角度，来分别与三相共箱GIL内三个导体端子的接触和导通。只需1个该机构，即可实现三相导体的分别连接，避免了产品的重新连接装配和复杂的SF6气体处理工作，极大的提升试验效率。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设置”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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述具体实施例仅仅是本发明的一种或几种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。