GIS设备导电回路电阻测量接地开关结构

技术领域

本发明涉及GIS设备测试领域，尤其是涉及一种GIS设备导电回路电阻测量接地开关结构。

背景技术

气体绝缘全封闭开关设备GIS（Gas Insulated Switchgear）（以下简称GIS设备）具有占地面积少，设备防护等级高、故障率低等突出优点，在各发电站、超高压及特高压变电站中得到广泛使用。

由于GIS设备将包括接地开关、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线等在内的各类设备经优化后组合在金属封闭外壳内部，在保障安全性的同时不可避免地影响了设备日常试验、检查的直观性与便利性。GIS设备导电回路电阻测量能有效地发现内部导体插接连接部位是否存在松动或接触不良，能提前预判设备是否存在过热及发生异常放电的隐患，是评估GIS设备运行状态的重要试验方法。GIS设备的全封闭式设计导致在进行导电回路电阻测量时，无法方便地获取内部导体的试验电流、电压信号。

目前普遍的方法是通过常规接地开关，在测试回路首、尾两端各引出一组电压试验线和电流试验线。由于一只常规接地开关只能引出GIS内部导体的一根试验线（电流线或者电压线），不具备同时引出试验电流线、电压线的功能，因此需要四组常规接地开关配合。该试验方法极有可能在设备停电范围内无法找到同时满足需要的四组接地开关。即使在满足需要的条件下，由于该方法需要拆卸多达十二套（每组接地开关三套）接地连片，工作量大、耗时长，而且由于作业点多、位置分散，存在试验后恢复不全面的风险，进而会对设备检修后的正常送电造成严重影响，甚至会造成设备损坏。

发明内容

本发明提供了一种GIS设备导电回路电阻测量接地开关结构，解决了传统的GIS设备导电回路电阻测量需要四个接地开关，工作量大、耗时长的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种GIS设备导电回路电阻测量接地开关结构，包括在导套座内滑动的接地导杆，导套座一端设有接地连片，接地导杆内嵌入导电杆，导电杆与接地导杆之间设有绝缘层，还设有伸缩杆，伸缩杆一端连接导电杆，伸缩杆另一端设有测压连片，GIS内部导体上还设有接触座，接触座内设有外圈接触端子和内圈接触端子，接地导杆滑动以使外圈接触端子与接地导杆接触，使内圈接触端子与导电杆接触。

优选的方案中，还设有壳体，壳体内设有可摆动的接地导杆推拉杆，接地导杆推拉杆一端与接地导杆端部铰接，壳体内设有滑槽结构，接地导杆推拉杆另一端卡在滑槽结构中滑动。

优选的方案中，还设有驱动电机，驱动电机轴端设有转柄，转柄端部与接地导杆推拉杆的中部铰接。

优选的方案中，壳体内设有绝缘套筒，绝缘套筒与伸缩杆外侧套接以使伸缩杆与壳体之间绝缘。

优选的方案中，接地导杆设有贯通孔，绝缘层包括前端套、中间套和后端套，前端套、中间套和后端套为绝缘材料，前端套、中间套和后端套端部拼接，贯通孔一端设有第一锥孔部，前端套设有锥套部，锥套部与第一锥孔部套接，前端套、中间套和后端套内部组成与贯通孔脱离开的通道结构，导电杆设在通道结构内，导电杆一端抵靠前端套并从穿过前端套，导电另一端抵靠后端套，后端套与贯通孔内壁连接，中间套包覆在导电杆外侧。

优选的方案中，前端套内设有贯穿孔，贯穿孔设有第三螺纹部，导电杆一端设有第二螺纹部，第二螺纹部与第三螺纹部螺纹连接并使导电杆端部穿过前端套的贯穿孔，接地导杆内设有第一螺纹部，后端套设有第四螺纹部，第一螺纹部和第四螺纹部螺纹连接。

优选的方案中，接地导杆一端设有切槽部，接地导杆推拉杆与接地导杆的铰接处设在切槽部处，还设有连接导线，连接导线外侧设有绝缘皮，连接导线在接地导杆推拉杆与接地导杆的铰接处设有弯曲部，切槽部内靠近接地导杆的端部的一端设有定位杆，弯曲部和伸缩杆一端套接在定位杆上，连接导线与伸缩杆端部接触，连接导线另一端与导电杆连接。

优选的方案中，连接导线一端设有连接螺钉，连接螺钉穿过后端套以与导电杆连接。

优选的方案中，后端套设有中央通孔，连接螺钉穿过中央通孔，连接螺钉与导电杆螺纹连接，连接螺钉的螺距与第四螺纹部螺距不同，连接螺钉与导电杆的连接处位于中央通孔内，中央通孔内设有第一填充胶层。

优选的方案中，贯通孔靠近切槽部的端口处还设有沉孔部，沉孔部中设有第二填充胶层。

本发明的有益效果为：通过对常规GIS接地开关的改进设计，将GIS设备导电回路电阻测量中需要四组接地开关配合的方式简化为仅需要两组接地开关配合，简化了测试线路；充分利用原有接地开关的结构特点，不需要改变设备原有元件原件如壳体、接地导杆推拉杆等，原有的接地导杆外形尺寸没有任何改变，不影响GIS设备内部SF6气体的密封结构，因此改造的可靠性高且易于实现；可在原有的接地导杆上加工改造，节约成本；能极大地减轻GIS设备导电回路电阻测量的工作量，且能有效降低试验风险。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的分闸示意图。

图2是本发明的合闸示意图。

图3是本发明的接地导杆处剖视图。

图4是本发明的接地导杆端部示意图。

图5是本发明的接地导杆剖视图。

图6是本发明的前端套示意图。

图7是本发明的中间套示意图。

图8是本发明的导电杆示意图。

图9是本发明的后端套示意图。

图10是本发明的定位杆处剖视图。

图11是本发明的填充胶层处示意图。

图12是本发明的接触座内部示意图。

图13是本发明的电流测试系统图。

图14是本发明的电压测试系统图。

图15是本发明的接触座另一结构内部示意图。

图16是设备传统结构分闸示意图。

图17是设备传统结构合闸中示意图。

图18是设备传统结构合闸后示意图。

图中：驱动电机1；接地导杆推拉杆2；接地导杆3；贯通孔301；切槽部302；定位杆303；第一锥孔部304；第一螺纹部305；沉孔部306；滑动密封环4；SF6气室5；接地连片6；伸缩杆7；连接螺钉701；连接导线702；弯曲部703；第一填充胶层704；第二填充胶层705；隔离片706；绝缘套筒8；绝缘垫片9；测压连片10；导电杆11；第二螺纹部1101；绝缘层12；前端套1201；中间套1202；后端套1203；锥套部1204；第三螺纹部1205；第四螺纹部1206；中央通孔1207；导套座13；接触座14；外圈接触端子1401；内圈接触端子1402；壳体15；转柄16。

具体实施方式

实施例1：

如图1-17中，一种GIS设备导电回路电阻测量接地开关结构，包括在导套座13内滑动的接地导杆3，导套座13一端设有接地连片6，接地导杆3内嵌入导电杆11，导电杆11与接地导杆3之间设有绝缘层12，还设有伸缩杆7，伸缩杆7一端连接导电杆11，伸缩杆7另一端设有测压连片10，还设有接触座14，接触座14内设有外圈接触端子1401和内圈接触端子1402，接地导杆3滑动以使外圈接触端子1401与接地导杆3接触，使内圈接触端子1402与导电杆11接触。

导套座13内设有滑动密封环4，滑动密封环4与接地导杆3外圈接触。

原本的电压测试和电流测试需要四个接地开关结构，其中两个接地开关结构用于测试电压，另外两个接地开关结构用于测试电流。合闸后，接地导杆3与接触座14连接后，SF6气室5内的GIS内部导体通过接地导杆3、导套座13、接地连片6连接到电流检测仪一端，电流检测仪另一端通过另一接地开关结构的接地连片6、导套座13、接地导杆3连接到GIS内部导体的另一连接端。电压测试与电流测试相同，但使用的是另外两个接地开关结构的各元件。

现有的电压测试和电流测试仅需要两个接地开关结构，原本的电流测试接线不变，接地导杆3与外圈接触端子1401接触。在原本的外圈接触端子1401内圈增加了内圈接触端子1402，外圈接触端子1401与内圈接触端子1402连接在GIS内部导体上。电压测试接线变为：合闸后，接地导杆3与接触座14连接后，GIS内部导体通过内圈接触端子1402、导电杆11、伸缩杆7、测压连片10连接到电压检测仪一端，电压检测仪另一端通过另一接地开关结构的测压连片10、伸缩杆7、导电杆11、内圈接触端子1402连接到GIS内部导体的另一连接端。也就是说电压测试和电流测试采用相同的两套接地开关结构，避免了接地开关结构不同带来的组织变化造成难以消除系统误差。

优选的方案中，还设有壳体15，壳体15内设有可摆动的接地导杆推拉杆2，接地导杆推拉杆2一端与接地导杆3端部铰接，壳体15内设有滑槽结构，接地导杆推拉杆2另一端卡在滑槽结构中滑动。

壳体15内安装有带滑槽的安装块，接地导杆推拉杆2一端设有卡销并安装滚轮，卡在安装块的滑槽中滑动。

优选的方案中，还设有驱动电机1，驱动电机1轴端设有转柄16，转柄16端部与接地导杆推拉杆2的中部铰接。

驱动电机1驱动转柄16转动，转柄16带动接地导杆推拉杆2摆动使接地导杆3横向滑动。

优选的方案中，壳体15内设有绝缘套筒8，绝缘套筒8与伸缩杆7外侧套接以使伸缩杆7与壳体15之间绝缘。

还设有绝缘垫片9，绝缘垫片9为环形，将绝缘垫片9安装在壳体15一端，伸缩杆7从环形中央穿出并与测压连片10连接，伸缩杆7端部安装螺钉并夹紧绝缘垫片9和测压连片10。

壳体15、驱动电机1、转柄16、接地导杆推拉杆2为设备固有元件，接地导杆3一端设有切槽部302，接地导杆推拉杆2与接地导杆3的铰接处在切槽部302中，因此，伸缩杆7与导电杆11直连的方式会与接地导杆推拉杆2发生干涉。

优选的方案中，接地导杆3设有贯通孔301，贯通孔301一端设有第一锥孔部304，绝缘层12包括前端套1201、中间套1202和后端套1203，前端套1201、中间套1202和后端套1203为绝缘材料，前端套1201、中间套1202和后端套1203端部拼接，前端套1201设有锥套部1204，锥套部1204与第一锥孔部304套接，前端套1201、中间套1202和后端套1203内部组成与贯通孔301脱离开的通道结构，导电杆11设在通道结构内，导电杆11一端抵靠前端套1201并从穿过前端套1201，导电杆11另一端抵靠后端套1203，后端套1203与贯通孔301内壁连接，中间套1202包覆在导电杆11外侧。

绝缘层12由前端套1201、中间套1202和后端套1203组成，前端套1201与中间套1202，中间套1202与后端套1203的对接处采用锥面接触，前端套1201、中间套1202和后端套1203挤紧时对接处处于密封状态。

贯通孔301长度较长，若直接将绝缘层12制作为一个整体，难以保证圆柱内壁的密封性，若密封性能良好，绝缘层12与贯通孔301的摩擦力较大，难以塞入。因此将前端套1201作为主要密封件，通过紧密配合提高密封性，但接触面小，不会导致无法塞入到位。

优选的方案中，前端套1201内设有贯穿孔，贯穿孔设有第三螺纹部1205，导电杆11一端设有第二螺纹部1101，第二螺纹部1101与第三螺纹部1205螺纹连接并使导电杆11端部穿过前端套1201的贯穿孔，接地导杆3内设有第一螺纹部305，后端套1203设有第四螺纹部1206，第一螺纹部305和第四螺纹部1206螺纹连接。

后端套1203锁紧时，挤压力由导电杆11传递到前端套1201处，保证锥套部1204与第一锥孔部304紧密接触，提高密封性能。

第二螺纹部1101与第三螺纹部1205以及第一螺纹部305和第四螺纹部1206采用带锥度的管螺纹连接，旋接时涂上螺纹密封胶，提高自身密封性能，杜绝了从导电杆11与绝缘层12之间漏气的可能性。

优选的方案中，接地导杆3一端设有切槽部302，接地导杆推拉杆2与接地导杆3的铰接处设在切槽部302处，还设有连接导线702，连接导线702外侧设有绝缘皮，连接导线702在接地导杆推拉杆2与接地导杆3的铰接处设有弯曲部703，切槽部302内靠近接地导杆3的端部的一端设有定位杆303，弯曲部703和伸缩杆7一端套接在定位杆303上，连接导线702与伸缩杆7端部接触，连接导线702另一端与导电杆11连接。

通过弯曲部703避开接地导杆推拉杆2转动的空间，防止连接导线702与接地导杆推拉杆2接触，对接地导杆推拉杆2的转动造成阻碍。

伸缩杆7和连接导线702的安装处采用绝缘材料隔离片706隔开，定位杆303内部采用螺栓连接锁紧。

优选的方案中，连接导线702一端设有连接螺钉701，连接螺钉701穿过后端套1203以与导电杆11连接。

连接螺钉701与导电杆11端部螺纹连接。

优选的方案中，后端套1203设有中央通孔1207，连接螺钉701穿过中央通孔1207，连接螺钉701与导电杆11螺纹连接，连接螺钉701的螺距与第四螺纹部1206螺距不同，连接螺钉701与导电杆11的连接处位于中央通孔1207内，中央通孔1207内设有第一填充胶层704。

连接导线702端头可与连接螺钉701钉帽焊接，第一填充胶层704为绝缘材料，覆盖焊接处及裸露的导线芯，通过第一填充胶层704将导电杆11、连接螺钉701、连接导线702的连接端和后端套1203粘接一体，粘接力会防止连接螺钉701与导电杆11端面脱开，并且由于连接螺钉701和后端套1203粘接一体，连接螺钉701的螺距与第四螺纹部1206螺距不同，因此二者不能同时拧开，相互制约形成防松的形式。

优选的方案中，贯通孔301靠近切槽部302的端口处还设有沉孔部306，沉孔部306中设有第二填充胶层705。

在沉孔部306中灌胶不仅能防止连接导线702松脱，还可以将后端套1203与贯通孔301、后端套1203与导电杆11的残余缝隙填满，与前端套1201和后端套1203一起形成多重防松，提高密封等级。

第一填充胶层704及第二填充胶层705的胶水材质采用绝缘性的材料，并可采用具有热塑性质的胶水，若需要拆卸杆组，通过热风枪吹拂即可将胶水融化，再将后端套1203、导电杆11等一一拆下。

实施例2：

将GIS设备导电回路电阻测量中需要四组常规接地开关配合的方式简化为仅需要两组新型接地开关配合，通过对常规接地开关进行改进设计，从而实现同时获取内部导电回路电流、电压试验信号的功能。

将原本的接地导杆进行改造，在其内部嵌入一根带绝缘的电压导杆，绝缘层呈柱状完全覆盖于电压导杆表面，厚度约3mm。

在接地导杆的内嵌电压导杆端部连接三级金属伸缩杆，作为试验电压信号的引出端。

三级金属伸缩杆通过绝缘结构引出到试验人员可触及的设备外壳，并通过软连片在设备外壳上接地。

设备接地连片仅做试验电流信号引出端使用。

进行GIS导电回路电阻测量时的使用步骤：

1、将需要测量的GIS导电回路首、尾端接地开关均从分闸状态转换至合闸状态；

2、在首端打开接地开关接地连片及新增的软连片，分别作为试验回路中的首端电流、电压信号；

3、在尾端接地开关上进行同样的操作，使接地连片及新增的软连片分别作为试验回路中的尾端电流、电压信号；

4、通过首、尾端两组接地开关即可准确完成导电回路电阻测量工作；

5、试验完成后拆除试验接线，确保首、尾端接地连片及新增的软连片均恢复至接地状态。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。