一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置及方法，包括：筒状主罐体，筒状主罐体下端固接有下盖板，其上端搭接有第一盆式绝缘子，下盖板上插设支撑杆和第一导杆，第一导杆上端的绝缘块插设有第一电极，第一电极上方吊设有第二电极，在第一、第二电极之间设置有第二盆式绝缘子，第二盆式绝缘子的外缘搭接于金属圆筒的内壁，筒状主罐体一侧设置有第二导杆，第二导杆位于筒状主罐体内的一端端部设置有探头，探头通过数据线顺次连接静电位计、单片机及计算机。可实现小型化盆式绝缘子凹面的表面电荷测量，改善了现阶段多数实验装置不能够测量小型化绝缘子凹面表面电荷的问题，且同时本测量装置也可以进行小型化盆式绝缘子凸面的表面电荷测量。

A three dimensional measuring device and method for miniature basin insulator surface charge

The invention relates to a miniaturized pot insulator surface charge three-dimensional measuring device and method, which comprises a tubular main tank body, a lower cover plate fixed at the lower end of the tubular main tank body, a first pot insulator lapped at the upper end, a support rod and a first guide rod inserted on the lower cover plate, and an insulating block at the upper end of the first guide rod with a first electrode, a first electrode and a first guide rod. A second electrode is hanged above the electrode, and a second basin insulator is arranged between the first and second electrodes. The outer edge of the second basin insulator is overlapped with the inner wall of the metal cylinder. A second guide rod is arranged on one side of the main cylinder, and a probe is arranged at one end of the main cylinder body, and the probe passes through the data line. Successive connection of electrostatic level meter, single chip microcomputer and computer. It can be used to measure the surface charge on the concave surface of miniaturized pot insulator, which improves the problem that most experimental devices can not measure the surface charge on the concave surface of miniaturized pot insulator.

【技术实现步骤摘要】
一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置及方法
：本专利技术涉及固体绝缘材料放电及电荷测量
，具体涉及一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置及方法。
技术介绍
：随着我国特高压直流输电网络的快速发展，以气体绝缘输电线路(GIL)和气体绝缘金属封闭电器(GIS)为代表的气体绝缘电气设备因其绝缘强度高、环境兼容性好、易于运行和维护等多方面的优势，在现代复杂的输电网络中被广泛应用。然而，在交流电压、直流电压、冲击电压作用下，固体聚合物电介质制成的固体盆式绝缘子表面会逐步积累电荷，当积聚在绝缘子表面的电荷达到一定程度时，会对原电场造成畸变，导致绝缘子沿面闪络电压的下降，严重时还会造成绝缘子的沿面闪络，导致气体绝缘设备运行可靠性降低。因此，研究直流高压下绝缘子表面电荷的积聚和消散特性，对于提高气体绝缘电气设备运行的可靠性具有重要的意义。目前，国内外学者针对聚合物表面电荷积聚现象的研究，还停留在实验阶段，测量绝缘子表面电荷的装置也存在许多不足之处，例如：(1)实验所用的绝缘子模型大多采用的是便于测量的薄片圆柱形，并且实验多在低压大气中进行，这些情况与气体绝缘设备中的实际绝缘情况严重不符，不利于模拟出真实的工况；(2)绝缘子表面电荷测量系统只能扫描测量形状固定单一的绝缘子模型，不利于开展大量的实验研究；(3)绝缘子表面电荷测量系统只能扫描测量盆式绝缘子模型外表面积聚的电荷，无法测量模型内表面积聚的电荷。为了能够更加深入的研究绝缘子表面电荷积聚现象，完善气体绝缘电气设备运行的稳定性，促进气体绝缘电气设备的实用化，十分有必要对现有的表面电荷测量系统进行改进和完善，使其能够在高压绝缘气体环境下更加安全的、可靠的对盆式绝缘子进行表面电荷测量。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置及方法，以对绝缘子的内外表面进行电荷测量。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供的一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，包括：筒状主罐体，所述筒状主罐体下端固接有下盖板，其上端搭接有第一盆式绝缘子，所述下盖板上开设有两个第一通孔，两个所述第一通孔中分别插设支撑杆，两个所述支撑杆上端固接有金属圆筒，其中一个所述支撑杆下端连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置带动所述支撑杆上下运动，在所述下盖板上还开设有第二通孔，所述第二通孔位于两个所述第一通孔之间，所述第二通孔中插设有第一导杆，所述第一导杆下端外接第二驱动装置或者第三驱动装置，所述第二驱动装置带动所述第一导杆沿竖直方向上下运动，所述第三驱动装置带动所述第一导杆旋转运动，所述第一导杆上端固接有绝缘块，所述绝缘块上插设有第一电极，所述第一电极上方吊设有第二电极，所述第二电极下端设置有上均压罩，所述第一电极上端设置有下均压罩，在所述上、下均压罩之间设置有第二盆式绝缘子，所述第二盆式绝缘子的外缘搭接于所述金属圆筒的内壁，所述第二电极与所述支撑杆之间通过导线连通，且所述导线上安装有电阻和电源，所述筒状主罐体一侧设置有第二导杆，所述第二导杆一端穿过所述筒状主罐体的侧壁延伸至其内部，且所述第二导杆位于所述筒状罐体内部的一端端部设置有探头，所述探头可绕所述第二导杆转动，其另一端外接第四驱动装置，所述第四驱动装置带动所述第二导杆沿水平方向左右运动，所述探头通过数据线顺次连接静电位计、单片机及计算机。所述上均压罩上开设有凹槽，所述第二电极下端凸设有凸台，所述凸台嵌装于所述凹槽中，且在所述凸台和凹槽之间设置有弹簧销。所述探头通过连接轴铰接于所述第二导杆的端部。所述探头与所述第二导杆连接处设置有传动装置，所述传动装置包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第二导杆端部设置有U形支架，所述第二导杆穿过所述U形支架的底板的一端端部套设所述第一锥齿轮，所述U形支架的两侧板上设置有传动轴，所述第二锥齿轮套装于所述U形支架的两侧板之间的传动轴上，且所述第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合，所述传动轴延伸至所述U形支架外部的一端端部固接所述探头。所述第一、第二、第三及第四驱动装置均为步进电机。所述第一驱动装置、第二驱动装置和第四驱动装置的输出轴上分别套设有齿轮，所述支撑杆、第一导杆和第二导杆的杆身上分别设置有齿条，所述齿轮和齿条相啮合，所述齿轮带动所述齿条运动，进而驱动所述支撑杆、第一导杆和第二导杆直线运动；所述第三驱动装置的输出轴通过联轴器与所述第一导杆连接。所述第三驱动装置均为步进电机，所述第一、第二及第四驱动装置均为液压缸或者气缸，所述第三驱动装置的输出轴通过联轴器与所述第一导杆连接，所述液压缸或者气缸的活塞杆分别与所述支撑杆、第一导杆和第二导杆连接。所述筒状主罐体内壁不同高度处设置有第一超声波传感器和第二超声波传感器，且所述第二超声波传感器与筒状主罐体下盖板的距离为L1，所述第一超声波传感器与筒状主罐体下盖板的距离为L2，当所述第二盆式绝缘子与所述第二电极下端的下均压罩接触时，所述第二盆式绝缘子上缘到探头下端部的距离为L3，所述第二盆式绝缘子下缘到金属圆筒上端面的距离为L4，所述L1小于等于L3，所述L2小于等于L3和L4之和。所述筒状主罐体的侧壁上开设有石英视窗。采用上述一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置对盆式绝缘子表面电荷进行测量的方法，具体步骤如下：步骤一：将所述第二盆式绝缘子内外表面由上至下划分为M个测量圆圈，并将每个测量圆圈按照角度划分为N个测量角度，得到MxN个测量点，其中M和N均为大于等于1的自然数；步骤二：检查所述筒状主罐体的气密性，然后将第二盆式绝缘子置于所述筒状主罐体内部；步骤三：向所述筒状主罐体中充气，供入绝缘气体，至其内部达到所需压强后，停止充气；步骤四：将所述电源接通，对第二盆式绝缘子两端施加电压，在所述第二盆式绝缘子两端施加10～30分钟电压之后，关闭所述电源，撤去第二盆式绝缘子两端电压；步骤五：启动所述第一驱动装置，带动所述支撑杆向下运动，使所述第二盆式绝缘子的外缘与所述金属圆筒脱离，抑制电荷从低压侧消散，关闭所述第一驱动装置；步骤六：将所述第一导杆与所述第二驱动装置连接，启动所述第二驱动装置，带动所述第一导杆向下运动，使所述第二盆式绝缘子与所述第二电极脱离，抑制电荷从高压侧消散，关闭所述第二驱动装置；步骤七：将所述第二导杆与所述第四驱动装置连接，启动所述第四驱动装置，带动所述第二导杆朝向第二盆式绝缘子运动，运动至所述第二盆式绝缘子上方，使所述探头对正所述第二盆式绝缘子，关闭所述第四驱动装置；步骤八：将所述探头置于所述第二盆式绝缘子内表面的底部，将所述第一导杆与所述第三驱动装置连接，通过所述第三驱动装置带动所述第二盆式绝缘子旋转，对所述第二盆式绝缘子开始逐圈进行测量；步骤九：将所述第二盆式绝缘子的内表面测量完毕之后，将装置所有部件复位，将所述第二盆式绝缘子翻转180°，重复上述步骤二至步骤八，完成对所述第二盆式绝缘子的外表面的测量；步骤十：在完成测量之后，需重新对第二盆式绝缘子表面进行处理，去除掉测量过程中在第二盆式绝缘子表面积聚的电荷，以排除残余电荷对下次测量的影响。本专利技术一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置及方法的有益效果：1、本专利技术提出的小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，将电荷测量探头置于筒状主罐体的内部，运动控制系统外置，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，其特征在于，包括：筒状主罐体，所述筒状主罐体下端固接有下盖板，其上端搭接有第一盆式绝缘子，所述下盖板上开设有两个第一通孔，两个所述第一通孔中分别插设支撑杆，两个所述支撑杆上端固接有金属圆筒，其中一个所述支撑杆下端连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置带动所述支撑杆上下运动，在所述下盖板上还开设有第二通孔，所述第二通孔位于两个所述第一通孔之间，所述第二通孔中插设有第一导杆，所述第一导杆下端外接第二驱动装置或者第三驱动装置，所述第二驱动装置带动所述第一导杆沿竖直方向上下运动，所述第三驱动装置带动所述第一导杆旋转运动，所述第一导杆上端固接有绝缘块，所述绝缘块上插设有第一电极，所述第一电极上方吊设有第二电极，所述第二电极下端设置有上均压罩，所述第一电极上端设置有下均压罩，在所述上、下均压罩之间设置有第二盆式绝缘子，所述第二盆式绝缘子的外缘搭接于所述金属圆筒的内壁，所述第二电极与所述支撑杆之间通过导线连通，且所述导线上安装有电阻和电源，所述筒状主罐体一侧设置有第二导杆，所述第二导杆一端穿过所述筒状主罐体的侧壁延伸至其内部，且所述第二导杆位于所述筒状罐体内部的一端端部设置有探头，所述探头可绕所述第二导杆转动，其另一端外接第四驱动装置，所述第四驱动装置带动所述第二导杆沿水平方向左右运动，所述探头通过数据线顺次连接静电位计、单片机及计算机。...

【技术特征摘要】
1.一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，其特征在于，包括：筒状主罐体，所述筒状主罐体下端固接有下盖板，其上端搭接有第一盆式绝缘子，所述下盖板上开设有两个第一通孔，两个所述第一通孔中分别插设支撑杆，两个所述支撑杆上端固接有金属圆筒，其中一个所述支撑杆下端连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置带动所述支撑杆上下运动，在所述下盖板上还开设有第二通孔，所述第二通孔位于两个所述第一通孔之间，所述第二通孔中插设有第一导杆，所述第一导杆下端外接第二驱动装置或者第三驱动装置，所述第二驱动装置带动所述第一导杆沿竖直方向上下运动，所述第三驱动装置带动所述第一导杆旋转运动，所述第一导杆上端固接有绝缘块，所述绝缘块上插设有第一电极，所述第一电极上方吊设有第二电极，所述第二电极下端设置有上均压罩，所述第一电极上端设置有下均压罩，在所述上、下均压罩之间设置有第二盆式绝缘子，所述第二盆式绝缘子的外缘搭接于所述金属圆筒的内壁，所述第二电极与所述支撑杆之间通过导线连通，且所述导线上安装有电阻和电源，所述筒状主罐体一侧设置有第二导杆，所述第二导杆一端穿过所述筒状主罐体的侧壁延伸至其内部，且所述第二导杆位于所述筒状罐体内部的一端端部设置有探头，所述探头可绕所述第二导杆转动，其另一端外接第四驱动装置，所述第四驱动装置带动所述第二导杆沿水平方向左右运动，所述探头通过数据线顺次连接静电位计、单片机及计算机。2.根据权利要求1所述的一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，其特征在于：所述上均压罩上开设有凹槽，所述第二电极下端凸设有凸台，所述凸台嵌装于所述凹槽中，且在所述凸台和凹槽之间设置有弹簧销。3.根据权利要求1所述的一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，其特征在于：所述探头通过连接轴铰接于所述第二导杆的端部。4.根据权利要求1所述的一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，其特征在于：所述探头与所述第二导杆连接处设置有传动装置，所述传动装置包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第二导杆端部设置有U形支架，所述第二导杆穿过所述U形支架的底板的一端端部套设所述第一锥齿轮，所述U形支架的两侧板上设置有传动轴，所述第二锥齿轮套装于所述U形支架的两侧板之间的传动轴上，且所述第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合，所述传动轴延伸至所述U形支架外部的一端端部固接所述探头。5.根据权利要求1所述的一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，其特征在于：所述第一、第二、第三及第四驱动装置均为步进电机。6.根据权利要求5所述的一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置，其特征在于：所述第一驱动装置、第二驱动装置和第四驱动装置的输出轴上分别套设有齿轮，所述支撑杆、第一导杆和第二导杆的杆身上分别设置有齿条，所述齿轮和齿条相啮合，所述齿轮带动所述齿条运动，进而驱动所述支撑杆、第一导杆和第二导杆直线运动；所述第三驱动装置的输出轴通过联轴器与所述第一导杆连接。7.根据权利要求1所述的一种小型化盆式绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旭东，葛凡，林莘，张震，王文杰，杨明智，温苗，李晓龙，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21