本申请公开了一种绝缘子表面电位全覆盖测量的装置。本装置包括静电探头、密封罐体、旋转驱动组件、机械传动组件、被测绝缘子装配组件、气控升降组件和静电探头运动控制组件。密封罐体的底部安装有旋转驱动组件，通过机械传动组件与罐体试验腔内的被测绝缘子装配相连。气控升降组件安装于被测绝缘装配一侧，借助外部气泵改变气体池内气体压差以控制金属导电杆和罩状电极的升降，有效扩展了静电探头的运动空间，配合静电探头运动控制装置保证对绝缘子表面电位的全覆盖测量。静电探头运动控制组件主要包括三轴机械臂和激光位移传感装置，其测量动作由预置程序控制，可方便地调整参数，以灵活、准确地完成电位测量。准确地完成电位测量。准确地完成电位测量。
【技术实现步骤摘要】
一种绝缘子表面电位全覆盖测量的装置
[0001]本申请涉及绝缘子表面电荷测量的
，尤其涉及一种绝缘子表面电位全覆盖测量的装置。
技术介绍
[0002]随着我国特高压直流输电网络的发展，以GIL和GIS为代表的气体绝缘电气设备以其占地面积小、运行可靠性高等突出优点在现代直流输电网络的应用中备受青睐。但由于带电粒子在直流条件下沿电场方向定向运动的特性会导致绝缘介质表面电荷积聚，造成电场畸变，从而降低绝缘表面的耐受性能。因此，目前绝缘子表面电荷积聚已成为了制约气体绝缘设备应用的关键问题之一。在此背景下，有必要对绝缘子表面电荷进行测量分析，进而深入研究绝缘子表面电荷的聚散行为及形成机制，以帮助绝缘子设计，抑制绝缘子表面电荷积聚，提高直流电场中绝缘子的耐受性能。
[0003]相关技术中，绝缘子表面电位测量结构大多直接采用多轴联动的方式控制静电探头运动，但采用此类方法时，一旦确定了轴的运动轨迹就不易再更改，因此一般一套多轴系统只能满足当下测量要求。除此以外，为贴合工程实际，本测量系统设置了同轴圆柱电极对绝缘子施压，但该种电极形状极大地限制了静电探头的运动空间，导致绝缘子表面电位测量范围被压缩，尤其是电极附近三节点区域的电荷分布，对绝缘子的绝缘性能有极为重要的影响，但囿于电极结构，往往无法对其进行准确测量。因此，本专利技术提出采用三轴机械臂与激光位移传感装置配合，根据预置程序自动调整运动姿态的方式，满足静电探头以各种姿态进行测量的需求，其运动轨迹由程序控制，调整方便；并设计了气控组件，借助气体收放的压差，控制加压电极的运动，以有效、灵活地配合撤压后绝缘子表面电位的全覆盖测量。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请提供一种绝缘子表面电位全覆盖测量的装置，能够准确灵活地完成绝缘子表面电位全覆盖测量。
[0005]本申请提供一种绝缘子表面电位全覆盖的测量装置，包括静电探头、密封罐体、旋转驱动组件、机械传动组件、被测绝缘子装配组件、气控升降组件和静电探头运动控制组件；
[0006]其中，所述被测绝缘子装配组件位于所述密封罐体所围成的内腔内并用以装配待测绝缘子；所述旋转驱动组件用以通过所述机械传动组件的传动为待测绝缘子装配组件的运动提供旋转动力；所述静电探头运动控制组件用以驱动所述静电探头对所述待测绝缘子的表面进行扫描测量；所述气控升降组件用以在外界气压的输入下驱动加压电极的升降运动，所述加压电极用以待测绝缘子施加其扫描测试所必需的电压。
[0007]可选地，所述所述静电探头运动控制结构包括能够实现三个正交方向运动的三轴机械臂。
[0008]可选地，还包括激光位移传感器，用以采集所述静电探头与待测的绝缘子待测面之间的距离，并将测得信号反馈给所述静电探头运动控制结构。
[0009]可选地，所述气控升降组件包括金属导电杆、罩状电极、气体池、气体开关控制组件、气管、升降杆、支撑板件；所述气体池外接一升降杆，所述升降杆下接所述金属导电杆和罩状电极，所述金属导电杆和罩状电极用以在施加电压时形成同轴圆柱电极结构，所述气体池内存储气体后，产生的力推动内部活塞，可带动升降杆在垂直方向上平移运动，进而控制金属导电杆和罩状电极在施压结束后升起；所述气体开关控制组件通过气管将位于所述支撑板上的气体池和气泵连接相通。
[0010]可选地，还包括驱动组件、传动组件；所述驱动组件主体为电动机，其上通过联轴器、所述传动组件同旋转轴相连，旋转轴上接绝缘连接杆，通过绝缘连接杆与待测绝缘子装配连接。
[0011]可选地，所述被测绝缘子装配组件为包括可拆卸地装配的金属半圆环。
[0012]可选地，还包括数据采集显示终端、控制配电柜、人机接口，所述数据采集显示终端用以实时呈现测量进度和测量系统动作参数的设置；所述控制配电柜内用以安装控制电路；所述人机接口用于用户输入开始、停止、复位指令、调整静电探头运动控制结构与待测绝缘子待测面间的距离、静电探头对待测绝缘子表面的测量范围，以及所述待测绝缘子旋转圈数和旋转速度。
[0013]可选地，所述密封罐体由绝缘套管、试验筒体、过渡筒体、端部盖板、盖板装配、侧面附腔、安装板装配所形成，所述试验筒体上接绝缘套管，所述试验筒体的二侧焊接侧面腹腔；左侧的侧面腹腔附腔一端与试验筒体相接，一端安装所述安装板，所述安装板用于装配前述静电探头运动控制结构的电连接部分及气管；右侧的侧面附腔一端与试验筒体相接，一端安装所述端部盖板，盖板上带有观察窗；所述过渡筒体焊接于所述试验筒体前后两侧，所述盖板装配安装于所述过渡筒体之上。
[0014]可选地，还包括气体阀门、气压表，所述气体阀门焊接于所述左侧的侧面附腔之上，所述气压表接于所述气压阀门右侧。
[0015]可选地，还包括外部支撑结构，其用于支撑所述密封罐体，所述外部支撑结设置有带有刹车组件的行走轮。
[0016]与现有技术相比，本申请具有以下优点和有益效果：
[0017]静电探头运动控制结构采用机械臂为主体，配合软件程序进行控制，在极大简化装置机械结构的基础上，还提高了对装置测量动作进行调整的可操作性和灵活性；且机械臂运动轨迹完全由程序设计的控制电路控制，测量过程中，在人机接口处按下“开始”指令后无需人员对后续测量进行操作，整套动作一气呵成，提高了测量效率；在为满足试验需要改变待测绝缘子的形状后，也无需调整运动控制结构，仅修改程序即可满足不同测量需求，降低了试验成本。
[0018]本装置利用激光位移传感器对静电探头与待测绝缘子表面的距离进行实时测量，并将所得数据反馈给静电探头运动控制结构，保证获得的每组数据都在给定的测量距离下测得，确保了试验条件变量的可控性。采用激光位移传感装置，准确稳定，将其通过电连接部分与整个装置相连，进一步提高了测量系统的自动化。
[0019]本装置设计了气体控制加压电极的方法，利用气体充入或放出产生的压力差带动
升降杆在垂直方向上运动，进而带动加压电极的升降。该装置打破了施压电极结构对绝缘子表面测量范围的限制，有效扩展了静电探头的运动空间，帮助实现绝缘子表面电位的全覆盖测量；此外，引入气体作为控制介质，更安全、方便，降低了装置内部的机械磨损，且由于气体池体积较小，所需气体体积不大，选用气体为空气，可自然排放入大气中，因此充放气体速度快、效率高，安全环保。
[0020]本装置的密封罐体可较为真实地模拟实际GIS(气体组合绝缘开关)运行环境，密封罐体为真实GIS罐体制造厂商按照工程标准制造，可承受0.5MPa气压，罐体外部提供温度控制接口，整套装置在贴合工程实际的前提下也可满足复杂的试验条件要求。
[0021]本装置通过静电探头运动控制结构与旋转驱动组件相互配合，实现对待测绝缘子凸面侧的全覆盖旋转扫描测量，测量过程的动作由程序设计的控制电路控制完成，全程可实现自动测量。
[0022]被测绝缘子装配为可拆卸结构，可根据试验需要改变其轴对称形状，以测量不同形状、尺寸的轴对称绝缘子。
附图说明
[0023]下面结合附图，通过对本申本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种绝缘子表面电位全覆盖测量的装置，其特征在于，包括静电探头、密封罐体、旋转驱动组件、机械传动组件、被测绝缘子装配组件、气控升降组件和静电探头运动控制组件；其中，所述被测绝缘子装配组件位于所述密封罐体所围成的内腔内并用以装配待测绝缘子；所述旋转驱动组件用以通过所述机械传动组件的传动为待测绝缘子装配组件的运动提供旋转动力；所述静电探头运动控制组件用以驱动所述静电探头对所述待测绝缘子的表面进行扫描测量；所述气控升降组件用以在外界气压的输入下驱动加压电极的升降运动，所述加压电极用以待测绝缘子施加其扫描测试所必需的电压。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述静电探头运动控制组件包括能够实现三个正交方向运动的三轴机械臂。3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括激光位移传感器，用以采集所述静电探头与待测的绝缘子待测面之间的距离，并将测得信号反馈给所述静电探头运动控制结构。4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述气控升降组件包括金属导电杆、罩状电极、气体池、气体开关控制组件、气管、升降杆、支撑板件；所述气体池外接一升降杆，所述升降杆下接所述金属导电杆和罩状电极，所述金属导电杆和罩状电极用以在施加电压时形成同轴圆柱电极结构，所述气体池内存储气体后，产生的力推动内部活塞，可带动升降杆在垂直方向上平移运动，进而控制金属导电杆和罩状电极在施压结束后升起；所述气体开关控制组件通过气管将位于所述支撑板上的气体池和气泵连接相通。5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括驱动组件、传动组件；所述驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘成，毛诗壹，唐炬，韩铺，潘子君，邱宇杰，叶宇涵，毛霖，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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