GIS高压电缆附件安装模拟装置的制作方法

本实用新型涉及一种GIS高压电缆附件安装模拟装置。

背景技术：

随着城市建设的不断发展，电缆供电成为城乡供电的主流，是电网供电的关键设备，为了跟上高压电缆的快速发展，如何快速培养电缆技能人才成为供电企业亟待解决的问题。

高压电缆附件是安装在气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS内部以六氟化硫气体为外绝缘气体绝缘部分的电缆终端，其主要由高压电缆、环氧套管、内绝缘结构组成。对于高压电缆附件的安装中，现场安装空间狭小，安装过程中，经常发生高压电缆附件与GIS筒碰撞损伤的事故。由于高压电缆附件属于控制高压场强的部件，外观细小的损伤有可能引发事故，故安装过程中严禁高压电缆附件与GIS筒接触。此外，GIS筒内靠六氟化硫高压气体绝缘，因此，高压电缆附件与GIS筒之间的气密性要求极高，如果气密性未达到要求，则易引发高压电缆故障。

目前，高压电缆附件安装依靠人工施工，而供电企业由于场地、耗材成本、施工工艺复杂等因素的限制，无法对电缆技能人才进行良好的培训。电缆技能人才需依靠自己的技术经验成长方可进行符合规范的施工，这周期一般需要五至六年，无法满足高压电缆的快速发展的需求。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的电缆技能人才无法进行良好的培训，培训周期长的问题，提供一种结构简单、对电缆技能人才进行良好培训，从而缩短培训周期的GIS高压电缆附件安装模拟装置。

一种GIS高压电缆附件安装模拟装置，包括内壁导电的GIS筒、高压电缆附件、固定法兰、固定组件及监测组件，所述高压电缆附件包括套筒、导电柱及接地电缆，所述导电柱设置于所述套筒一端，所述接地电缆自所述套筒相对的另一端插入所述套筒，并与所述导电柱电连接，所述套筒沿其周向还设有固定部，所述固定部夹持于所述GIS筒的底盘与所述固定法兰之间，所述固定组件穿设于所述GIS筒的底盘与所述固定法兰，以将所述高压电缆附件固定于所述GIS筒，所述监测组件包括接地检测装置，所述接地检测装置电连接于所述GIS筒，用于检测所述GIS筒是否接地。

在其中一实施例中，所述接地检测装置包括接地电阻测试仪。

在其中一实施例中，所述GIS高压电缆附件安装模拟装置还包括报警装置，所述报警装置与所述接地检测装置连接，用于根据所述接地检测装置的检测数据发出报警信号。

在其中一实施例中，所述报警装置还用于当所述接地检测装置检测到所述GIS筒为接地电位，发出声光报警信号。

在其中一实施例中，所述监测组件还包括压力传感器，所述压力传感器沿所述GIS筒的底盘与所述固定部接触的一侧周向均匀排布，用于检测所述固定部与所述GIS筒的底盘之间的压力。

在其中一实施例中，所述GIS筒的底盘为沿所述GIS筒底部周缘向外延伸的凸缘，所述固定组件包括固定螺杆及固定螺母，所述固定螺杆穿设于所述GIS筒的底盘及所述固定法兰，并与所述固定螺母配合固定，所述压力传感器包括多个，多个所述压力传感器与所述固定螺杆一一对应。

在其中一实施例中，所述GIS高压电缆附件安装模拟装置还包括无线收发器，所述无线收发器分别与所述接地检测装置及所述压力传感器连接，用于将所述接地检测装置及所述压力传感器的检测数据传送至终端。

上述GIS高压电缆附件安装模拟装置，通过使GIS筒内壁带电，将高压电缆接地，并设置接地检测装置，可精确检测出套筒的一端的导电柱是否与GIS筒发生碰撞，实现高压电缆附件的安装模拟，使电缆技能人才可快速掌握安装规范，缩短培训周期，降低了成本，满足了高压电缆的快速发展的需求。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式中的GIS高压电缆附件安装模拟装置的结构示意图；

图2为图1所示的GIS高压电缆附件安装模拟装置的GIS筒的底盘的结构示意图；

图3为图1所示的GIS高压电缆附件安装模拟装置的监测组件的工作原理图；

图4为本实用新型一实施方式中的GIS高压电缆附件安装模拟装置的模拟方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本实用新型中的GIS高压电缆附件安装模拟装置10，包括GIS筒12、高压电缆附件14、固定法兰16、固定组件18及监测组件(图未标)。其中，该GIS高压电缆附件安装模拟装置10用于模拟实际操作中的环氧套管装设于GIS密封筒体的过程，根据监测组件实现获知是否发生碰撞或密封性是否达到要求，从而使电缆技能人才可快速模拟安装过程，并达到规范操作。

具体地，该GIS筒12为金属筒，其内壁导电。该高压电缆附件14包括套筒142、导电柱144及接地电缆146，该导电柱144设置于套筒142一端，该接地电缆146自套筒142相对的另一端插入套筒142，并与导电柱144电连接。该监测组件包括接地检测装置192(见图3)，该接地检测装置192电连接于GIS筒12，用于检测GIS筒12是否接地。

在实际的高压电缆附件14安装过程中，空间较为狭窄，因此操作人员的身材、位置及可视角度等因素都会对安装造成影响，容易使高压电缆附件14相对GIS密封套筒倾斜，从而发生碰撞。将该导电柱144设置于套筒142的一端，即朝向GIS筒12的前端，若高压电缆附件14发生倾斜与GIS筒12发生碰撞，则接地电缆146与GIS筒12电导通，使其处于接地电位。接地检测装置192可检测GIS筒12的电位，操作人员即可判断是否发生碰撞。

该套筒142沿其周向还设有固定部1422，该固定部1422夹持于GIS筒12的底盘122与固定法兰16之间，该固定组件18穿设于GIS筒12的底盘122与固定法兰16，以将高压电缆附件14固定于GIS筒12，并形成一密封的空间。

如此，通过使GIS筒12内壁带电，将高压电缆接地，并设置接地检测装置192，可精确检测出套筒142的顶端的导电柱144是否与GIS筒12发生碰撞，实现高压电缆附件14的安装模拟，使电缆技能人才可快速掌握安装规范，缩短培训周期，降低了成本，满足了高压电缆的快速发展的需求。

本实施例中，该套筒142为环氧树脂套筒142，其与实际的环氧套管采用相同的材料，形状、大小及体积均与实际相仿，从而达到仿真模拟的效果。该导电柱144为金属导电柱144，该接地检测装置192为接地电阻测试仪。

其中，请参阅图3，该GIS高压电缆附件安装模拟装置10还包括报警装置11，该报警装置11与接地检测装置192连接，用于根据接地检测装置192的检测数据发出报警信号。本实施例中，该报警装置11为声光报警装置11，当接地检测装置192检测导该GIS筒12为接地电位，则该报警装置11发出声光报警信号，培训人员或操作人员可快速获知，从而进行下一次模拟，或找出发生碰撞的原因。

本实施例中，该监测组件还包括压力传感器194，该压力传感器194沿GIS筒12的底盘122与固定部1422接触的一侧周向均匀排布，用于检测固定部1422与所述GIS筒12的底盘122之间的压力。在实际操作中，由于在高压电缆附件14安装后会向GIS密封筒体内充入六氟化硫高压气体绝缘，因此，高压电缆附件14与GIS筒12之间的气密性要求极高。而判断GIS密封筒体的气密性是否达到标准，GIS密封筒体与高压电缆附件14的连接处的压力值可作为参考值。

本实施例中，请参阅图1及图3，该固定部1422为位于套筒142中间位置的凸缘，该GIS筒12的底盘122为沿GIS筒12底部周缘向外延伸的凸缘，该固定组件18包括固定螺杆182及固定螺母184，固定螺杆182穿设于GIS筒12的底盘122及固定法兰16，并与固定螺母184配合固定。具体到一个实施方式中，为使GIS筒12的底盘122与固定法兰16将固定部1422紧密夹持，则该固定螺母184包括两个，分别螺纹连接于固定螺杆182的两端，且位于GIS筒12的底盘122与固定法兰16彼此背离的一侧。

对于操作人员来说，实际安装过程中，判断是否达到气密性的标准，根据固定螺母184的转动扭矩可获知，即使转动固定螺母184的扭矩达到一定程度，即可保证GIS筒12与固定部1422之间的气密性。也就是说，操作人员的手感，体现为转动固定螺母184的扭矩，其与GIS筒12与固定部1422之间的压力及气密性均有一定规律的联系。因此，根据压力值即可反馈为操作人员的手感，操作人员通过练习即可实现规范安装。

应当理解的是，在实际安装过程中，为防止GIS筒12的底盘122与固定法兰16在紧固过程中发生变形，需要操作人员保持一定的手感，即不可用力过大，此外，GIS的底盘122与固定法兰16，需均匀受力。

本实施例中，该GIS筒12的底盘122呈环状，对应的固定法兰16也呈环状，该GIS筒12的底盘122沿其周向均匀开设有若干安装孔124，固定法兰16也对应设有若干安装孔。其中，该GIS底盘122上的安装孔124以该GIS筒12的底盘122的中心为圆形，位于同一个圆上，且间距相等，也就是说，该安装孔124的圆心距离前述的中心的距离相同，且相邻的两个安装孔124的圆形与前述的中心的连线所成的弧的圆心角相同。如此，采用对角旋紧固定螺杆182与固定螺母184，可使GIS底盘122与固定法兰16的受力均匀，避免两者之间发生变形。

本实施例中，沿GIS筒12的底盘122周向，与该安装孔124一一对应设有若干固定孔(图未标)，将压力传感器194装设于该固定孔，从而实现对GIS筒12与固定部1422之间的压力的检测，并以此作为衡量转动扭矩的参考。具体到一个实施方式中，如图2所示，以该GIS筒12的底盘122的中心为圆心的多条直径上，以该中心为基准，对称设有两组固定孔与安装孔124的组合。

优选地，该GIS高压电缆附件安装模拟装置10还包括无线收发器13，该无线收发器13分别与接地检测装置192及压力传感器194连接，用于将接地检测装置192及压力传感器194的检测数据传送至终端20。如此，可实现无人远程监控，即培训人员不在场的情况下，可实现对操作人员的监控与培训，提高了培训效率，减小了培训周期。

可以理解，本实施例中，该无线收发器13包括无线网络通信模块，当然，在其他一些实施例中，该无线收发器13还可包括NFC通信模块、蓝牙模块或移动通信模块等，在此不作限定。该终端20可为监控培训的考核中心，也可为培训人员的移动终端20，例如，手机、平板电脑等。

需要指出，通过将检测数据发送置终端20，培训人员可获知操作人员的操作情况，实现对培训人员的培训熟练程度的量化管理，进一步的提高了培训效率。

基于上述的GIS高压电缆附件安装模拟装置10，如图4所示，本实用新型还提供一种GIS高压电缆附件安装模拟装置的模拟方法，具体包括以下步骤：

将高压电缆附件14移动至GIS筒12，以使固定部1422位于GIS筒12的底盘122与固定法兰16之间；

具体地，将与实际中的GIS密封筒体大小、形状、质量等相仿的GIS筒12装设于GIS筒12，实现所谓“上筒”动作，使固定部1422位于GIS筒12的底盘122与固定法兰16之间。

接地检测装置192检测GIS筒12是否接地；

若是，报警装置11发出报警信号，无线收发器13将接地检测装置192检测数据发送至终端20；

具体地，接地检测装置192检测GIS筒12是否接地，即接地检测装置192检测GIS筒12的电位是否为接地电位。若是，报警装置11发出报警信号，操作人员可得知，在安装过程中，高压电缆附件14的导电柱144与GIS筒12发生碰撞，则模拟结束，重新进行模拟，并分析相关原因。若否，即报警装置11未发出报警信号，说明安装过程规范，高压电缆附件14的导电柱144与GIS筒12未发生碰撞，继续下一步骤。

若否，旋紧固定组件18将固定法兰16与GIS筒12底盘122固定，以使GIS筒12与高压电缆附件14密封连接。

具体地，旋紧分别位于GIS底盘122与固定法兰16相互背离的两侧的固定螺母184，从而使两者对拉，则夹紧套筒142的固定部1422。

在其中一实施方式中，该步骤旋紧固定组件18将固定法兰16与GIS筒12底盘122固定，以使GIS筒12与高压电缆附件14密封连接具体包括步骤：

无线收发器13将压力传感器194的检测数据发送至终端20；

具体地，压力传感器194将检测到的压力数据发送置终端20，该终端20可以为监控中心，也可为培训人员的手机、平板等移动终端20，也可为显示装置，通过该显示装置显示出检测数据，操作人员可获知是否达到标准。

判断GIS筒底盘122与固定法兰16之间的压力数据值是否大于预设数据值，若否，则继续旋紧固定组件18；若是，则旋松固定组件18

具体地，该终端20可判断该压力传感器194检测到的检测数据是否与预设数据值，即达到气密性与不变形的标准的预设压力值。当未达到，说明转动扭矩不够，当超过该预设值，说明转动扭矩过大，存在损坏GIS筒12的底盘122与固定法兰16的风险，需旋松固定组件18。

在其中一实施方式中，该步骤旋紧固定组件18将固定法兰16与GIS筒12底盘122固定，以使GIS筒12与高压电缆附件14密封连接还包括步骤：

判断GIS筒底盘122与固定法兰16之间的压力数据值与预设数据值的差值是否位于预设范围内；若是，则停止模拟。

具体地，当压力传感器194的检测数据与预设数据值的差值在一定的范围值内，则可以停止模拟。也就是说，当压力传感器194的检测数据与预设数据值在一定允许范围内，则符合标准，可停止模拟。例如，预设的数据值为50N，当检测到的数据值为48N，其与预设数据值的差值F为-2N，则在-2N≤F≤0，则在这个预设范围内，说明在此压力下，密封性满足要求。

若当GIS筒底盘122与固定法兰16之间的压力数据值与预设数据值的差值不在预设的范围值内，则需要重新进行下一次模拟，或进行旋松固定螺母184，以多次练习达到标准为止。

上述GIS高压电缆附件安装模拟装置10及模拟方法，通过使GIS筒12内壁带电，将高压电缆接地，并设置接地检测装置192，可精确检测出套筒142的顶端的导电柱144是否与GIS筒12发生碰撞，实现高压电缆附件14的安装模拟，使电缆技能人才可快速掌握安装规范，缩短培训周期，降低了成本，满足了高压电缆的快速发展的需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。