一种锥形绝缘子表面电势测量设备的制作方法

本申请涉及绝缘子性能测试技术领域，尤其涉及一种锥形绝缘子表面电势测量设备。

背景技术：

绝缘子是gis(gasinsulatedswitchgear，气体绝缘金属封闭组合电器)中十分重要的部件，通常用于连接高电位部件和地电位外壳，起到支撑高电位部件，并使其保持对地绝缘的作用。

在gis运行过程中，在快速暂态过电压的作用下，绝缘子表面将引入电荷，这将会使绝缘子的电场分布产生严重的畸变，容易引发绝缘子沿面闪络，进而导致gis设备损坏或电力系统大面积停电。研究表明，该沿面闪络的发生，一方面是由vfto的作用所导致，另一方面则是由于绝缘子的本身材质性能不佳或者结构设计不合理所导致。

为了提高绝缘子本身的性能，研究直流电压下绝缘子表面电势分布，有助于揭示直流电压下绝缘材料沿面闪络机理，优化绝缘子结构设计，提高直流系统绝缘件抗闪络性能。但是，目前，绝缘子表面电势测量设备主要是针对于各种正在使用中的绝缘子，而针对于试验用的绝缘子表面电势的测量装置则鲜有报导，因此，亟待提供一种针对实验过程中绝缘子的表面电势测量设备。

技术实现要素：

本申请提供了一种锥形绝缘子表面电势测量设备，以解决无法直接测量实验过程中锥形绝缘子表面电势的问题。

一种锥形绝缘子表面电势测量设备，包括密封壳体，设置于所述密封壳体侧壁的高压电极，设置于所述密封壳体内部的旋转装置和测量装置，其中，

所述旋转装置包括第一支架，第二支架，第一连接杆，与所述第一连接杆同轴的第二连接杆，第一电机；所述第一支架和所述第二支架设置于所述密封壳体的底面，所述第一连接杆的一端设置于所述第一支架上并与所述高压电极连接，所述第一连接杆的另一端与锥形绝缘子的一侧连接，所述锥形绝缘子的另一侧通过第二连接杆与所述第一电机连接，所述第一电机固定于所述第二支架上；

所述测量装置包括测量探头、传动杆、第二电机和第三电机；所述测量探头设置于所述传动杆的一端，所述传动杆的另一端分别与所述第二电机和所述第三电机连接。

可选的，所述第一连接杆的外部设置有第一绝缘壳体，所述第二连接杆与所述锥形绝缘子连接的一端为绝缘端，所述绝缘端上设置有第二绝缘壳体；

所述第二绝缘壳体的通过螺杆与第四电机连接，所述第四电机固定于所述第二支架上；

所述锥形绝缘子设置于所述第一绝缘壳体和第二绝缘壳体的内部。

可选的，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和测量探头均与控制器连接。

可选的，所述高压电极的外部套设有高压套管。

可选的，所述高压电极的一端设置有高压球，所述高压球与高压源连接。

可选的，所述密封壳体上设有与所述密封壳体内部空间连通的进气口和气压表。

可选的，所述密封壳体的顶部设有观察窗。

可选的，所述密封壳体的下方设有底座。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

该锥形绝缘子表面电势测量设备主要包括密封壳体，设置于所述密封壳体侧壁的高压电极，设置于所述密封壳体内部的旋转装置和测量装置。该高压电极用于向绝缘子表面引入电荷，在绝缘子表面产生电势。该旋转装置用于控制该绝缘子围绕绝缘子的轴线转动，该测量装置用于测量绝缘子表面的电势分布。通过该旋转装置和测量装置4的协同作用，通过测量装置4可实现对锥形绝缘子外表面每个位置电势的检测，获得绝缘子锥面表面电势分布。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种锥形绝缘子表面电势测量设备的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的另一种锥形绝缘子表面电势测量设备的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的另一种锥形绝缘子表面电势测量设备的连接框图。

附图标记说明：

1、密封壳体；11、进气口；12、气压表；13、观察窗；2、高压电极；21、高压套管；22、高压球；3、旋转装置；31、第一支架；32、第二支架；33、第一连接杆；34、第二连接杆；35、第一电机；36、第一绝缘壳体；37、第二绝缘壳体；38、螺杆；39、第四电机；4、测量装置；41、测量探头；42、传动杆；43、第二电机；44、第三电机；5、绝缘子；6、控制器；7、底座。

具体实施方式

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种锥形绝缘子表面电势测量设备的结构示意图。参见图1，该设备主要包括密封壳体1、高压电极2、旋转装置3和测量装置4。

该高压电极2设置于该密封壳体1的侧壁上。具体地，该高压电极2的一端裸露于密封壳体1外部，与高压电源连接。该高压电极2的另一端设置于密封壳体1的内部，与待检测的锥形绝缘子5连接，用于给待检测的锥形绝缘子5施加高压，使绝缘子5表面带有电荷，产生电势。

但是考虑到高压电极2的电压较高，如果该高压电极2直接设置于壳体上，会导致该密封壳体1带电，给工作人员带来危害。因此，在该高压电极2的外部套设一个高压套管21，该高压套管21为绝缘材料，例如陶瓷等。

可选的，该高压电极2与高压源连接的一端设置有一高压球22。该高压球22嵌套在该高压电极2的端部，增大了高压电极2的外表面与高压球22体的接触面积，起到均衡高压源作用于高压电极2表面的电压的作用。

该旋转装置3包括第一支架31，第二支架32，与所述第一连接杆33同轴的第二连接杆34，第一电机35。

该第一支架31和第二支架32设置于密封壳体1内部的底面上，并且该第一支架31靠近该高压电极2设置。该第一连接杆33的一端设置于该第一支架31上并通过导线与高压电极2连接，该第一连接杆33的另一端与锥形绝缘子5中心部位的一侧连接，该锥形绝缘子5中心部位的另一侧通过第二连接杆34与该第一电机35连接，该第一电机35固定于该第二支架32上。

需要说明的是，该第一连接杆33为导电连接杆，可选的，其材料可以为铝合金，当然也可以为其他导电性能较好的材料，本申请对此不作限制。该第二连接杆34与该锥形绝缘子5连接的一端为绝缘端，可选的，该绝缘端的材料可以为聚四氟乙烯、陶瓷等绝缘且材质较硬的材料中的任一种，本申请对此不作限制。该第一支架31的材料为绝缘材料，可以防止高压电极2通过支架与密封壳体1导通，使密封壳体1带电。

可选的，该第一连接杆33通过轴承设置于第一支架31上。轴承可以减小第一连接杆33在转动的过程中与第一支架31之间产生的摩擦力，节省能量且减小了对第一连接杆33本身的磨损。

可选的，该第二连接杆34通过联轴器与第一电机35的主轴相连接。具体地，该联轴器的一端设置于该第一连杆上，该联轴器的另一端设置于该第一电机35的主轴上。

在该旋转装置3中，该第一电机35的转动可以带动第二连接杆34转动，进而带动与第二连接杆34依次连接的锥形绝缘子5和第一连接杆33转动，实现整个旋转设备的运转。由于锥形绝缘子5的中心部位固定于第一连接杆33和第二连接杆34上的，所以，旋转装置3在转动的过程中，锥形绝缘子5的待检测表面也会随之均匀转动。

该测量装置4设置于旋转装置3的上方，包括测量探头41、传动杆42、第二电机43和第三电机44。该测量探头41设置于该传动杆42的一端，该传动杆42的另一端分别与该第二电机43和该第三电机44连接。该第二电机43用于控制该传动杆42沿水平方向运动，该第二电机43用于控制该传动杆42沿竖直方向运动。该第二电机43和该第三电机44与传动杆42的连接方式为现有技术中常见的连接方式，本申请在此将不再赘述。

在本实施例中，该第一电机35、第二电机43、第三电机44和测量探头41均与控制器6连接，参见图3。该锥形绝缘子5表面电势测量设备的工作过程如下所示：

(1)通过高压电极2给绝缘子5表面施加高电压，使绝缘子5表面带有电荷之后，断开高压。

(2)控制器6控制第二电机43和第三电机44工作，使测量装置4的测量探头42垂直于绝缘子5锥面表面，距离绝缘子5表面2-3mm。

(3)控制器6控制第二电机43和第三电机44工作，带动测量探头41沿绝缘子5锥面表面进行一次往复运动，获取绝缘子5表面电势信号。

(4)在步骤(3)执行结束之后，第一电机35控制旋转装置3转动一定角度，例如1°。

(5)重复执行步骤(3)-(4)的过程，直至第一电机35转动一周。

在上述过程中，该锥形绝缘子5转动了360°，并通过测量探头41实现了对锥形绝缘子5外表面每个位置电势的检测，将上述数据汇总计算之后，就可得到绝缘子5锥面表面电势分布。

参见图2，本申请实施例提供的另一种锥形绝缘子表面电势测量设备的结构示意图。在本申请中，可选的，该第一连接杆33的外部设置有第一绝缘壳体36。该第二连接杆34与该锥形绝缘子5连接的一端为绝缘端，该绝缘端上设置有第二绝缘壳体37。该锥形绝缘子5设置于该第一绝缘壳体36和第二绝缘壳体37的内部。该第二绝缘壳体37通过螺杆38与第四电机39连接，该第四电机39固定于该第二支架32上。该第四电机39与控制器6连接，具体参见图3。

在一种可能的情况下，该锥形绝缘子5由于与第一连接杆33和第二连接杆34的接触面积较小，在旋转装置3转动的过程中，容易发生晃动。在本申请中，该第一绝缘壳体36与锥形绝缘子5的锥形底部边缘连接，有助于提高绝缘子5转动的稳定性。

另外，该第一绝缘壳体36和该第二绝缘壳体37可将带有高电压的第一连接杆33罩于壳体内部，提高设备的运转安全系数。

需要说明的是，该第一绝缘壳体36是固定设置于该第一连接杆33上的，随着第一连接杆33的转动而转动，而该第二绝缘壳体37是活动设置在该第二连接杆34上的。当需要打开第二绝缘壳体37时，第四电机39转动，带动螺杆38旋转，即带动第二绝缘壳体37向靠近该第四电机39的方向运动，将待检测的锥形绝缘子5裸露于外部。同理，当测量结束之后，第四电机39带动螺杆38转动，使第二绝缘壳体37向靠近绝缘子5的方向运动，直至将绝缘子5罩于该壳体的内部。

在gis设备中，绝缘子5通常处于sf6气体、n2气体或其混合气体等气体中。不同的气体环境会影响该环境中的绝缘子5表面的电势分布情况。因此，为了研究不同的气体环境对绝缘子5表面电势分布的影响情况，可选的，本申请该密封壳体1上设有与该密封壳体1内部空间连通的进气口11和气压表12。

例如，当需要研究0.5mpa的sf6气体环境对绝缘子5表面电势的影响时，可通过该进气口11向该密封壳体1内部充气，并通过气压表12检测并显示该密封腔内部的气体压强，当气压达到0.5mpa时，关闭进气口11处的电磁阀，充气结束。

在实际使用中，绝缘子5通常处于密闭的gis设备中，因此本申请也在密封壳体1提供的密封腔内进行绝缘子5表面电势的检测实验。为了便于工作人员观察检测过程，可选的，该密封壳体1的顶部设有观察窗13。或者，在该密封壳体1的侧壁上也可设置若干个观察窗，以便能够更清楚地观察该检测过程。

可选的，该密封壳体1可以为不锈钢材质，且该密封壳体1的下方设有底座7。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上该仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。