一种轮式电气设备爬电距离测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备测量技术领域，具体而言，涉及一种轮式电气设备爬电距离测量装置。


背景技术：

2.爬电距离是电气设备的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的沿绝缘表面测得的最短路径，是衡量电气设备防污闪能力的重要参考指标。诸多电气设备如套管、绝缘子、避雷器等都会有测量爬电距离的需求。
3.传统的爬电距离测量装置，通常以胶带、绳或铜丝等工具沿高压电气设备外绝缘的表面自上至下贴合粘贴，后测量胶带、金属丝或绳子的长度。由于胶带、金属丝或绳子等工具很难保证和外绝缘表面紧密贴合，且拉伸后易变形，因此，测量数据往往不精准，存在较大误差。目前，新设计的激光扫描建模，间接测量爬距的方法在原理上可行，但只适用于单一规格的试品，无法测量长串型试品的爬距，且需提前布置激光扫描探头，在运维现场的实用性不高，且价格昂贵。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型提出了一种轮式电气设备爬电距离测量装置，旨在解决现有爬电距离测量效率低误差大的问题。
5.本实用新型提出了一种轮式电气设备爬电距离测量装置，该测量装置包括：壳体；测量轮，设置在所述壳体上且以能够转动的方式与所述壳体相连接，用于沿待测电气设备的表面进行转动；角位移传感器，设置在所述测量轮上，用于在所述测量轮沿所述待测电气设备的表面进行转动时检测所述测量轮的转动角度，以获取所述测量轮沿所述待测电气设备行走的行程，进而获取所述待测电气设备的爬电距离。
6.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置， 所述测量轮包括：连接轴，设置在所述壳体上；固定轮，与所述连接轴同轴设置且设置在所述连接轴上；转动轮，与所述连接轴同轴设置，所述转动轮与所述固定轮之间间隔设置，并且，所述转动轮以能够绕所述连接轴的轴线进行转动的方式与所述连接轴相连接。
7.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，所述角位移传感器包括：发射电极和标尺电极；其中，所述发射电极设置在所述转动轮上，所述标尺电极设置在所述固定轮上；或，所述发射电极设置在所述固定轮上，所述标尺电极设置在所述转动轮上；所述发射电极和所述标尺电极之间形成电容传感器；当所述转动轮转动时，所述发射电极与所述标尺电极的对应面积发生改变，所述电容传感器的电容值随之进行周期性变化。
8.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，所述发射电极和所述标尺电极互为质数且差值为1。
9.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，所述转动轮的外表面设有防滑层，用于增大所述转动轮与所述待测电气设备外表面之间的摩擦力。
10.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，所述防滑层的外表面设有条纹防滑结构。
11.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，所述连接轴上还设有辅助轮，其和所述转动轮分别设置在所述固定轮的两侧，并且，所述辅助轮以能够绕所述连接轴的轴线进行转动的方式与所述连接轴相连接，用于辅助转动轮的行走。
12.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，所述转动轮与所述连接轴之间设有轴承。
13.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，该测量装置还包括：计算单元，与所述角位移传感器相连接，用于接收所述角位移传感器获取的所述测量轮的转动角度，并根据所述测量轮的转动角度，计算所述待测电气设备的爬电距离；数显单元，其与所述计算单元相连接，用于接收并显示所述待测电气设备的爬电距离。
14.进一步地，上述轮式电气设备爬电距离测量装置，所述壳体的测量端为扁平状结构，所述测量轮通过卡扣可拆卸地安装在所述壳体的测量端。
15.本实用新型提供的轮式电气设备爬电距离测量装置，通过壳体上设置的测量轮，沿待测电气设备的表面进行转动，可将测量轮与待测电气设备表面相贴合，并沿外绝缘表面从上至下转动；通过角位移传感器在测量轮沿待测电气设备的表面进行转动时，检测测量轮的转动角度，以获取测量轮沿待测电气设备行走的行程，进而获取待测电气设备的爬电距离，解决了传统使用胶带、金属丝或绳子等工具测量爬电距离时存在的测量精度不准、操作不便等问题，具有体积小、便于携带、操作简易等优点，提升了工作效率的同时还提高了测量精度。
16.进一步地，通过转动轮与固定轮之间的相对转动，使得发射电极和标尺电极的对应面积发生改变，即两者之间的电容传感器的电容量变化，以便计算单元据此计算出测量轮的角位移，反算出移动距离即作为爬电距离，并可通过数显单元进行显示。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
18.图1为本实用新型实施例提供的轮式电气设备爬电距离测量装置的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的轮式电气设备爬电距离测量装置的测量原理图；
20.图3为本实用新型实施例提供的转动轮的结构示意图；
21.图4为本实用新型实施例提供的固定轮的结构示意图；
22.附图说明：
23.1-壳体，2-测量轮，21-连接轴，22-固定轮，23-转动轮，24-辅助轮，3-角位移传感器，31-发射电极，32-标尺电极，4-计算单元，5-数显单元，6-操作按键。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例
所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
25.参见图1至图2，其示出了本实用新型实施例提供的轮式电气设备爬电距离测量装置的优选结构。如图1和图2所示，该测量装置包括：壳体1、测量轮2、角位移传感器3、计算单元4和数显单元5；其中，
26.壳体1起到支撑作用，用于对支撑、固定和保护测量轮1、计算单元4和数显单元5等。具体实施时，如图1所示，壳体1的测量端（如图1所示的左端，作为前端）可以为呈扁平状结构，以便可自待测电气设备的伞裙之间的缝隙伸入，进而使得测量轮1可接触到待测电气设备的外表面。其中，壳体1的测量端的长度大于100mm，保证了扁平状的测量端能完全伸入待测电气设备的伞裙之间；壳体1的后端可作为手持端，以便推动该测量装置整体沿待测电气设备的外表面进行移动。
27.测量轮2设置在壳体1上且以能够转动的方式与壳体1相连接，用于沿待测电气设备的表面进行转动。具体地，测量轮2可设置在壳体1的测量端，以随壳体1的测量端可伸入至待测电气设备的伞裙之间并抵压接触在测量轮2的外表面上，进而可沿待测电气设备的外表面还可伞裙之间进行转动即行走。其中，测量轮2可以以能够拆卸的方式与壳体1相连接，以便测量轮2在多次测量发生磨损后方便整体进行更换；该测量轮2可以通过卡扣的方式与壳体1可拆卸地相连接，当然亦可通过其他可拆卸的方式进行连接安装，本实施例中对其不做任何限定。
28.角位移传感器3设置在测量轮2上，用于在测量轮2沿待测电气设备的表面进行转动时检测测量轮2的转动角度即角位移，以获取测量轮2沿待测电气设备行走的行程即移动距离，进而获取待测电气设备的爬电距离。具体地，角位移传感器3可以为圆容栅角位移传感器，以获取测量轮2的角位移，还可以为其他角位置传感器，例如光栅角位移传感器，本实施例中对其不做任何限定。在本实施例中，可根据测量轮2的转动角度即角位移，计算获取测量轮2沿待测电气设备行走的行程即移动距离，进而获取待测电气设备的爬电距离。
29.计算单元4与角位移传感器3相连接，用于接收角位移传感器3获取的测量轮2的转动角度，并根据测量轮2的转动角度，计算待测电气设备的爬电距离。具体实施时，计算单元4可以为芯片，其可内置在壳体1的内部，根据测量轮2的角位移，反算出测量轮2的移动距离，该移动距离即为待测电气设备的爬电距离。
30.数显单元5与计算单元4相连接，用于接收并显示待测电气设备的爬电距离。具体地，数显单元5可以为液晶显示器，如图1所示，该数显单元5可镶嵌在壳体1的表面，对计算单元4计算的待测电气设备的爬电距离进行显示，以便于读取待测电气设备的爬电距离。
31.在本实施例中，该装置还可设有电源单元，其与数显单元5、角位移传感器3相连接，以对数显单元5、角位移传感器3进行供电；该电源模块可以为纽扣电池，可固定在壳体1上。同时，壳体1的外表面还可设有开关键、暂停键、清零键等操作按键6，以实现该数显单元5的控制。
32.继续参见图1，该测量轮2可以包括：连接轴21、固定轮22和转动轮23；其中，连接轴21设置在壳体1上；固定轮22与连接轴21同轴设置且设置在连接轴21上；转动轮23与连接轴
21同轴设置，转动轮23与固定轮22之间间隔设置，并且，转动轮23以能够绕连接轴21的轴线进行转动的方式与连接轴21相连接。
33.具体实施时，连接轴21可以沿壳体1的宽度方向设置在壳体1上，并且，两者之间以能够拆卸的方式向相连接，例如两端通过卡扣可拆卸地连接在壳体1的测量端上，以在测量端对固定轮22和转动轮23等进行支撑。固定轮22和转动轮23均同轴设置在连接轴21上，并且，两者之间间隔设置，固定轮22可固定安装在连接轴21上，转动轮23以能够绕连接轴21的轴线进行转动的方式与连接轴21相连接，以便固定轮22和转动轮23之间相对转动，即转动轮23在该装置整体进行移动时进行转动，固定轮22则在此过程中不动。为提高该测量轮2形成的稳固性，连接轴21上还设有辅助轮24，其和转动轮23分别设置在固定轮22的两侧，并且，辅助轮24以能够绕连接轴21的轴线进行转动的方式与连接轴21相连接，用于辅助转动轮23的行走，进而确保该装置移动的稳固性。为减小转动轮23和连接轴21之间的摩擦力，优选地，转动轮23与连接轴21之间设有轴承（图中未示出），当然，辅助轮24与连接轴21之间亦可设有轴承。为避免转动轮23出现误滑影响测量的准确性，优选地，转动轮23的外表面可设有防滑层（图中未示出），用于增大转动轮23与待测电气设备外表面之间的摩擦力，保证转动轮23的有效转动，避免发生误滑现象，该防滑层可以为橡胶层，亦可为其他防滑层，本实施例中对其不做任何限定；进一步优选地，防滑层的外表面设有条纹防滑结构，例如平行纹理，然而在其他实施例中，条纹防滑结构亦可为其他防滑结构例如锯齿状结构等，本实施例中对其不做任何限定。在本实施例中，辅助轮24上亦可设置防滑层等可以增大摩擦力的结构。
34.在本实施例中，转动轮23和固定轮22的直径可以为4mm，转动轮23的外表面可涂设有1mm的橡胶层，故转动轮23转动1周的距离为15.7mm；转动轮23和固定轮22之间的间隙距离可以为1.5mm。
35.参见图3和图4，其示出了本实用新型实施例中转动轮和固定轮的优选结构。如图3和图4所示，该角位移传感器3包括：发射电极31和标尺电极32；其中，如图3和图4所示，发射电极31设置在转动轮23上，标尺电极32设置在固定轮22上；发射电极和标尺电极之间形成电容传感器；当转动轮转动时，发射电极与标尺电极的对应面积发生改变，电容传感器的电容值随之进行周期性变化。
36.具体实施时，在其他实施例中，发射电极31还可设置在固定轮上，标尺电极32设置在转动轮上，发射电极31和标尺电极32分别设置在固定轮22和转动轮23中的一个上，且两者相对设置，使得固定轮22和转动轮23之间形成电容传感器。在本实施例中，角位移传感器3呈格栅形成，即发射电极31为四个，形状面积各间隔相同地设置在转动轮23上形成动格盘结构；标尺电极32为五个，形状面积各间隔相同地设置在固定轮22上形成定格盘结构；在转动轮23转动时，即动格栅转动时，发射电极31和标尺电极32之间的电容值也相应的发生改变；如果每一个发射电极31分别和每一个标尺电极32连接到一个电路中，则有20个相同的电路，每一个电路都会输出电压信号即脉冲信号；故当转动轮23转动时两轮极板的对应面积会发生改变，传感器的电容随之变化，通过获取电容量的周期性变化规律，即可计算出转动轮23的角位移量，从而反推出爬电距离；计算单元可将电容传感器的电容量变化转化为电压变化，根据其周期性变化，计算转动轮23的转动距离，即位移变化，得到爬电距离数据。其中，发射电极31和标尺电极32的数量之间互为质数且差值为1，以提高测量的精度和分辨
率。
37.在本实施例中，转动轮23上的4片发射电极31和固定轮22上的5片标尺电极32会产生20个脉冲信号，测量分辨率为0.785mm。
38.工作过程：测量装置开机进入测量流程，将测量轮2与待测电气设备的外表面贴合并移动，转动轮23转动，转动轮23与固定轮22的电容量发生周期性变化，计算单元4采集电容变化信号并计算出转动距离，输出到数显单元5进行爬电距离的实时显示，按下暂停键后，可暂停数显界面，便于观测记录数据。
39.综上，本实施例提供的轮式电气设备爬电距离测量装置，通过壳体1上设置的测量轮2，沿待测电气设备的表面进行转动，可将测量轮2与待测电气设备表面相贴合，并沿外绝缘表面从上至下转动；通过角位移传感器3在测量轮2沿待测电气设备的表面进行转动时，检测测量轮2的转动角度，以获取测量轮2沿待测电气设备行走的行程，进而获取待测电气设备的爬电距离，解决了传统使用胶带、金属丝或绳子等工具测量爬电距离时存在的测量精度不准、操作不便等问题，具有体积小、便于携带、操作简易等优点，提升了工作效率的同时还提高了测量精度。
40.进一步地，通过转动轮23与固定轮22之间的相对转动，使得发射电极31和标尺电极22的对应面积发生改变，即两者之间的电容传感器的电容量变化，以便计算单元4据此计算出测量轮2的角位移，反算出移动距离即作为爬电距离，并可通过数显单元5进行显示。
41.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。