CN107167756B - 一种用于套管式流变试验的主回路导通杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于套管式流变试验的主回路导通杆，通过与套管电流互感器连接进行一次回路的导通，实现套管式流变试验，所述主回路导通杆包括：电源模块，用于为主回路导通杆供电；导通控制模块，分别与电源模块和套管电流互感器的套管盖连接，用于控制是否进行一次回路的导通；机械导通模块，分别与导通控制模块和套管电流互感器的套管盖连接，用于在导通控制模块的控制下进行一次回路的导通；接线模块，分别与外部电源、电源模块、导通控制模块、套管电流互感器和外部试验仪连接，用于向电源模块传递外部电压以及构成套管式流变试验的完整回路。与现有技术相比，本发明具有自动化性能高、操作简单、安全性能高以及试验结果准确等优点。

Description

一种用于套管式流变试验的主回路导通杆

技术领域

本发明涉及大型电力变压器套管式流变常规试验领域，尤其是涉及一种用于套管式流变试验的主回路导通杆。

背景技术

套管式流变(套管电流互感器)广泛应用于各电压等级的电力变压器，而其试验要求一次回路穿过套管，再穿过电流互感器从而形成导通。由于套管电流互感器本身的特点，套管中含有大量变压器油，无法同时打开套管两端盖板，如何快速准确的完成电流互感器试验时一次回路的导通工作，成为试验人员的一大头疼问题。

目前上海，江苏，江西等电力企业均采用传统的套管电流互感器试验主回路导通方法：由2名实验人员配合在试验现场依靠一块接地扁铁或金属长杆伸入套管中，砸落套管盖子油漆，从而使得接地扁铁或金属长杆、套管盖子接触在一起进而用万用表测量电流互感器试验的主回路导通与否的方法。试验人员要花费大量时间以及精力在导通主回路的工作上，实际上在特高压工程中大型的套管式流变一次主回路导通的时间花费已经超过了正式试验的时间。因此需要研制一种满足试验测量精度要求，在方便、快速、准确特别是安全的基础上完成主回路导通工作的新型套管式流变试验用主回路导通工具。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种用于套管式流变试验的主回路导通杆。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于套管式流变试验的主回路导通杆，通过与套管电流互感器连接进行一次回路的导通，实现套管式流变试验，所述主回路导通杆包括：

电源模块，用于为主回路导通杆供电；

导通控制模块，分别与电源模块和套管电流互感器的套管盖连接，用于控制是否进行一次回路的导通；

机械导通模块，分别与导通控制模块和套管电流互感器的套管盖连接，用于在导通控制模块的控制下进行一次回路的导通；

接线模块，分别与外部电源、电源模块、导通控制模块、套管电流互感器和外部试验仪连接，用于向电源模块传递外部电压以及构成套管式流变试验的完整回路。

所述导通控制模块包括：

导通检测电路，分别与电源模块、套管电流互感器的套管盖和机械导通模块连接，用于检测是否完成一次回路的导通；

导通控制电路，分别与电源模块、导通检测电路和机械导通模块连接，用于根据导通检测电路的检测结果控制机械导通模块的工作状态。

所述导通检测电路包括依次连接的导通三极管和中间继电器，所述导通三极管与电源模块连接，所述中间继电器与导通控制电路连接，在一次回路未导通时，所述导通三极管截止，所述中间继电器断开，在一次回路导通时，所述导通三极管与中间继电器、机械导通模块、套管盖和电源模块共同构成回路，所述中间继电器闭合。

所述导通检测电路还包括发光二极管，所述发光二极管在一次回路导通时，与机械导通模块、套管盖和电源模块共同构成回路，处于发光状态。

所述导通控制电路包括串联的第一开关和第二开关，所述第一开关与电源模块连接，所述第二开关分别与导通检测电路和机械导通模块连接，所述第二开关根据导通检测电路的检测结果，在一次回路未导通时闭合，在一次回路导通时断开。

所述机械导通模块包括：

电动机，与导通控制模块连接，用于根据导通控制模块的检测结果产生实现一次回路的导通的动力；

钻头，与套管盖连接，用于钻破套管盖的绝缘层从而实现一次回路的导通；

链接电刷，分别与电动机、钻头和导通控制模块连接，用于与导通控制模块构成通路，辅助导通控制模块检测一次回路是否导通。

所述电源模块包括：

外部供电接线端，通过接线模块与外部电源连接，用于接收外部提供的电压；

变压器，分别与外部供电接线端和导通控制模块连接，用于将外部供电接线端接收的电压转变为导通控制模块的工作电压，为导通控制模块供电；

蓄电池，分别与变压器和导通控制模块连接，用于储存外部电源提供的过剩电能，并在外部供电接线端未与外部电源连接时为导通控制模块供电。

所述电源模块还包括稳压电路，所述稳压电路分别与变压器和导通控制模块连接。

所述接线模块包括：

电源接口，分别与电源模块和外部电源连接，用于向电源模块传递外部电源提供的电能；

外部试验仪接线端，与外部试验仪连接，用于构成套管式流变试验的完整回路；

导通控制模块接线端，分别与导通控制模块和套管电流互感器连接，用于与导通控制模块构成通路，辅助导通控制模块检测一次回路是否导通。

所述主回路导通杆还包括空心绝缘杆体，所述电源模块、导通控制模块、机械导通模块和接线模块均设置于空心绝缘杆体的内部，所述机械导通模块位于空心绝缘杆体的第一端，所述电源模块、导通控制模块和接线模块均位于空心绝缘杆体的第二端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)通过电源模块配合接线模块为机械导通模块供电，从而使得机械导通模块在工作状态下去除套管电流互感器的套管盖上的绝缘层，同时导通控制模块可以自动在绝缘层被去除后控制机械导通模块停止工作，减小了试验人员在导通主回路上的工作强度和工作时间，自动化程度高。

(2)导通控制模块包括导通检测电路和导通控制电路，通过导通检测电路检测回路是否导通，并通过导通控制模块向控制机械导通模块的工作状态，通过二者的配合实现机械导通模块的全自动控制，无需人为监测。

(3)导通检测电路通过中间继电器和导通三极管实现，通过回路的通断与否可以实现套管盖上绝缘层是否被去除完全的判断，检测方法简单且易于实现，实用性能强。

(4)导通检测电路上还包括发光二极管，在一次回路导通时可以直接通过发光二极管提示试验人员回路已导通，便于试验人员判别，同时在导通杆发生与套管盖接触点错位划开而导致主回路断开时，也可以依靠该发光二极管的指示回到导通原点。

(5)导通控制电路包括串联的第一开关和第二开关，通过第一开关实现人为的回路导通控制，通过第二开关实现自动检测结果下的通断控制，通过二者共同配合，实现自动化程度高且安全性能高的通断控制。

(6)机械导通模块包括电动机、钻头和链接电刷，通过电动机配合钻头来去除套管盖上的绝缘层，减轻了工作人员的工作强度，通过链接电刷与导通控制模块构成通路，从而实现导通控制模块对回路是否导通的检测功能。

(7)电源模块包括外部供电接线端、变压器和蓄电池，外部供电接线端配合变压器可以实现主回路导通杆的外部供电，而蓄电池通过储存电能，在外部接线不便时，直接为主回路导通杆供电，供电方式灵活，实用性强。

(8)电源模块还包括稳压电路，为导通控制模块提供了稳定的电压，提高了该主回路导通杆的工作稳定性和工作精度。

(9)接线模块包括电源接口、外部试验仪接线端和导通控制模块接线端，可以直接将电流互感器的试验仪的主接线接通到本主回路导通杆上，接线简单，操作方便，便于套管式流变试验的进行。

(10)主回路导通杆的外部为空心绝缘杆体，内部使用12V直流导通工作电压，5V直流通断检测电压，完全符合国家电网安全工作规程中特殊环境下的用电安全规定，多方面杜绝了触电危险因素，安全性高。

附图说明

图1为主回路导通杆的内部结构图；

图2为主回路导通杆的外部结构图；

图3为电源模块的结构示意图；

图4为机械导通模块的结构示意图；

图5为接线模块的结构示意图；

图6为导通检测电路的示意图；

图7为导通控制电路的示意图

其中，1为电源模块，2为导通控制模块，3为机械导通模块，5为外部试验仪，11为变压器，12为蓄电池，13为稳压电路，21为中间继电器，22为导通三极管，23为发光二极管，24为稳压二极管，31为电动机，32为钻头，33为链接电刷，41为电源接口，42为外部试验仪接线端，43为导通控制模块接线端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供的一种用于套管式流变试验的主回路导通杆，通过与套管电流互感器连接进行一次回路的导通，实现套管式流变试验，该主回路导通杆包括：电源模块1，用于为主回路导通杆供电；导通控制模块2，分别与电源模块1和套管电流互感器的套管盖连接，用于控制是否进行一次回路的导通；机械导通模块3，分别与导通控制模块2和套管电流互感器的套管盖连接，用于在导通控制模块2的控制下进行一次回路的导通；接线模块，分别与外部电源、电源模块1、导通控制模块2、套管电流互感器和外部试验仪5连接，用于向电源模块1传递外部电压以及构成套管式流变试验的完整回路。

其中，导通控制模块2包括：导通检测电路，分别与电源模块1、套管电流互感器的套管盖和机械导通模块3连接，用于检测是否完成一次回路的导通；导通控制电路，分别与电源模块1、导通检测电路和机械导通模块3连接，用于根据导通检测电路的检测结果控制机械导通模块3的工作状态。导通检测电路包括依次连接的导通三极管22和中间继电器21，导通三极管22与电源模块连接，中间继电器21与导通控制电路连接，在一次回路未导通时，导通三极管22截止，中间继电器21断开，在一次回路导通时，导通三极管22与中间继电器21、机械导通模块、套管盖和电源模块共同构成回路，中间继电器21闭合，对导通控制电路的第二开关产生吸引力，使得第二开关断开。导通检测电路还包括发光二极管23，发光二极管23在一次回路导通时，与机械导通模块3、套管盖和电源模块1共同构成回路，处于发光状态，同时中间继电器21的两端与稳压二极管24连接，在机械导通模块3导通套管盖绝缘层的过程中，钻头转动剥掉绝缘层时会与套管外壳形成高频的电气通断，导致中间继电器21在瞬间多次得电和失电，并联的反向稳压二极管24，可以防止中间继电器21两侧出现过电压，避免了中间继电器21烧坏。导通控制电路包括串联的第一开关和第二开关，第一开关与电源模块1连接，第二开关分别与导通检测电路和机械导通模块3连接，第二开关根据导通检测电路的检测结果，在一次回路未导通时闭合，在一次回路导通时断开。机械导通模块3包括：电动机31，与导通控制模块2连接，用于根据导通控制模块2的检测结果产生实现一次回路的导通的动力；钻头32，与套管盖连接，用于钻破套管盖的绝缘层从而实现一次回路的导通；链接电刷33，分别与电动机31、钻头32和导通控制模块2连接，用于与导通控制模块2构成通路，辅助导通控制模块2检测一次回路是否导通。电源模块1包括：外部供电接线端，通过接线模块与外部电源连接，用于接收外部提供的电压；变压器11，分别与外部供电接线端和导通控制模块2连接，用于将外部供电接线端接收的电压转变为导通控制模块2的工作电压，为导通控制模块2供电；蓄电池，分别与变压器11和导通控制模块2连接，用于储存外部电源提供的过剩电能，并在外部供电接线端未与外部电源连接时为导通控制模块2供电。电源模块1还包括稳压电路，稳压电路分别与变压器11和导通控制模块2连接。接线模块包括：电源接口41，分别与电源模块1和外部电源连接，用于向电源模块1传递外部电源提供的电能；外部试验仪接线端42，与外部试验仪5连接，用于构成套管式流变试验的完整回路；导通控制模块接线端43，分别与导通控制模块2和套管电流互感器连接，用于与导通控制模块2构成通路，辅助导通控制模块2检测一次回路是否导通。主回路导通杆还包括空心绝缘杆体，电源模块1、导通控制模块2、机械导通模块3和接线模块均设置于空心绝缘杆体的内部，机械导通模块3位于空心绝缘杆体的第一端，电源模块1、导通控制模块2和接线模块均位于空心绝缘杆体的第二端。

根据上述结构，本实施例中实现的主回路导通杆的内部结构和外部结构分别如图1和图2所示，图2中的圆柱状物体即为空心绝缘杆体，空心绝缘杆体内部的具体结构如图1所示，该内部结构主要由电源模块1、导通控制模块2、机械导通模块3和接线模块四部分组成。

电源模块1的具体结构如图3所示，市电220V经过变压，整流得到12V次级直流电源。12V直流电源可同时向电池充电，向工作电气部分供电；当不方便使用220V市电时，可由12V直流蓄电池向工作电气部分供电，为试验人员外出，到变电站现场工作带来方便，同时导通控制模块由于电源模块中稳压电路的存在，采用了5V直流检测电压供电，内部使用12V直流导通工作电压，5V直流通断检测电压，完全符合国家电网安全工作规程中特殊环境下的用电安全规定，保证了装置的安全。

机械导通模块3如图4所示，主要是由12V直流电动机31，钻头32，还有最重要的链接电刷33组成，在电机前部设置一电刷与电机轴形成电气连接，为增大钻头32钻破套管电流互感器盖子油漆时与盖子的接触面积，本实施例选用钻头钝角较大的钻头。

接线模块如图5所示，设置有3个接线插孔，如图4所示，41为本导通杆的电源输入插口；42为电流互感器试验仪的第一极接线端，43为本导通杆导通检测功能回路的引出端，连接至套管外壳。

导通控制模块2的具体结构如图6和图7所示，该导通控制模块2包括导通检测电路(图6)和导通控制电路(图7)，从图7中看出，工作时按下K1，回路导通，12V直流电机进行钻削油漆工作。K2为回路的断开节点，由导通检测电路检测到油漆钻破，钻头32与盖子良好接触后发信号将其断开，使电机停止工作；图6中，该导通检测电路与链接电刷33等部件进行连接，链接电刷33布置于电动机31的主轴前侧，与主轴通过类似电机电刷的结构与主轴实现电回路连通，利用直流电动机31的主轴，钻头32，还有盖子本身在油漆破损后连通，再通过链接电刷33结构，实现了电信号的通道，利用这个通道，通断检测回路得以实现，CT试验仪的主回路得以导通，经稳压电路(本实施例中为斩波电路)出来的5V电源，在钻头32钻破油漆后整个回路导通，中间继电器21得电动作，将K2常闭接点断开，电机回路失电，表明破漆工作已结束，自动停止工作；同时LED灯亮，表明主回路已导通，可以开始CT试验。

该主回路导通杆在工作时的接线方式具体为：电流互感器试验仪的第一极接线端接线插座接入试验线的第一极，第一极连接至套管外壳，同样是利用链接电刷33导通了主回路，将链接电刷33置于电动机31主轴的前方而不是后方，这样即使电机在停止工作后在其内部有剩励磁电场的存在，也不会影响到第一极、第二极导通的回路中来，这样简单的结构位置的改进，避免了不确定因素对试验回路的影响，提高了试验数据的准确性。

根据上述接线方式，使用该主回路导通杆来导通CT试验仪一次回路的步骤如下：

s1)用导线将导通控制模块接线端43，即导通检测的负端口(导通后停电机接线端子)连接到套管上，与套管的外壳构成电气连接；

s2)用导线将外部试验仪接线端42，即CT测试‘+’接线端子连接至CT试验仪上的第一端；

s3)将导通杆缓慢从拆开的套管上端放入其内，使导通杆顶部的钻头32接触到套管另一侧未打开的盖板；

s4)按下导通杆电机电源按钮启动导通杆，此时工作电源指示灯亮起；

s5)点按启动导通工作的电机控制按钮，导通杆会在2～5S内完成导通工作，待回路导通指示灯亮起，电机停止后放开按钮；

s6)步骤s5)中回路导通指示灯的亮起表明CT试验仪的主回路导通工作已经完成，用导线把CT试验仪的第二端连接到套管上，与套管的外壳构成电气连接，接下来便可打开CT试验仪，按试验仪的试验操作说明来设置参数进行试验。

Claims (6)

1.一种用于套管式流变试验的主回路导通杆，通过与套管电流互感器连接进行一次回路的导通，实现套管式流变试验，其特征在于，所述主回路导通杆包括：

电源模块，用于为主回路导通杆供电；

导通控制模块，分别与电源模块和套管电流互感器的套管盖连接，用于控制是否进行一次回路的导通；

机械导通模块，分别与导通控制模块和套管电流互感器的套管盖连接，用于在导通控制模块的控制下进行一次回路的导通；

接线模块，分别与外部电源、电源模块、导通控制模块、套管电流互感器和外部试验仪连接，用于向电源模块传递外部电压以及构成套管式流变试验的完整回路；

所述导通控制模块包括：

导通检测电路，分别与电源模块、套管电流互感器的套管盖和机械导通模块连接，用于检测是否完成一次回路的导通；

导通控制电路，分别与电源模块、导通检测电路和机械导通模块连接，用于根据导通检测电路的检测结果控制机械导通模块的工作状态；

所述导通控制电路包括串联的第一开关和第二开关，所述第一开关与电源模块连接，所述第二开关分别与导通检测电路和机械导通模块连接，所述第二开关根据导通检测电路的检测结果，在一次回路未导通时闭合，在一次回路导通时断开；

所述机械导通模块包括：

电动机，与导通控制模块连接，用于根据导通控制模块的检测结果产生实现一次回路的导通的动力；

钻头，与套管盖连接，用于钻破套管盖的绝缘层从而实现一次回路的导通；

链接电刷，分别与电动机、钻头和导通控制模块连接，用于与导通控制模块构成通路，辅助导通控制模块检测一次回路是否导通；

所述主回路导通杆还包括空心绝缘杆体，所述电源模块、导通控制模块、机械导通模块和接线模块均设置于空心绝缘杆体的内部，所述机械导通模块位于空心绝缘杆体的第一端，所述电源模块、导通控制模块和接线模块均位于空心绝缘杆体的第二端。

2.根据权利要求1所述的用于套管式流变试验的主回路导通杆，其特征在于，所述导通检测电路包括依次连接的导通三极管和中间继电器，所述导通三极管与电源模块连接，所述中间继电器与导通控制电路连接，在一次回路未导通时，所述导通三极管截止，所述中间继电器断开，在一次回路导通时，所述导通三极管与中间继电器、机械导通模块、套管盖和电源模块共同构成回路，所述中间继电器闭合。

3.根据权利要求2所述的用于套管式流变试验的主回路导通杆，其特征在于，所述导通检测电路还包括发光二极管，所述发光二极管在一次回路导通时，与机械导通模块、套管盖和电源模块共同构成回路，处于发光状态。

4.根据权利要求1所述的用于套管式流变试验的主回路导通杆，其特征在于，所述电源模块包括：

外部供电接线端，通过接线模块与外部电源连接，用于接收外部提供的电压；

变压器，分别与外部供电接线端和导通控制模块连接，用于将外部供电接线端接收的电压转变为导通控制模块的工作电压，为导通控制模块供电；

蓄电池，分别与变压器和导通控制模块连接，用于储存外部电源提供的过剩电能，并在外部供电接线端未与外部电源连接时为导通控制模块供电。

5.根据权利要求4所述的用于套管式流变试验的主回路导通杆，其特征在于，所述电源模块还包括稳压电路，所述稳压电路分别与变压器和导通控制模块连接。

6.根据权利要求1所述的用于套管式流变试验的主回路导通杆，其特征在于，所述接线模块包括：

电源接口，分别与电源模块和外部电源连接，用于向电源模块传递外部电源提供的电能；

外部试验仪接线端，与外部试验仪连接，用于构成套管式流变试验的完整回路；

导通控制模块接线端，分别与导通控制模块和套管电流互感器连接，用于与导通控制模块构成通路，辅助导通控制模块检测一次回路是否导通。