一种火花间隙距离自动调整装置及方法转让专利

申请号 : CN201910077979.5

文献号 : CN109742650B

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发明人 : 连宝晶简利胜杨修正马翰超孔碧光刘晓欣廖圣韩德孝陈俊威李建发

申请人 : 云南电网有限责任公司怒江供电局云南电力技术有限责任公司

摘要 :

本申请公开了一种火花间隙距离自动调整装置及方法,通过测量模块对当前火花间隙室内部的温度、湿度以及当前火花间隙的距离进行测量,并生成测量数据发送至逻辑判断模块,逻辑判断模块根据预先设定的函数关系式以及测量数据,获取火花间隙的距离计算值,并计算距离计算值以及距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,控制模块接收控制指令,并根据控制指令,控制调节模块对火花间隙的距离进行调整。相较于现有技术中,本申请将火花间隙室内部的温度以及湿度的变化,作为调整火花间隙距离的过程中的重要参考因素,有效降低了火花间隙在实际运行过程中,发生误触发以及拒触发现象的概率。

权利要求 :

1.一种火花间隙距离自动调整装置,其特征在于,包括:测量模块(4)、逻辑判断模块(5)、控制模块(6)以及调节模块(7);

所述测量模块(4)用于对当前火花间隙室(1)内部的温度、湿度以及当前火花间隙的距离进行测量,并生成测量数据发送至所述逻辑判断模块(5),所述测量数据包括所述当前火花间隙室(1)内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值;

所述逻辑判断模块(5)与所述测量模块(4)相连接,所述逻辑判断模块(5)用于接收所述测量数据,根据预先设定的函数关系式以及所述测量数据,获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述距离计算值以及所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,所述控制指令为增大所述火花间隙的距离或者缩小所述火花间隙的距离;

所述控制模块(6)与所述逻辑判断模块(5)相连接,所述控制模块(6)用于接收所述逻辑判断模块(5)生成的控制指令,并根据所述控制指令,控制所述调节模块(7)对所述火花间隙的距离进行调整;

所述调节模块(7)的一端与所述控制模块(6)相连接,另一端与所述火花间隙的活动电极(3)相固定,所述调节模块(7)用于调节所述活动电极(3)的位置,以改变所述活动电极(3)与所述火花间隙的静止电极(2)之间的距离,实现所述火花间隙距离的调整;

其中,所述调节模块(7)包括调节平台(71)以及固定柱(72);

所述活动电极(3)的一端与所述静止电极(2)相对,所述静止电极(2)与所述活动电极(3)在一条水平直线上,所述活动电极(3)与所述静止电极(2)之间的距离为所述火花间隙的距离;

所述活动电极(3)上设置有螺纹(30),所述活动电极(3)穿过所述固定柱(72)顶部设置的螺孔(720),可移动的固定在所述固定柱(72)的顶部,所述固定柱(72)的位置相对于所述火花间隙的静止电极(2)为固定不动;

所述活动电极(3)的另一端与所述调节平台(71)相固定,所述调节平台(71)包括减速齿轮箱(710)、调节电机(711)以及支撑平台(712),所述减速齿轮箱(710)与所述调节电机(711)设置于所述支撑平台(712)上,所述活动电极(3)通过所述减速齿轮箱(710)与所述调节电机(711)固定连接,所述支撑平台(712)用于调节所述调节电机(711)以及所述减速齿轮箱(710)的高度,使得所述调节电机(711)、所述减速齿轮箱(710)与所述活动电极(3)在同一水平面上;

所述调节电机(711)用于控制所述活动电极(3)进行旋转,所述活动电极(3)旋转的同时,通过所述固定柱(72)顶部设置的螺孔(720),相对于所述静止电极(2)的位置进行移动。

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述测量模块(4)包括温度测试仪、湿度测试仪、激光测距仪以及模数转换器;

所述温度测试仪用于测量所述当前火花间隙室(1)内部的温度;

所述湿度测试仪用于测量所述当前火花间隙室(1)内部的湿度;

所述激光测距仪用于测量所述当前火花间隙的距离;

所述模数转换器用于将所述温度测试仪、所述湿度测试仪以及所述激光测距仪测量所获取的模拟信号转换成数字信号,生成所述测量数据,并将所述测量数据发送至所述逻辑判断模块(5),所述测量数据包括所述当前火花间隙室(1)内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值。

3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述逻辑判断模块(5)包括:信号接收端口、人机对话单元以及逻辑对比单元;

所述信号接收端口用于接收所述测量数据;

所述人机对话单元用于获取预先设定的函数关系式,所述函数关系式包括第一函数关系式以及第二函数关系式,所述第一函数关系式为所述火花间隙的放电电压与所述当前火花间隙室(1)内部的温度值、湿度值之间的函数关系式,所述第二函数关系式为所述火花间隙的放电电压与所述火花间隙的距离计算值之间的函数关系式;

所述逻辑对比单元用于根据所述测量数据,通过所述第一函数关系式获取所述火花间隙的放电电压,然后根据所述火花间隙的放电电压,通过所述第二函数关系式获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述火花间隙的距离计算值与所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,其中,若所述差值为正值时,所述控制指令为增大所述火花间隙的距离,若所述差值为负值时,所述控制指令为缩小所述火花间隙的距离,所述差值通过所述距离计算值减去所述距离测量值所得。

4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述逻辑判断模块(5)的逻辑对比单元还用于判断所述差值的绝对值是否小于预设的限定值;

其中,若所述差值的绝对值不小于所述限定值,则所述逻辑判断模块(5)继续通过判断所述差值的正负,生成控制指令;

若所述差值的绝对值小于所述限定值,则所述逻辑判断模块(5)停止生成控制指令。

5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述控制模块(6)包括间距增大开关(61)、间距缩小开关(62);

当所述逻辑判断模块(5)生成的控制指令为增大所述火花间隙的距离时,所述控制模块(6)用于通过控制所述间距增大开关(61)闭合,以及所述间距缩小开关(62)断开,控制所述调节模块(7)增大所述火花间隙的距离;

当所述逻辑判断模块(5)生成的控制指令为缩小所述火花间隙的距离时,所述控制模块(6)用于通过控制所述间距增大开关(61)断开,以及所述间距缩小开关(62)闭合,控制所述调节模块(7)缩小所述火花间隙的距离;

当所述逻辑判断模块(5)停止生成控制指令时,所述控制模块(6)用于通过控制所述间距增大开关(61)断开,以及所述间距缩小开关(62)断开,控制所述调节模块(7)停止调整所述火花间隙的距离。

6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述调节模块(7)用于调节所述活动电极(3)的位置,以改变所述活动电极(3)与所述火花间隙的静止电极(2)之间的距离,实现所述火花间隙距离的调整,包括:所述调节模块(7)用于在所述控制模块(6)的控制下,控制所述调节电机(711)进行正转或者反转,进而控制所述活动电极(3)的旋转方向,以改变所述活动电极(3)的移动方向以及位置,实现所述火花间隙距离的调整。

7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述支撑平台(712)包括支撑板面(7121)与支撑柱(7122);

所述调节电机(711)以及所述减速齿轮箱(710)设置于所述支撑板面(7121)上,所述支撑柱(7122)设置于所述支撑板面(7121)底部,所述支撑柱(7122)用于调整支撑板面(7121)的高度,使得所述调节电机(711)、所述减速齿轮箱(710)与所述活动电极(3)在同一水平面上;

所述支撑柱(7122)包括固定部件(71221)、伸缩部件(71222)、触头(71223)以及高度调节旋钮(71224),所述固定部件(71221)固定安装在所述火花间隙室(1)的地面上,所述伸缩部件(71222)通过所述高度调节旋钮(71224)的控制,在所述固定部件(71221)的内部进行上下伸缩,所述触头(71223)安装于所述伸缩部件(71222)的顶部;

所述伸缩部件(71222)的顶部通过所述触头(71223)嵌入所述支撑板面(7121)底部设置的凹槽(71210)内,所述触头(71223)的上表面设置有顶部凹槽(71225),下表面设置有底部凹槽(71226),所述顶部凹槽(71225)以及所述底部凹槽(71226)内皆设置有钢珠(71227),通过所述钢珠(71227),使得所述支撑板面(7121)能够在水平方向上不受阻碍的进行移动。

8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括电源模块(8),所述电源模块(8)包括光伏板(81)以及储能电池(82);

所述光伏板(81)安装于所述火花间隙室(1)的外部,用于获取太阳能,并将所述太阳能转换为电能为所述储能电池(82)充电;

所述储能电池(82)安装于所述火花间隙室(1)的内部,用于接收所述光伏板传输的电能,并向所述测量模块(4)、所述逻辑判断模块(5)以及所述控制模块(6)供电。

9.一种火花间隙距离自动调整方法,其特征在于,应用于权利要求1至8任一项所述的火花间隙距离自动调整装置,包括:测量模块对当前火花间隙室内部的温度、湿度以及当前火花间隙的距离进行测量,并生成测量数据发送至逻辑判断模块,所述测量数据包括所述当前火花间隙室内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值;

所述逻辑判断模块与所述测量模块相连接,所述逻辑判断模块接收所述测量数据,根据预先设定的函数关系式以及所述测量数据,获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述距离计算值以及所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,所述控制指令包括:增大所述火花间隙的距离或者缩小所述火花间隙的距离;

控制模块与所述逻辑判断模块相连接,所述控制模块接收所述逻辑判断模块生成的控制指令,并根据所述控制指令,控制调节模块对所述火花间隙的距离进行调整;

所述调节模块的一端与所述控制模块相连接,另一端与所述火花间隙的活动电极相固定,所述调节模块调节所述活动电极的位置,以改变所述活动电极与所述火花间隙的静止电极之间的距离,实现自动调整所述火花间隙的距离。

说明书 :

一种火花间隙距离自动调整装置及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及串补技术领域,尤其涉及一种火花间隙距离自动调整装置及方法。

背景技术

[0002] 串联补偿装置是一种将电容器组串联在输电线路中,用于补偿线路感性无功的电气装置,可以提高输电线路的输送能力和电网稳定性。串联补偿装置通过装配火花间隙,为装置提供后备保护系统,在串联补偿装置的电容器组及金属氧化物可变电阻(MOV)承受过高电压,而主保护系统拒动时,火花间隙自触发对电容器组及MOV进行保护,其中,MOV为串联补偿装置的核心组成部分。
[0003] 现有技术中,串补工程设计单位会给出火花间隙自触发的电压设计值,火花间隙制造厂在工程现场开展火花间隙放电试验,通过不断调整火花间隙的距离,改变火花间隙的放电电压,使得最终所获取的火花间隙放电电压与电压设计值相同。如果最终所获取的火花间隙放电电压的大小低于电压设计值,在实际运行中,当串联补偿装置所承受的过电压达到火花间隙放电电压的大小,但由于未达到电压设计值的大小时,火花间隙容易发生误触发的现象;如果最终获取的火花间隙放电电压的大小高于电压设计值,在实际运行中,当串联补偿装置所承受的过电压已经达到电压设计值,但由于未达到火花间隙放电电压的大小时,火花间隙容易发生拒触发的现象。因此,为了提高火花间隙自触发的可靠性,需要确保最终所获取的火花间隙放电电压与电压设计值相同。
[0004] 但是,申请人在本发明的研究过程中发现,当现场火花间隙室的内部温度和湿度发生变化时,会对火花间隙的放电电压产生影响,使得在火花间隙放电试验的过程中,无法基于所给定的电压设计值,通过对火花间隙距离的精准调整,确保最终所获取的火花间隙放电电压的大小与电压设计值相同,因而导致了火花间隙在实际运行过程中,发生误触发现象或拒触发现象的概率提高。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术中由于火花间隙室内的温度和湿度会对火花间隙的放电电压产生影响,从而导致火花间隙在实际运行过程中,发生误触发现象或拒触发现象的概率提高的问题,本申请通过以下实施例公开了一种火花间隙距离自动调整装置及方法。
[0006] 在本申请的第一方面,公开了一种火花间隙距离自动调整装置,包括:测量模块4、逻辑判断模块5、控制模块6以及调节模块7;
[0007] 所述测量模块4用于对当前火花间隙室1内部的温度、湿度以及当前火花间隙的距离进行测量,并生成测量数据发送至所述逻辑判断模块5,所述测量数据包括所述当前火花间隙室1内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值;
[0008] 所述逻辑判断模块5与所述测量模块4相连接,所述逻辑判断模块5用于接收所述测量数据,根据预先设定的函数关系式以及所述测量数据,获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述距离计算值以及所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,所述控制指令为增大所述火花间隙的距离或者缩小所述火花间隙的距离;
[0009] 所述控制模块6与所述逻辑判断模块5相连接,所述控制模块6用于接收所述逻辑判断模块5生成的控制指令,并根据所述控制指令,控制所述调节模块7对所述火花间隙的距离进行调整;
[0010] 所述调节模块7的一端与所述控制模块6相连接,另一端与所述火花间隙的活动电极3相固定,所述调节模块7用于调节所述活动电极3的位置,以改变所述活动电极3与所述火花间隙的静止电极2之间的距离,实现所述火花间隙距离的调整。
[0011] 可选的,所述测量模块4包括温度测试仪、湿度测试仪、激光测距仪以及模数转换器;
[0012] 所述温度测试仪用于测量所述当前火花间隙室1内部的温度;
[0013] 所述湿度测试仪用于测量所述当前火花间隙室1内部的湿度;
[0014] 所述激光测距仪用于测量所述当前火花间隙的距离;
[0015] 所述模数转换器用于将所述温度测试仪、所述湿度测试仪以及所述激光测距仪测量所获取的模拟信号转换成数字信号,生成所述测量数据,并将所述测量数据发送至所述逻辑判断模块5,所述测量数据包括所述当前火花间隙室1内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值。
[0016] 可选的,所述逻辑判断模块5包括:信号接收端口、人机对话单元以及逻辑对比单元;
[0017] 所述信号接收端口用于接收所述测量数据;
[0018] 所述人机对话单元用于获取预先设定的函数关系式,所述函数关系式包括第一函数关系式以及第二函数关系式,所述第一函数关系式为所述火花间隙的放电电压与所述当前火花间隙室1内部的温度值、湿度值之间的函数关系式,所述第二函数关系式为所述火花间隙的放电电压与所述火花间隙的距离计算值之间的函数关系式;
[0019] 所述逻辑对比单元用于根据所述测量数据,通过所述第一函数关系式获取所述火花间隙的放电电压,然后根据所述火花间隙的放电电压,通过所述第二函数关系式获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述火花间隙的距离计算值与所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,其中,若所述差值为正值时,所述控制指令为增大所述火花间隙的距离,若所述差值为负值时,所述控制指令为缩小所述火花间隙的距离,所述差值通过所述距离计算值减去所述距离测量值所得。
[0020] 可选的,所述逻辑判断模块5的逻辑对比单元还用于判断所述差值的绝对值是否小于预设的限定值;
[0021] 其中,若所述差值的绝对值不小于所述限定值,则所述逻辑判断模块5继续通过判断所述差值的正负,生成控制指令;
[0022] 若所述差值的绝对值小于所述限定值,则所述逻辑判断模块5停止生成控制指令。
[0023] 可选的,所述控制模块6包括间距增大开关61、间距缩小开关62;
[0024] 当所述逻辑判断模块5生成的控制指令为增大所述火花间隙的距离时,所述控制模块6用于通过控制所述间距增大开关61闭合,以及所述间距缩小开关62断开,控制所述调节模块7增大所述火花间隙的距离;
[0025] 当所述逻辑判断模块5生成的控制指令为缩小所述火花间隙的距离时,所述控制模块6用于通过控制所述间距增大开关61断开,以及所述间距缩小开关62闭合,控制所述调节模块7缩小所述火花间隙的距离;
[0026] 当所述逻辑判断模块5停止生成控制指令时,所述控制模块6用于通过控制所述间距增大开关61断开,以及所述间距缩小开关62断开,控制所述调节模块7停止调整所述火花间隙的距离。
[0027] 可选的,所述调节模块7包括调节平台71以及固定柱72;
[0028] 所述活动电极3的一端与所述静止电极2相对,所述静止电极2与所述活动电极3在一条水平直线上,所述活动电极3与所述静止电极2之间的距离为所述火花间隙的距离;
[0029] 所述活动电极3上设置有螺纹30,所述活动电极3穿过所述固定柱72顶部设置的螺孔720,可移动的固定在所述固定柱72的顶部,所述固定柱72的位置相对于所述火花间隙的静止电极2为固定不动;
[0030] 所述活动电极3的另一端与所述调节平台71相固定,所述调节平台71包括减速齿轮箱710、调节电机711以及支撑平台712,所述减速齿轮箱710与所述调节电机711设置于所述支撑平台712上,所述活动电极3通过所述减速齿轮箱710与所述调节电机711固定连接,所述支撑平台712用于调节所述调节电机711以及所述减速齿轮箱710的高度,使得所述调节电机711、所述减速齿轮箱710与所述活动电极3在同一水平面上;
[0031] 所述调节电机711用于控制所述活动电极3进行旋转,所述活动电极3旋转的同时,通过所述固定柱72顶部设置的螺孔720,相对于所述静止电极2的位置进行移动。
[0032] 可选的,所述调节模块7用于调节所述活动电极3的位置,以改变所述活动电极3与所述火花间隙的静止电极2之间的距离,实现所述火花间隙距离的调整,包括:
[0033] 所述调节模块7用于在所述控制模块6的控制下,控制所述调节电机711进行正转或者反转,进而控制所述活动电极3的旋转方向,以改变所述活动电极3的移动方向以及位置,实现所述火花间隙距离的调整。
[0034] 可选的,所述支撑平台712包括支撑板面7121与支撑柱7122;
[0035] 所述调节电机711以及所述减速齿轮箱710设置于所述支撑板面7121上,所述支撑柱7122设置于所述支撑板面7121底部,所述支撑柱7122用于调整支撑板面7121的高度,使得所述调节电机711、所述减速齿轮箱710与所述活动电极3在同一水平面上;
[0036] 所述支撑柱7122包括固定部件71221、伸缩部件71222、触头71223以及高度调节旋钮71224,所述固定部件71221固定安装在所述火花间隙室1的地面上,所述伸缩部件71222通过所述高度调节旋钮71224的控制,在所述固定部件71221的内部进行上下伸缩,所述触头71223安装于所述伸缩部件71222的顶部;
[0037] 所述伸缩部件71222的顶部通过所述触头71223嵌入所述支撑板面7121底部设置的凹槽71210内,所述触头71223的上表面设置有顶部凹槽71225,下表面设置有底部凹槽71226,所述顶部凹槽71225以及所述底部凹槽71226内皆设置有钢珠71227,通过所述钢珠
71227,使得所述支撑板面7121能够在水平方向上不受阻碍的进行移动。
[0038] 可选的,所述装置还包括电源模块8,所述电源模块8包括光伏板81以及储能电池82;
[0039] 所述光伏板81安装于所述火花间隙室1的外部,用于获取太阳能,并将所述太阳能转换为电能为所述储能电池82充电;
[0040] 所述储能电池82安装于所述火花间隙室1的内部,用于接收所述光伏板传输的电能,并向所述测量模块4、所述逻辑判断模块5以及所述控制模块6供电。
[0041] 在本申请的第二方面,公开了一种火花间隙距离自动调整方法,应用于上述第一方面公开的一种火花间隙距离自动调整装置,所述方法包括:
[0042] 测量模块对当前火花间隙室内部的温度、湿度以及当前火花间隙的距离进行测量,并生成测量数据发送至逻辑判断模块,所述测量数据包括所述当前火花间隙室内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值;
[0043] 所述逻辑判断模块与所述测量模块相连接,所述逻辑判断模块接收所述测量数据,根据预先设定的函数关系式以及所述测量数据,获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述距离计算值以及所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,所述控制指令包括:增大所述火花间隙的距离或者缩小所述火花间隙的距离;
[0044] 控制模块与所述逻辑判断模块相连接,所述控制模块接收所述逻辑判断模块生成的控制指令,并根据所述控制指令,控制调节模块对所述火花间隙的距离进行调整;
[0045] 所述调节模块的一端与所述控制模块相连接,另一端与所述火花间隙的活动电极相固定,所述调节模块调节所述活动电极的位置,以改变所述活动电极与所述火花间隙的静止电极之间的距离,实现自动调整所述火花间隙的距离。
[0046] 通过上述内容可知,本申请公开了一种火花间隙距离自动调整装置及方法,在调整火花间隙距离的过程中,基于火花间隙室内部的温度以及湿度,计算出火花间隙距离的理论值,即获取火花间隙的距离计算值,并获取火花间隙距离测量值与距离计算值之间的差值,通过所述差值,对火花间隙的距离进行调整。相较于现有技术中对火花间隙距离的调整,本申请公开的一种火花间隙距离自动调整装置及方法,考虑到火花间隙室内部的温度以及湿度对于火花间隙放电电压的影响,将火花间隙室内部的温度以及湿度的变化,作为调整火花间隙距离的过程中的重要参考因素,进而确保最终所获取的火花间隙放电电压大小与电压设计值相同,有效降低了火花间隙在实际运行过程中,发生误触发以及拒触发现象的概率。

附图说明

[0047] 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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048] 图1为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置的结构示意图;
[0049] 图2为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,控制模块的结构示意图;
[0050] 图3为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,调节模块的结构示意图;
[0051] 图4为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,调节电机与减速齿轮箱的结构示意图;
[0052] 图5为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,减速齿轮箱的截面示意图;
[0053] 图6为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,支撑柱的结构示意图;
[0054] 图7为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,支撑板面的结构示意图;
[0055] 图8为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,触头的俯视图;
[0056] 图9为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,触头的仰视图;
[0057] 图10为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,电源模块的结构示意图;
[0058] 图11为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置中,光伏板的安装示意图;
[0059] 图12为本申请实施例公开的一种火花间隙距离自动调整方法中,距离调整时的视角示意图。

具体实施方式

[0060] 为了解决现有技术中由于火花间隙室内的温度和湿度会对火花间隙的放电电压产生影响,从而导致火花间隙在实际运行过程中,发生误触发现象或拒触发现象的概率提高的问题,本申请通过以下实施例公开了一种火花间隙距离自动调整装置及方法。
[0061] 参见图1所示,本申请第一实施例公开一种火花间隙距离自动调整装置,包括:测量模块4、逻辑判断模块5、控制模块6以及调节模块7。
[0062] 所述测量模块4用于对当前火花间隙室1内部的温度、湿度以及当前火花间隙的距离进行测量,并生成测量数据发送至所述逻辑判断模块5,所述测量数据包括所述当前火花间隙室1内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值。
[0063] 所述逻辑判断模块5与所述测量模块4相连接,所述逻辑判断模块5用于接收所述测量数据,根据预先设定的函数关系式以及所述测量数据,获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述距离计算值以及所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,所述控制指令为增大所述火花间隙的距离或者缩小所述火花间隙的距离。
[0064] 所述控制模块6与所述逻辑判断模块5相连接,所述控制模块6用于接收所述逻辑判断模块5生成的控制指令,并根据所述控制指令,控制所述调节模块7对所述火花间隙的距离进行调整。
[0065] 所述调节模块7的一端与所述控制模块6相连接,另一端与所述火花间隙的活动电极3相固定,所述调节模块7用于调节所述活动电极3的位置,以改变所述活动电极3与所述火花间隙的静止电极2之间的距离,实现所述火花间隙距离的调整。
[0066] 通过上述内容可知,本申请公开了一种火花间隙距离自动调整装置,在调整火花间隙距离的过程中,基于火花间隙室内部的温度以及湿度,计算出火花间隙距离的理论值,即获取火花间隙的距离计算值,并获取火花间隙距离测量值与距离计算值之间的差值,通过所述差值,对火花间隙的距离进行调整。相较于现有技术中对火花间隙距离的调整,本申请公开的一种火花间隙距离自动调整装置及方法,考虑到火花间隙室内部的温度以及湿度对于火花间隙放电电压的影响,将火花间隙室内部的温度以及湿度的变化,作为调整火花间隙距离的过程中的重要参考因素,进而确保最终所获取的火花间隙放电电压大小与电压设计值相同,有效降低了火花间隙在实际运行过程中,发生误触发以及拒触发现象的概率。
[0067] 进一步的,所述测量模块4包括温度测试仪、湿度测试仪、激光测距仪以及模数转换器;
[0068] 所述温度测试仪用于测量所述当前火花间隙室1内部的温度。
[0069] 所述湿度测试仪用于测量所述当前火花间隙室1内部的湿度。
[0070] 所述激光测距仪用于测量所述当前火花间隙的距离。
[0071] 所述模数转换器用于将所述温度测试仪、所述湿度测试仪以及所述激光测距仪测量所获取的模拟信号转换成数字信号,生成所述测量数据,并将所述测量数据发送至所述逻辑判断模块5,所述测量数据包括所述当前火花间隙室1内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值。
[0072] 进一步的,所述逻辑判断模块5包括:信号接收端口、人机对话单元以及逻辑对比单元。
[0073] 所述信号接收端口用于接收所述测量数据。
[0074] 实际操作中,所述信号接收端口还用于将所述测量数据发送至所述逻辑对比单元。
[0075] 所述人机对话单元用于获取预先设定的函数关系式,所述函数关系式包括第一函数关系式以及第二函数关系式,所述第一函数关系式为所述火花间隙的放电电压与所述当前火花间隙室1内部的温度值、湿度值之间的函数关系式,所述第二函数关系式为所述火花间隙的放电电压与所述火花间隙的距离计算值之间的函数关系式。
[0076] 具体的,操作人员通过人机对话单元预先将函数关系式设定好。作为示例,本申请实施例通过测试100个不同温度和相对湿度条件下火花间隙的放电电压值,利用R语言对测试所得的试验数据进行分析处理,获取所述第一函数关系式:U=f1(T,RH)。通过测试50个不同距离条件下火花间隙的放电电压值,利用R语言对测试所得的试验数据进行分析处理,获取所述第二函数关系式:D=f2(U)。其中,在所获取的两个函数关系式中,U表示放电电压,T表示温度信号值,RH表示湿度信号值,D表示火花间隙的距离计算值。R语言是一种用于统计计算和统计制图的软件工具。
[0077] 所述逻辑对比单元用于根据所述测量数据,通过所述第一函数关系式获取所述火花间隙的放电电压,然后根据所述火花间隙的放电电压,通过所述第二函数关系式获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述火花间隙的距离计算值与所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,其中,若所述差值为正值时,所述控制指令为增大所述火花间隙的距离,若所述差值为负值时,所述控制指令为缩小所述火花间隙的距离,所述差值通过所述距离计算值减去所述距离测量值所得。
[0078] 具体的,根据以下公式计算所述差值:
[0079] ΔD=D2-D1;
[0080] 其中,ΔD为所述差值,D1为所述距离测量值,D2为所述距离计算值。
[0081] 当所述差值ΔD为正时,表示在当前火花间隙室内的温度以及湿度条件下,火花间隙的距离小于理论值,因此,此时需要增大火花间隙的距离;当所述差值ΔD为负时,表示在当前火花间隙室内的温度以及湿度条件下,火花间隙的距离大于理论值,因此,此时需要缩小火花间隙的距离。
[0082] 进一步的,所述逻辑判断模块5的逻辑对比单元还用于判断所述差值的绝对值是否小于预设的限定值。
[0083] 其中,若所述差值的绝对值不小于所述限定值,则所述逻辑判断模块5继续通过判断所述差值的正负,生成控制指令。
[0084] 若所述差值的绝对值小于所述限定值,则所述逻辑判断模块5停止生成控制指令。
[0085] 作为示例,在本申请实施例中将所述预设的限定值设置为0.2mm。随着间隙距离的调整,所述差值ΔD会逐渐趋近于0,直至所述逻辑对比单元计算并判断出所述差值ΔD的大小在0±0.2mm范围内时,逻辑判断模块5停止生成控制指令。
[0086] 另外,所述逻辑判断模块5还包括控制指令下达单元,实际操作中,可以通过所述控制指令下达单元接收逻辑对比单元生成的控制指令,并将所述控制指令发送至所述控制模块6。
[0087] 进一步的,参见图2所示,所述控制模块6包括间距增大开关61、间距缩小开关62。
[0088] 当所述逻辑判断模块5生成的控制指令为增大所述火花间隙的距离时,所述控制模块6用于通过控制所述间距增大开关61闭合,以及所述间距缩小开关62断开,控制所述调节模块7增大所述火花间隙的距离。
[0089] 当所述逻辑判断模块5生成的控制指令为缩小所述火花间隙的距离时,所述控制模块6用于通过控制所述间距增大开关61断开,以及所述间距缩小开关62闭合,控制所述调节模块7缩小所述火花间隙的距离。
[0090] 当所述逻辑判断模块5停止生成控制指令时,所述控制模块6用于通过控制所述间距增大开关61断开,以及所述间距缩小开关62断开,控制所述调节模块7停止调整所述火花间隙的距离。
[0091] 具体的,所述控制模块6还包括控制器60,所述控制器60用于通过信号线L1接收所述逻辑判断模块5生成的控制指令,并根据所述控制指令,通过控制所述间距增大开关61以及所述间距缩小开关62的关断,控制所述调节模块7调整所述火花间隙的距离。所述控制器60通过控制器电缆L2从电源模块8取电,所述间距增大开关61以及所述间距缩小开关62通过动力电缆L3控制所述调节模块7,调整所述火花间隙的距离。
[0092] 进一步的,参见图3所示,所述调节模块7包括调节平台71以及固定柱72。
[0093] 所述活动电极3的一端与所述静止电极2相对,所述静止电极2与所述活动电极3在一条水平直线上,所述活动电极3与所述静止电极2之间的距离为所述火花间隙的距离。
[0094] 所述活动电极3上设置有螺纹30,所述活动电极3穿过所述固定柱72顶部设置的螺孔720,可移动的固定在所述固定柱72的顶部,所述固定柱72的位置相对于所述火花间隙的静止电极2为固定不动。
[0095] 所述活动电极3的另一端与所述调节平台71相固定,所述调节平台71包括减速齿轮箱710、调节电机711以及支撑平台712,所述减速齿轮箱710与所述调节电机711设置于所述支撑平台712上,参见图4所示,所述活动电极3通过所述减速齿轮箱710与所述调节电机711固定连接,所述支撑平台712用于调节所述调节电机711以及所述减速齿轮箱710的高度,使得所述调节电机711、所述减速齿轮箱710与所述活动电极3在同一水平面上。
[0096] 所述调节电机711用于控制所述活动电极3进行旋转,所述活动电极3旋转的同时,通过所述固定柱72顶部设置的螺孔720,相对于所述静止电极2的位置进行移动。
[0097] 参见图5,图5为所述减速齿轮箱710的截面结构示意图,所述减速齿轮箱710的箱体内设置有两个驱动齿轮7101和一个调节齿轮7102,所述调节齿轮7102与活动电极3固定连接,所述驱动齿轮7101分别与两个调节电机711的机轴固定连接,所述调节电机711在高速转动的同时,带动驱动齿轮7101高速转动,在调节齿轮7102的缓冲下,驱动所述活动电极3进行转动。
[0098] 进一步的,所述调节模块7用于调节所述活动电极3的位置,以改变所述活动电极3与所述火花间隙的静止电极2之间的距离,实现所述火花间隙距离的调整,包括:
[0099] 所述调节模块7用于在所述控制模块6的控制下,控制所述调节电机711进行正转或者反转,进而控制所述活动电极3的旋转方向,以改变所述活动电极3的移动方向以及位置,实现所述火花间隙距离的调整。
[0100] 具体的,控制器60通过信号线L1与逻辑判断模块5相连,获取控制指令,当接受到增大所述火花间隙距离指令时,控制器60闭合间距增大开关61,断开间距缩小开关62,通过动力电缆L3向调节模块7供电,驱动调节电机711开始正向转动,进而增大所述火花间隙的距离;当接受到缩小所述火花间隙距离的指令时,控制器60断开间距增大开关61,闭合间距缩小开关62,通过动力电缆L3供向调节模块7的电源正负极将互换,驱动调节电机711反向转动,进而缩小火花间隙的距离;当未接到控制指令时,控制器60断开间距增大开关61以及间距缩小开关62,供向调节模块7的电源被切断,调节电机711停止转动,火花间隙的距离不会发生变化。所述调节电机711的机轴上还设置有制动箍7110,所述制动箍7110用于在未接收到控制指令时,抱紧所述调节电机711的机轴,使所述调节电机711的机轴不会因为受到惯性以及其它外界因素的干扰而产生转动,导致影响火花间隙的距离调整的精确度。而在调节模块7接收到电源的同时,所述制动箍7110立刻松开所述调节电机711的机轴,令所述调节电机711能够正常进行正转与反转,实现对火花间隙距离的调整。
[0101] 进一步的,所述支撑平台712包括支撑板面7121与支撑柱7122。
[0102] 所述调节电机711以及所述减速齿轮箱710设置于所述支撑板面7121上,所述支撑柱7122设置于所述支撑板面7121底部,所述支撑柱7122用于调整支撑板面7121的高度,使得所述调节电机711、所述减速齿轮箱710与所述活动电极3在同一水平面上。
[0103] 参见图6所示,图6为所述支撑柱7122的结构示意图,所述支撑柱7122包括固定部件71221、伸缩部件71222、触头71223以及高度调节旋钮71224,所述固定部件71221固定安装在所述火花间隙室1的地面上,所述伸缩部件71222通过所述高度调节旋钮71224的控制,在所述固定部件71221的内部进行上下伸缩,所述触头71223安装于所述伸缩部件71222的顶部。
[0104] 所述伸缩部件71222的顶部通过所述触头71223嵌入所述支撑板面7121底部设置的凹槽71210内,参见图7所示,从图中可以看出支撑板面7121的底部设置有凹槽71210。参见图8以及图9所示,所述触头71223的上表面设置有顶部凹槽71225,下表面设置有底部凹槽71226。所述触头71223的上表面与所述支撑板面7121相连,所述触头71223的下表面与伸缩部件71222相连。所述顶部凹槽71225以及所述底部凹槽71226内皆设置有钢珠71227,通过所述钢珠71227,使得所述支撑板面7121能够在水平方向上不受阻碍的进行移动。
[0105] 进一步的,所述装置还包括电源模块8,参见图10所示,所述电源模块8包括光伏板81以及储能电池82。
[0106] 所述光伏板81安装于所述火花间隙室1的外部,用于获取太阳能,并通过充电电缆L4将所述太阳能转换为电能为所述储能电池82充电。
[0107] 具体的,参见图11所示,光伏板81安装在所述火花间隙室1的外部墙体以及房顶外表面上。
[0108] 所述储能电池82安装于所述火花间隙室1的内部,用于接收所述光伏板传输的电能,并通过负荷电缆L5向所述测量模块4、所述逻辑判断模块5以及所述控制模块6供电。
[0109] 另外,所述调节模块7的电源由所述控制模块6根据控制指令进行转供。
[0110] 本申请另一实施例公开了一种火花间隙距离自动调整方法,可以用于执行本申请第一实施例公开的一种火花间隙距离自动调整装置,对于本申请方法实施例未披露的细节,请参照本申请装置实施例。
[0111] 相应的,本申请另一实施例公开了一种火花间隙距离自动调整方法,包括:
[0112] 测量模块对当前火花间隙室内部的温度、湿度以及当前火花间隙的距离进行测量,并生成测量数据发送至逻辑判断模块,所述测量数据包括所述当前火花间隙室内部的温度值、湿度值以及所述当前火花间隙的距离测量值。
[0113] 所述逻辑判断模块与所述测量模块相连接,所述逻辑判断模块接收所述测量数据,根据预先设定的函数关系式以及所述测量数据,获取所述火花间隙的距离计算值,并计算所述距离计算值以及所述距离测量值之间的差值,通过判断所述差值的正负,生成控制指令,所述控制指令包括:增大所述火花间隙的距离或者缩小所述火花间隙的距离。
[0114] 控制模块与所述逻辑判断模块相连接,所述控制模块接收所述逻辑判断模块生成的控制指令,并根据所述控制指令,控制调节模块对所述火花间隙的距离进行调整。
[0115] 所述调节模块的一端与所述控制模块相连接,另一端与所述火花间隙的活动电极相固定,所述调节模块调节所述活动电极的位置,以改变所述活动电极与所述火花间隙的静止电极之间的距离,实现自动调整所述火花间隙的距离。
[0116] 具体的,基于本申请上述实施例公开的内容,以下提供利用本申请公开的一种火花间隙距离自动调整的具体实现流程:
[0117] 参见图12,为了便于理解,将靠近静止电极的方向定义为向前,将远离静止电极的方向定义为向后,以向前的视角判断活动电极的旋转方向。
[0118] 步骤1:测量模块测量火花间隙室内的温度、湿度和当前火花间隙的距离,并将所测得的模拟信号通过模数转换器转换成数字信号;
[0119] 步骤2:模数转换器将温度值T、湿度值RH以及当前火花间隙的距离测量值D1发送至逻辑判断模块;
[0120] 步骤3:逻辑判断模块的信号接收端口接收模数转换器发送的数据,并将数据发送至逻辑对比单元;
[0121] 步骤4:逻辑对比单元将温度值T、湿度值RH代入预先设定的第一函数关系式:U=f1(T,RH)中,得出火花间隙在当前温度、湿度条件下的放电电压值U;
[0122] 步骤5:逻辑对比单元将火花间隙在当前温度、湿度条件下的放电电压值U代入预先设定的第二函数关系式:D=f2(U)中,得出火花间隙在当前温度、湿度条件下的距离计算值D2;
[0123] 步骤6:逻辑对比单元计算火花间隙的距离测量值D1与距离计算值D2的差值,ΔD=D2-D1,当ΔD大于0.2mm时,生成增大火花间隙距离的控制指令,当ΔD小于-0.2mm时,生成缩小火花间隙距离的控制指令;
[0124] 步骤7:逻辑对比单元把所生成的控制指令通过控制指令下达单元,向控制模块下达控制指令;
[0125] 下述步骤8-1至步骤21-1所完成的流程为:当生成的控制指令为增大火花间隙距离时的流程:
[0126] 步骤8-1:控制模块接受到增大火花间隙距离的控制指令,通过控制器闭合间距增大开关,以及断开间距缩小开关,并通过动力电缆向调节模块供电;
[0127] 步骤9-1:调节模块获得控制模块供给的未倒换极性的电力后,制动箍松开调节电机的机轴,与此同时,调节电机开始顺时针旋转;
[0128] 步骤10-1:调节电机带动减速齿轮箱内的驱动齿轮顺时针旋转;
[0129] 步骤11-1:驱动齿轮带动调节齿轮逆时针旋转;
[0130] 步骤12-1:调节齿轮带动活动电极逆时针旋转;
[0131] 步骤13-1:活动电极通过固定柱向后移动,活动电极与静止电极之间的间距增大;
[0132] 步骤14-1:活动电极推动减速齿轮箱向后移动,减速齿轮箱带动支撑板面在支撑柱上向后移动;
[0133] 步骤15-1:随着火花间隙距离的增大,ΔD将逐渐减小,当ΔD小于0.2mm时,逻辑判断模块停止向控制模块发送控制指令;
[0134] 步骤16-1:控制器断开间距增大开关、间距缩小开关,控制模块停止向调节模块供电;
[0135] 步骤17-1:调节电机失电停转;
[0136] 步骤18-1:驱动齿轮停转;
[0137] 步骤19-1:调节齿轮停转;
[0138] 步骤20-1:活动电极停转;
[0139] 步骤21-1:调节结束。
[0140] 下述步骤8-2至步骤21-2所完成的流程为:当生成的控制指令为缩小火花间隙距离时的流程:
[0141] 步骤8-2:控制模块接受到缩小火花间隙距离的控制指令,通过控制器闭合间距缩小开关,断开间距增大开关,并通过动力电缆使得供向调节模块的电力正负极互换;
[0142] 步骤9-2:调节模块获得控制模块供给的倒换极性的电力后,制动箍松开调节电机的机轴,与此同时,调节电机开始逆时针旋转;
[0143] 步骤10-2:调节电机带动减速齿轮箱内的驱动齿轮逆时针旋转;
[0144] 步骤11-2:驱动齿轮带动调节齿轮顺时针旋转;
[0145] 步骤12-2:调节齿轮带动活动电极顺时针旋转;
[0146] 步骤13-2:活动电极在通过固定柱向前移动,活动电极与静止电极之间的间距缩小;
[0147] 步骤14-2:活动电极拉动减速齿轮箱向前移动,减速齿轮箱带动支撑板面在支撑柱上向前移动;
[0148] 步骤15-2:随着火花间隙距离的缩小,ΔD将逐渐增大,当ΔD大于-0.2mm时,逻辑判断模块停止向控制模块发送控制指令;
[0149] 步骤16-2:控制器断开间距增大开关、间距缩小开关,控制模块停止向调节模块供电;
[0150] 步骤17-2:调节电机失电停转;
[0151] 步骤18-2:驱动齿轮停转;
[0152] 步骤19-2:调节齿轮停转;
[0153] 步骤20-2:活动电极停转;
[0154] 步骤21-2:调节结束。
[0155] 以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本申请精神和范围的情况下,可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。