本發(fā)明涉及一種換流站閥廳屏蔽球開孔位置之定位方法及定位裝置。

背景技術(shù)：

特高壓直流輸電技術(shù)近幾年在國內(nèi)使用廣泛，并且已經(jīng)建設(shè)多條輸電線路。換流站是直流輸電工程中的重要組成部分，換流站閥廳為進行交、直流轉(zhuǎn)換的一個封閉空間，閥廳內(nèi)導線端部、開槽處及拐角處電暈現(xiàn)象嚴重，電暈現(xiàn)象會引起熱聚集進而造成一系列不良影響。因此需要在管形母線的端部及拐角處加屏蔽金具以增加管形母線的防電暈能力。

現(xiàn)場施工中，為了將屏蔽球連接在管形母線上需在屏蔽球的相應(yīng)位置進行開孔，由于管形母線結(jié)構(gòu)較大，對其進行布線操作難度很大，定位時易產(chǎn)生偏差，對屏蔽球的開孔位置不準確會造成開孔與管形母線不同心，故對屏蔽球的開孔需要根據(jù)管形母線的布置結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場進行施工。由于屏蔽球上可能開有不止一個孔以配合不同走向的管形母線，所以需要先找準開孔位置再進行開孔?，F(xiàn)今普遍使用試驗法尋找屏蔽球的開孔位置，每個開孔節(jié)點的屏蔽球需經(jīng)過多次反復安裝試驗才能找到準確位置，這不僅給實際操作帶來極大難度，同時也拖慢了工程現(xiàn)場施工效率、增加了工程造價成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種屏蔽球開孔位置的定位方法，以解決需多次試驗才能找準開孔位置所造成的工程現(xiàn)場施工難度大、施工效率低及工程造價成本高的問題；同時，本發(fā)明的目的還在于提供實施該定位方法的定位裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明換流站閥廳屏蔽球開孔位置之定位方法的技術(shù)方案是：

屏蔽球開孔位置定位方法，包括以下步驟，第一步，尋找出管母線的軸線與下屏蔽球的外球面的交點a；第二步，確定所述交點在下屏蔽球的外圓上的下投影點b并記錄交點a與下投影點b之間的距離R；第三步，根據(jù)組合狀態(tài)下上屏蔽球與下屏蔽球的位置對應(yīng)關(guān)系確定上屏蔽球的外圓上與下投影點b對應(yīng)的上投影點B，在上、下屏蔽球組合狀態(tài)下，下投影點b與上投影點B之間的連線經(jīng)過球心；第四步，在經(jīng)過上投影點B與上屏蔽球的球心且垂直于上屏蔽球外圓的平面與上屏蔽球外球面的交線上取距離上投影點B距離為R的頂點A，所述頂點A即為需要開孔的中心位置。

在所述第一步中先找出三個沿管母線的周向間隔分布且與管母線的軸線距離相等的定位點，再確定定位點沿管母線的母線方向運動時與下屏蔽球的外球面的交點a1、a2、a3，再根據(jù)三點確定一個圓的原理在外球面上找出到a1、a2、a3三點距離相等的等距點，等距點即為所述交點a。

在所述第一步中，分別以a1、a2、a3三點為圓心，以大于管母線半徑為直線作圓，三圓相交的部分的中心即為交點a。

三個定位點沿管母線的周向均勻分布。

本發(fā)明的實施屏蔽球開孔位置定位方法的定位裝置采用以下技術(shù)方案：

實施屏蔽球開孔位置定位方法的定位裝置，包括定位座及導向移動地設(shè)置于定位座上以尋找管母線的軸線與下屏蔽球外球面的交點a的標定件，定位座包括第一夾緊件、第二夾緊件及用于實現(xiàn)第一夾緊件與第二夾緊件固定連接的固定結(jié)構(gòu)，第一、第二夾緊件相對的兩側(cè)面上具有用于夾緊管母線以將定位座固定在管母線上并使標定件的導向移動方向與管母線的延伸方向一致的夾緊面。

所述夾緊面為與待連接的管母線的外徑吻合適配的弧形面，第一、第二夾緊件固定連接后兩夾緊件上的弧形面拼合成與管母線的外徑吻合適配的內(nèi)孔，定位座固定在管母線上后內(nèi)孔的軸線與管母線的軸線重合。

第一夾緊件和/或第二夾緊件上開設(shè)有至少三個處于同一圓周上的、沿前后方向延伸的導向孔，導向孔所處的圓周與所述內(nèi)孔同心。

第一夾緊件與第二夾緊件上均對應(yīng)開設(shè)有至少兩圈導向孔，各圈導向孔均處于與內(nèi)孔同心的相應(yīng)圓周面上，各圈的導向孔均勻分布在相應(yīng)的圓周面上。

固定結(jié)構(gòu)包括開設(shè)于第一夾緊件上的第一螺栓穿孔、開設(shè)于第二夾緊件上的第二螺栓穿孔及兩端開設(shè)有對應(yīng)螺栓穿孔以跨接于第一夾緊件與第二夾緊件之間的連板。

所述標定件包括沿前后方向延伸的畫針，畫針的頂部具有用于撞擊下屏蔽球的尖端。

本發(fā)明的有益效果是：由于管母線與上、下屏蔽球的位置關(guān)系是對應(yīng)的，所以使用本發(fā)明的屏蔽球開孔位置定位方法及裝置，只需要先確定管母線與下屏蔽球的對應(yīng)位置關(guān)系并在下屏蔽球上做出標記，就可找出上屏蔽球上與所述標記對應(yīng)的位置，再以該位置為起點以管母線與上屏蔽球的位置關(guān)系反推即可得到上屏蔽球上待開孔的中心位置。故本發(fā)明可一次找準需開孔的位置，解決了現(xiàn)場施工中對屏蔽球的反復測量及安裝造成的工程現(xiàn)場施工難度大、施工效率低及工程造價成本高的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的屏蔽球開孔位置定位裝置的一個實施例安裝在管母線上時的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中定位座的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。

本發(fā)明的屏蔽球開孔位置定位裝置的具體實施例，如圖1至圖2所示，包括沿前后方向延伸的定位座及沿前后方向?qū)蛞苿拥匕惭b在定位座中的畫針3。

定位座包括截面形狀為半圓形的第一夾緊件1和第二夾緊件2，第一夾緊件1和第二夾緊件2的形狀完全相同，下面以第一夾緊件1為例為上、第二夾緊件的結(jié)構(gòu)形式進行介紹。

第一夾緊件1包括內(nèi)側(cè)開設(shè)有C形孔12的C形的第一夾緊件本體11，第一夾緊件本體11上于與C形孔12同心的大小不同的四個圓周上開設(shè)有四圈導向孔13，每個圓周上的導向孔13均沿各自的圓周均勻布置。由于在使用過程中下屏蔽球中安裝有其他的連接結(jié)構(gòu)，所以需要在上、第二夾緊件本體上開設(shè)多個導向孔，以使得在實際使用中畫針可不被下屏蔽球中的連接結(jié)構(gòu)所阻礙而能夠撞擊下屏蔽球的內(nèi)球面。為不影響導向孔13的開設(shè)同時又不增大第一夾緊件本體11的尺寸，第一夾緊件本體11的左右兩側(cè)上外伸有凸耳14且在凸耳14上開設(shè)有供螺栓穿過的第一螺栓穿孔15。在其他實施例中，在能確定下屏蔽球中連接結(jié)構(gòu)的安裝位置的情況下，每圈的導向孔也可以只開設(shè)三個；當然，也可只開設(shè)一圈導向孔；夾緊件本體上由C型孔形成的弧形面還可以被平面或V型面等能夠?qū)A緊件夾緊固定于管母線上的其他夾緊面代替，此時應(yīng)使用其他的定位措施以保證定位座固定在管母線上之后各圈導向孔所在的圓周面與管母線共軸線。

第二夾緊件2也包括內(nèi)側(cè)具有C形孔的第二夾緊件本體，第二夾緊件本體上設(shè)有凸耳，凸耳上開設(shè)有第二螺栓穿孔，第二夾緊件本體上還開設(shè)有四圈導向孔。

為便于對定位座的組裝，將第一夾緊件本體11的左右兩端點處對應(yīng)的圓心角設(shè)計為小于180度，所以將第一夾緊件1與第二夾緊件2組裝為定位座時，第一夾緊件本體11與第二夾緊件本體需要通過跨接于第一夾緊件與第二夾緊件之間的連板4實現(xiàn)固定連接。具體是說，連板4的兩端分別開設(shè)有貫通連板壁厚的連板第一螺栓穿孔及連板第二螺栓穿孔，將連板4跨接于第一夾緊件本體與第二夾緊件本體上，且使連板第一螺栓穿孔與第一夾緊件本體11上的第一螺栓穿孔15位置對應(yīng)、連板第二螺栓穿孔與第二夾緊件本體上的第二螺栓穿孔位置對應(yīng)，再通過鎖緊螺栓將第一夾緊件本體與第二夾緊件本體固定為一體。連板4的長度設(shè)計使得經(jīng)連板4固定后的第一夾緊件本體與第二夾緊件本體上的C形孔圍成了一個完整的圓。在其他實施例中，夾緊件本體及連板上的螺栓穿孔均可省去而是在連板及夾緊件本體上設(shè)置對應(yīng)的卡扣結(jié)構(gòu)，以卡扣連接作為實現(xiàn)連板與夾緊件本體的固定連接的固定結(jié)構(gòu)；當然，連板還可以省去，而是將第一夾緊件本體11與第二夾緊件本體均做成完整的半圓，并在兩夾緊件本體的端部設(shè)置適配的螺栓穿孔，直接在兩夾緊件本體端部的螺栓穿孔中穿裝螺栓實現(xiàn)兩夾緊件本體的固定連接。

畫針3為前端加工有尖端的圓柱桿，尖端用于撞擊下屏蔽球的內(nèi)球面以使屏蔽球的外球面上現(xiàn)出痕跡，圓柱桿的外徑與夾緊件本體上的導向孔外徑吻合適配，此處吻合適配的意思是指畫針能插入導向孔中并可沿導向孔導向移動而不出現(xiàn)偏移，導向孔的孔壁即起到了對畫針3導向的作用。在其他實施例中，在撞擊力足夠在外球面上顯示痕跡的情況下畫針的頂端也可不加工尖端。

可使用該屏蔽球開孔位置定位裝置確定屏蔽球開孔位置所需要的工況為：下屏蔽球及管母線5已安裝好，上屏蔽球待開孔以裝在管母線5上，需要指出的是，由于下屏蔽球與上屏蔽球內(nèi)還安裝有其他的連接結(jié)構(gòu)，所以下屏蔽球與上屏蔽球的位置關(guān)系是唯一對應(yīng)的，也即是說下屏蔽球上的任意一點在上屏蔽球上也只存在這樣唯一的一個點與之對應(yīng)。

為更清楚地表達在上屏蔽球上尋找開孔位置的方法，本申請文件中進行如下定義：

分球面的定義：將一個完整球體一分為二而成為兩個完全對稱的半球，分開球體的面稱為分球面；

外圓的定義：球體的外球面與分球面相交所形成的圓稱為外圓；

頂點的定義：通過球心且垂直于分球面的軸線與外球面相交的點稱為頂點；

上半球與下半球的定義：已安裝的半球稱為下半球，等待開孔、未安裝且放在地面上的半球稱為上半球；

在滿足了以上條件之后，使用該屏蔽球開孔位置定位方法的實施例如下：

第一步，先找出管母線5的軸線與下屏蔽球的外球面的交點a；

第一步中具體操作步驟如下：將定位座套裝固定于管母線5上，此時定位座的內(nèi)孔與管母線5共軸線，且定位座上的每圈導向孔13均與管母線5共軸線；將畫針3由同一圓周上的三個不同導向孔中穿過并推動畫針3以撞擊下屏蔽球的內(nèi)球面，撞擊的力度以能在下屏蔽球的外球面上顯示痕跡為準，這樣在下屏蔽球的外球面上會顯示出三處痕跡a1、a2、a3；利用三點畫圓的原理，用圓規(guī)找出管母線5的軸線與下屏蔽球的外球面的交點，具體是分別以a1、a2、a3為圓心，以大于但接近于管母線5半徑的距離為圓規(guī)畫圓的半徑，在外球面上畫出三個圓弧，三個圓弧相交于一個很小的區(qū)域，該區(qū)域的中心即為所要找的交點a。在選擇導向孔時，應(yīng)該選擇3個在圓周上均布的導向孔以使得a1、a2、a3相對于管母中心分布均勻，這時畫出的三個圓弧的相交區(qū)域較為規(guī)則而易于確定相交區(qū)域的中心。

第二步，找出交點a在下半球的外圓面上的下投影點b；

第二步中具體操作步驟如下：以頂點a為圓心，用圓規(guī)在下半球外球面上畫圓并記錄畫圓的半徑R1,圓與外圓產(chǎn)生兩個交點，分別記為b1、b2，用圓規(guī)劃出或用尺子量出外圓上b1、b2兩點的中間點并記錄中間點與b1之間的距離L，該中間點即為交點a在下半球的外圓面上的下投影點b，此時下投影點b與交點a之間的距離記為R。

第三步，找出上半球的外周面上與下投影點b對應(yīng)的上投影點B；

由以上分析可知，上屏蔽球與下屏蔽球上的點存在一一對應(yīng)的關(guān)系，所以在確定了下投影點b之后即可重新確定上投影點B。此處需要注意的是上投影點B并非是在上屏蔽球與下屏蔽球扣合后與下投影點b重合的點，而是在上屏蔽球與下屏蔽球扣合后在外圓面上與下投影點b相隔180度的點。換而言之，上屏蔽球與下屏蔽球扣合后上投影點B與下投影點b之間的連線經(jīng)過球心（此時上、屏蔽球的球心是重合的）。

第四步，找出上屏蔽球上需要開孔的中心點A；

以上投影點B為中心，在上屏蔽球的外圓面上找出與上投影點B的距離為L的兩點B1、B2；分別以B1、B2點為圓心，以第二步中的半徑R1為半徑在外球面上畫圓，兩圓的交點即為待開孔的中心點A點。在該步驟中，A點即為經(jīng)過上屏蔽球的球心與B且垂直于上屏蔽球外圓的平面與上屏蔽球外球面的交線上距離投影點B的距離為R的點。

在確定了中心點A之后，就可以對上屏蔽球進行開孔及后續(xù)的安裝工作。

在屏蔽球開孔位置定位裝置的其他實施例中，畫針還可以包括3根，并將3根畫針的后端固定連接為一體以一次性在下屏蔽球上標記出3個痕跡，此時固定為一體的3根畫針即形成了標定件；當然，導向孔還可以被設(shè)置于第一、第二夾緊件本體上的、開口朝向徑向方向外側(cè)的凹槽代替。

屏蔽球開孔位置定位方法的具體實施例：屏蔽球開孔位置定位方法與屏蔽球開孔位置定位裝置的實施例中屏蔽球開孔位置定位方法相同，在此不再詳述。

在屏蔽球開孔位置定位方法的其他實施例中，還可以在管母線的中心位置設(shè)置照射方向與管母線的延伸方向相同的激光筆，將激光筆顯露在下屏蔽球外球面上的痕跡記為交點a。