一种水电极免排水在线维保装置及其方法与流程

本发明具体涉及一种水电极免排水在线维保装置及其方法，属于高压直流输电。

背景技术：

1、高压直流换流阀是高压直流输电系统的核心设备，其关键零部件需定期检修确保设备运行正常。现实场景中，在水冷循环的主水管上下两端，安装有数个水电极，用以钳制冷却水中电位，长时间的使用中，会有水垢污物附着在电极导体上，严重影响到采集数据的准确性，故此每个检修周期都要将电极拆下来打磨清除污垢，恢复其灵敏性。

2、在现有水电极的拆卸维护作业中，需要停机作业，以及为了防止拆卸时发生泄漏，通常需要对系统管道内的残留水进行彻底排空处理。该传统操作方式不仅导致了大量水资源的无效损耗，不符合节能环保的要求；同时，排水及后续拆卸工序繁琐，单次作业耗时往往长达两小时以上，导致设备停机维护时间过长，严重制约了设备的维护效率。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种不仅结构简单、操作方便，而且无需设备停机维护，实现在水管内有水的情况下对水电极进行在线维保，也无需担心漏水的水电极免排水在线维保装置及其方法，克服现有技术中存在的水电极拆卸需要排空水管内大量存水、水电极拆卸操作过程耗时较长的问题和缺陷。

2、为了达到上述目的，本发明的第一个技术方案是：一种水电极免排水在线维保装置，其创新点在于：包括夹紧转动单元、观察窗单元、电极拆装单元和排水单元，

3、所述夹紧转动单元为对合式结构，用于套箍在水管表面，且整体可相对水管转动，

4、所述夹紧转动单元的两侧且与套箍的水管轴线相平行的方向上分别设有观察窗单元，

5、所述夹紧转动单元的两端且与套箍的水管轴线相垂直的方向上分别设有排水单元和排气单元，所述排气单元高于排水单元，以及排水单元和排气单元均与夹紧转动单元的内腔相连通，

6、所述夹紧转动单元的端面设有用于对水管上水电极进行维保的电极拆装单元。

7、在上述第一个技术方案中，所述夹紧转动单元包括前壳体、后壳体和主密封圈，所述前壳体和后壳体对合套装在水管表面，且通过快压锁紧螺栓箍在水管表面，所述前壳体和后壳体之间的对合面还设有与水管表面能够形成密封贴合的主密封圈，

8、同时，所述前壳体的两侧且与套箍的水管轴线相平行的方向上分别设有观察窗单元，

9、所述前壳体的两端且与套箍的水管轴线相垂直的方向上分别设有排水单元和排气单元，

10、所述前壳体的端面且远离后壳体的方向上设有电极拆装单元。

11、在上述第一个技术方案中，所述前壳体和后壳体各自的内侧边缘处均设有用来安装主密封圈的密封凹槽，所述主密封圈的内侧面上涂覆有润滑脂，用于减小与水管表面之间的摩擦力。

12、在上述第一个技术方案中，所述前壳体和后壳体各自的两端且与套箍的水管轴线相垂直的方向上分别设有与排水单元和排气单元并排布置的延伸部，所述延伸部上设有开孔，用来卡接快压锁紧螺栓，使所述前壳体通过快压锁紧螺栓和后壳体连为一体。

13、在上述第一个技术方案中，所述观察窗单元包括观察窗玻璃压板和观察窗玻璃，所述夹紧转动单元的前壳体两侧且与套箍的水管轴线相平行的方向上分别设有观察窗口，所述观察窗玻璃通过观察窗玻璃压板压接在观察窗口处，且观察窗玻璃与观察窗口之间的结合处密封连接。

14、在上述第一个技术方案中，所述观察窗口的边缘处设有凹槽，且该凹槽内嵌入观察窗玻璃密封圈，所述观察窗玻璃通过观察窗玻璃密封圈与前壳体的观察窗口形成密封连接，且观察窗玻璃压板通过螺钉固定在前壳体上。

15、在上述第一个技术方案中，所述电极拆装单元包括电极拆卸组件和电极维护辅助组件，

16、所述夹紧转动单元的前壳体端面上设有两个分开布置的插接孔，

17、所述电极拆卸组件包括第一套管、第一拆卸活塞和活塞压板，所述第一套管插接在前壳体的一个插接孔内，并与其密封连接，所述第一拆卸活塞设在第一套管内并与其滑动配合，所述活塞压板与第一拆卸活塞的端面密封贴合，且活塞压板与前壳体可拆卸连接，

18、所述电极维护辅助组件包括第二套管和第二拆卸活塞，所述第二套管插接在前壳体的另一个插接孔内，并与其密封连接，所述第二拆卸活塞设在第二套管内并与其滑动配合，且第二拆卸活塞的尾部位于对应插接孔的孔口处，同时所述第二拆卸活塞与插接孔之间形成密封连接。

19、在上述第一个技术方案中，所述第一拆卸活塞和第二拆卸活塞的尾部设有六角槽，用来方便卡接水管堵头或水电极尾端，所述第一拆卸活塞和第二拆卸活塞的头部设有四方孔，且四方孔内有方便卡入软体扳手的定位槽。

20、在上述第一个技术方案中，所述第一套管的外侧边缘处设有用来安置第一套筒密封圈的凹槽，且第一套管通过第一套筒密封圈与前壳体的一个插接孔形成密封连接，所述第一拆卸活塞一端外侧边缘处设有用来安置第一拆卸活塞密封圈，所述第一拆卸活塞通过第一拆卸活塞密封圈与活塞压板形成密封连接；

21、所述第二套管的外侧边缘处设有用来安置第二套筒密封圈的凹槽，且第二套管通过第二套筒密封圈与前壳体的另一个插接孔形成密封连接，所述第二拆卸活塞一端外侧边缘处设有用来安置第二拆卸活塞密封圈，且第二拆卸活塞的尾部通过第二拆卸活塞密封圈与对应插接孔的孔口形成密封连接。

22、在上述第一个技术方案中，所述排水单元包括第一排水阀，所述第一排水阀设在夹紧转动单元的前壳体的开孔内，用来排放前壳体内的存水，并且第一排水阀具有用来控制阀门开关的旋钮。

23、在上述第一个技术方案中，所述排气单元包括第二排水阀，所述第二排水阀设在夹紧转动单元的前壳体的开孔内，用来排出前壳体内的气体。

24、为了达到上述目的，本发明的第二个技术方案是：一种水电极免排水在线维保方法，包括权上述的水电极免排水在线维保装置，其创新点在于：维保方法包括水电极在线除垢方法和/或水电极在线更换方法。

25、在上述第二个技术方案中，所述水电极在线除垢方法具体包括：

26、预先将水管堵头从夹紧转动单元的前壳体内部插入电极拆装单元的电极维护辅助组件中，所述夹紧转动单元设在待除垢水电极附近位置，以及电极拆装单元的电极拆卸组件对正水电极尾端，并将所述夹紧转动单元套箍在水管表面，且整体可相对水管转动；

27、将待除垢水电极从水管移出到电极拆卸组件中，转动所述夹紧转动单元，使水管堵头对正水管孔位，即待除垢水电极安装位，同时通过观察窗单元进行观察，并将水管堵头插入水管孔内并拧紧，该过程中打开排气单元排气直至有水流排出时，关闭排气单元；

28、先打开排水单元，再打开排气单元，并通过排水单元排出夹紧转动单元腔体内的存水，从电极拆卸组件取出待除垢水电极，对拆卸下来的水电极进行水垢打磨清除与电极表面清洁；

29、将已除垢的水电极尾端再次置入电极拆卸组件内部，关闭排水单元，经电极维护辅助组件将水管堵头从水管内移出，待排气单元有水流排出时关闭排气单元，反方向转动所述夹紧转动单元，将电极拆卸组件内的已除垢水电极对正水管孔位，同时通过观察窗单元进行观察，并将已除垢的水电极插入水管孔内并拧紧；

30、打开排水单元和排气单元，并通过排水单元排出夹紧转动单元腔体内的存水，并拆卸夹紧转动单元，取出水管堵头，完成对水电极的在线除垢。

31、在上述第二个技术方案中，所述水电极在线除垢的具体步骤如下：

32、步骤一：预先将水管堵头从前壳体内部插入电极维护辅助组件的第二套管中的第二拆卸活塞尾端的六角槽中，在所述夹紧转动单元的前壳体和后壳体的内侧边缘处的密封凹槽内嵌入主密封圈，将前壳体和后壳体放至待除垢水电极附近位置，并将所述电极拆卸组件的第一套管中的第一拆卸活塞对正待除垢水电极尾端的六角部分，待后壳体与前壳体对合，通过快压锁紧螺栓并锁紧，使前壳体和后壳体箍住水管，同时主密封圈的圆弧面紧贴在水管表面形成密封贴合，且主密封圈的圆弧面涂抹的润滑脂用于减小与水管表面之间的摩擦力；

33、步骤二：使用软体扳手对接第一套管中的第一拆卸活塞头部的四方孔内，使软体扳手上的定位钢珠与四方孔内的定位槽卡住，通过第一拆卸活塞将待除垢水电极从水管内移出到第一套管中，当待除垢水电极从水管内移出时，水管内的水会向外流出，直至充满前、后壳体的腔体；同时水流可将待除垢水电极与第一拆卸活塞向外推，直至第一拆卸活塞紧贴电极拆卸组件的活塞压板，该过程中可打开排气单元的第二排水阀向外排气体，以便水流出；当水再次充满前、后壳体的腔体，即第二排水阀也向外排水时，关闭第二排水阀；

34、转动所述夹紧转动单元，将第二套管中的第二拆卸活塞上的水管堵头对正水管孔位，同时通过观察窗单元的观察窗玻璃进行观察，使用软体扳手对接第二套管中的第二拆卸活塞，将水管堵头插入水管孔内并拧紧；

35、步骤三：当水管堵头安装好后，先打开排水单元的第一排水阀、再打开第二排水阀，空气从第二排水阀进入前壳体和后壳体的内部，使其腔体内因受到大气压作用将存水从第一排水阀排出，拧松所述电极拆卸组件中活塞压板上的螺钉，旋开活塞压板露出第一套管内部，使用软体扳手通过第一拆卸活塞将待除垢水电极从第一套管内移出到外部，并对拆卸下来的水电极进行水垢打磨清除与电极表面清洁；

36、步骤四：水管堵头移出前，关闭第一排水阀，打开第二排水阀，将已除垢水电极尾端六角部分放入第一拆卸活塞的四方孔内，并放回第一套管内部，旋闭活塞压板并拧紧螺钉，

37、当水管堵头移出时，水管内的水会向外流出，直至充满前、后壳体的腔体，同时水流可将水管堵头与第二拆卸活塞向外推，直至第二活塞紧贴前壳体，该过程中可打开第二排水阀向外排气体，以便水流出，当水充满腔体，即第二排水阀也向外排水时，关闭第二排水阀，

38、使用软体扳手对接第二套管中的第二拆卸活塞，将水管堵头从水管内移出，反方向转动所述夹紧转动单元，将第一套管中的第一拆卸活塞上的已除垢水电极对正水管孔位，同时通过观察窗玻璃进行观察，使用软体扳手对接第一套管中的第一拆卸活塞，并将已除垢水电极插入水管孔内并拧紧；

39、步骤五：当水电极安装好后，先打开第一排水阀、再打开第二排水阀，此时壳体内的水受到大气压作用从第一排水阀流出，空气从第二排水阀进入壳体，直至腔体内的存水排出，拆下快压锁紧螺栓，取下前壳体与后壳体以及水管堵头；

40、步骤六：重复步骤一、二、三、四、五，对其他位置的水电极进行在线除垢。

41、在上述第二个技术方案中，所述水电极在线更换方法具体包括：

42、将备用水电极从夹紧转动单元的前壳体内部插入电极拆装单元的电极维护辅助组件中，所述夹紧转动单元设在待除垢水电极附近位置，以及电极拆装单元的电极拆卸组件对正水电极尾端，并将所述夹紧转动单元套箍在水管表面，且整体可相对水管转动；

43、将待更换水电极从水管移出到电极拆卸组件中，转动所述夹紧转动单元，使备用水电极对正水管孔位，即待更换水电极安装位，同时通过观察窗单元进行观察，并将备用水电极插入水管孔内并拧紧，该过程中打开排气单元排气直至有水流排出时，关闭排气单元；

44、先打开排水单元，再打开排气单元，并通过排水单元排出夹紧转动单元腔体内的存水，取下所述夹紧转动单元和拆卸下来的水电极，完成水电极的在线更换。

45、在上述第二个技术方案中，所述水电极在线更换方法具体步骤如下：

46、步骤一：将备用水电极从前壳体内部插入电极维护辅助组件的第二套管中的第二拆卸活塞尾端的六角槽中，在所述夹紧转动单元的前壳体和后壳体的内侧边缘处的密封凹槽内嵌入主密封圈，将前壳体和后壳体放至待除垢水电极附近位置，并将所述电极拆卸组件的第一套管中的第一拆卸活塞对正待更换水电极尾端的六角部分，待后壳体与前壳体对合，通过快压锁紧螺栓并锁紧，使前壳体和后壳体箍住水管，同时主密封圈的圆弧面紧贴在水管表面形成密封贴合，且主密封圈的圆弧面涂抹的润滑脂用于减小与水管表面之间的摩擦力；

47、步骤二：使用软体扳手对接第一套管中的第一拆卸活塞头部的四方孔内，使软体扳手上的定位钢珠与四方孔内的定位槽卡住，通过第一拆卸活塞将待更换水电极从水管内移出到第一套管中，当待更换水电极从水管内移出时，水管内的水会向外流出，直至充满前、后壳体的腔体；同时水流可将待更换水电极与第一拆卸活塞向外推，直至第一拆卸活塞紧贴电极拆卸组件的活塞压板，该过程中可打开排气单元的第二排水阀向外排气体，以便水流出；当水再次充满前、后壳体的腔体，即第二排水阀也向外排水时，关闭第二排水阀；

48、转动所述夹紧转动单元，将第二套管中的第二拆卸活塞上的备用水电极对正水管孔位，同时通过观察窗单元的观察窗玻璃进行观察，使用软体扳手对接第二套管中的第二拆卸活塞，将备用水电极插入水管孔内并拧紧；

49、步骤三：当水电极安装好后，先打开第一排水阀、再打开第二排水阀，此时前、后壳体内的水受到大气压作用从第一排水阀流出，空气从第二排水阀进入壳体，直至腔体内的存水排出，拆下快压锁紧螺栓，取下前壳体与后壳体以及待更换的水电极；

50、步骤四：重复步骤一、二、三，对其他位置的水电极进行在线更换。

51、本发明所具有的积极效果是：采用本发明的水电极免排水在线维保装置及其方法后，由于本发明的维保装置包括夹紧转动单元、观察窗单元、电极拆装单元和排水单元，所述夹紧转动单元为对合式结构，用于套箍在水管表面，且整体可相对水管转动，所述夹紧转动单元的两侧且与套箍的水管轴线相平行的方向上分别设有观察窗单元，所述夹紧转动单元的两端且与套箍的水管轴线相垂直的方向上分别设有排水单元和排气单元，所述排气单元高于排水单元，以及排水单元和排气单元均与夹紧转动单元的内腔相连通，所述夹紧转动单元的端面设有用于对水管上水电极进行维保的电极拆装单元；而维保方法包括水电极在线除垢方法和/或水电极在线更换方法，本发明可基于在线维保装置完成水电极在线除垢和/或更换，

52、与现有技术相比，本发明不仅结构简单、操作方便，而且无需设备停机维护，实现在水管内有水的情况下对水电极进行在线维保，且水电极维保操作时间缩短至十分钟以内，也无需担心漏水，克服现有技术中存在的水电极拆卸需要排空水管内大量存水、水电极拆卸操作过程耗时较长的问题和缺陷。