升降式零位电极
技术领域
本实用新型涉及一种高电压电极式水加热设备的可升降式零位电极，所述高电压电极式水加热设备的适用电压包括但不限于6KV、10KV、20KV和35KV。
背景技术
现有的电极式水加热设备采用的技术路线一种是全浸没式，即加热电极全部浸没在导电介质水中，相电极与零位电极通过中间的介质水导电，从而加热介质水，相电极与零位电极之间设置保护盾，通过保护盾的升降改变介质水导电面积，从而改变加热功率，控制热水出水温度。保护盾工作在100℃左右高温环境，同时还要承受10KV高电压条件下,对材料要求较高，目前主要依靠进口，费用高且供货周期长。保护盾需要通过机械机构实现升降功能，运动部件需穿过设备本体，增加了设备本体泄漏的隐患。再者，由于全浸没式需要设置保护盾，导致相电极与零位电极之间距离增加较多，造成了介质水电导率需要在100μs/cm以上，增加了无机盐用量，增加了水质污染程度，同时水电导率上升增加了故障时通过介质水漏电的风险。
另一种技术路线是半浸没式，即设备罐体内设置内胆，加热电极插入内胆，内胆作为零位电极，加热电极与内胆之间为介质水，通过调整内胆中介质水水位，改变电极浸没介质水高度调整加热功率，控制热水出水温度。半浸没式是使用水泵将介质水泵入内胆，水位易形成波动，三个电极浸没部分不一致，造成三相负荷不平衡，严重时可能造成高压开关柜保护跳闸；同时水位波动也会造成负荷波动，影响电网品质；水位调节有滞后性，影响了功率调整速率；波动的水花也可能形成弧光放电，影响安全性能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种升降式零位电极，降低电极式水加热设备总体造价；解决设备负荷调节稳定性；保证负荷调节速率；提高设备安全性能；减少作为电解质无机盐的用量。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
升降式零位电极，其特征在于它包括用于固定安装在罐体内并将罐体内腔分割为上腔体和下腔体的中间隔板，中间隔板上周向均布地固定安装有三个上下两端分别与上腔体和下腔体相通的绝缘套管；所述升降式零位电极还包括圆形钢板以及周向均布的三个与圆形钢板相固定的钢管套筒，钢管套筒的上下两端均敞口；所述三个钢管套筒可上下滑动地对应安装于三个绝缘套管中，钢管套筒外壁面与绝缘套管内壁面为相互滑动摩擦面；升降式零位电极还包括固定安装于中间隔板中心位置的液压缸，该液压缸的活塞杆上端通过绝缘垫固定于所述圆形钢板的中心位置。
优选地，液压缸的进出油管分别从上下腔体侧壁穿出后连接液压泵，以避免运动部件穿过罐体。
优选地，钢管套筒的上端与圆形钢板平齐。
本实用新型的积极效果在于：
第一、本实用新型可升降零位电极通过升降调节设备功率，替代进口保护盾方式，降低了设备造价，保证了供货周期；同时避免了调节液位引起的三相不平衡和负荷波动。
第二、本实用新型采用绝缘导向套管，使零位电极与本体外壳绝缘，零位电极处于悬浮状态，增加了设备安全性。
第三、本实用新型零位电极采用液压缸驱动的升降机构，液压缸的进出油管分别从上下腔体侧壁穿出后连接液压泵。避免了运动装置穿过设备本体，没有泄露的隐患，同时增加了设备的可靠性。
第四、使用本实用新型可升降零位电极，不用保护盾，相电极与零位电极距离可以减少很多，介质水电导率可以50μs/cm以下，这样就可以采用软化水和纯净水调制介质水，避免使用无机盐调制介质水，有效的降低环境污染。另外，采用电导率50μs/cm以下介质水，降低了故障时通过介质水漏电触电的风险。
附图说明
图1是本实用新型的结构和使用状态示意图。
图2是用于显示液压缸、零位电极和绝缘套管相对位置关系的布局示意图（俯视）。
具体实施方式
下面结合实施例和附图进一步说明本实用新型。
如图1和图2，本实用新型涉及的电极式水加热设备的实施例包括罐体1，罐体1内部固定安装有圆板形式的中间隔板8，中间隔板8上方为上腔体，下方为下腔体。罐体1设有与下腔体相通的进水口以及与上腔体相通的出水口。罐体1一侧还安装有液位计7用于显示和控制罐体1内液位。
罐体1包括碳钢圆柱状本体，本体上下两端具有碳钢圆弧封头。中间隔板8为碳钢材质。
中间隔板8上周向均布地固定安装有三个上下两端分别与上腔体和下腔体相通的绝缘套管6（四氟聚乙烯材质），三个绝缘套管6的轴线均平行于中间隔板8的轴线。
本实用新型升降式零位电极的实施例包括圆形钢板4以及周向均布的碳钢材质的三个与圆形钢板相固定（比如焊接）的钢管套筒，钢管套筒的上端敞口并且与圆形钢板4平齐，下端下沉并敞口。所述三个钢管套筒可上下滑动地对应安装于三个绝缘套管6中（钢管套筒下部插入对应的绝缘套管6，钢管套筒外壁面与绝缘套管内壁面为相互滑动摩擦面。绝缘套管6起绝缘和固定导向作用，同时是介质水通道。
本实用新型涉及的电极式水加热设备的实施例还包括结构为绝缘陶瓷包覆金属导电芯的三个绝缘电极2。三个绝缘电极2分别通过法兰连接在罐体1的上圆弧封头上，下端分别连接有相电极3，相电极3为合金多页扇形。三个相电极对应所述三个钢管套筒，相电极3能够对应进入零位电极的钢管套筒中，相电极3与钢管套筒不接触，留有一定间隙，该间隙为介质水由罐体1下腔体进入罐体1上腔体的通道，同时介质水也在此处被加热。
本实用新型的实施例还包括固定安装于中间隔板8中心位置的液压缸5，该液压缸5的活塞杆外端（即上端）通过绝缘垫固定于所述圆形钢板4的中心位置。液压缸5的进出油管分别从上下腔体侧壁穿出后连接液压泵9，以确保无运动部件穿过罐体1。液压缸5由罐体外侧的液压泵9提供动力，零位电极由液压缸5驱动升降。通过零位电极升降改变零位电极与相电极3相对面积，调整设备加热功率，控制设备出水温度。
所述设备工作流程为：介质水通过罐体1底部进水口进入罐体1下腔体，然后通过固定于中间隔板8上的绝缘套管6，进入零位电极与相电极3之间缝隙，在零位电极与相电极3之间通电加热，加热后的介质水进入罐体1上腔体，从罐体1上腔体一侧的出水口排出，完成一个加热循环。其中介质水电导率50μs/cm以下，使用软化水和纯净水调制。
电力通过绝缘电极2、相电极3、介质水、零位电极形成Y型不接地电气系统。
