[發明專利]真空開關出線端溫升的電橋在線測量系統

無效

• 申請號: 201010165870.6
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101865732A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 鄒積巖;段雄英;廖敏夫;王永興;董恩源;叢吉遠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01K7/20
• 分類號: G01K7/20;G01K3/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于電力高壓開關技術領域，涉及一種可實用化的真空開關溫升的在線測量技術，用于測量由于活動電接觸部位熱阻較大而產生的高壓真空開關出線端溫升。

背景技術

電力系統中的高壓真空開關是保證系統安全運行的重要設備，真空開關動導電桿活動電接觸部位的溫升是重要的測量參數之一，決定額定電流下的工作狀態。在線測量運行中的真空開關溫升是實現其智能化所必需的。常用溫度測量方法對于正常運行的活動電接觸部位都有一定的應用局限性。直接測量的溫度傳感元件存在電位隔離和電磁干擾問題，而紅外法缺乏長期運行的精度穩定性數據。本專利設計的真空開關出線端溫升的電橋在線測量系統，可以避免傳統方法的缺陷，得到理想的在線測量效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題提供一種應用傳統感溫元件，在地電位端在線測量真空開關活動電接觸部位的溫升的技術，以實現一種可與開關智能控制系統相匹配的高電壓真空開關溫升在線測量系統。

本發明的技術方案是：

在線測量真空開關出線端溫升的系統主要由上出線法蘭，真空滅弧室，活動電接觸部位，下出線法蘭，環氧絕緣筒與電接觸支撐，開關金屬安裝框架，電接觸部位感溫元件，環境感溫元件組成。存在接觸電阻的活動電接觸部位被電流熱效應加溫，其溫度被環氧絕緣筒與電接觸支撐上安裝的電接觸部位感溫元件測出，與安接在開關金屬安裝框架上的環境感溫元件測出的溫度之差為真空開關出線端溫升；電接觸部位感溫元件在絕緣前提下盡可能靠近存在接觸電阻的活動電接觸部位安裝；

電接觸部位感溫元件與環境感溫元件作為電橋電路的兩個對稱臂，兩個精密電阻匹配完成平衡臂，保證溫升為零輸出為零。

電接觸部位感溫元件與環境感溫元件選用高溫度系數及高穩定性的同參數鉑電阻，匹配精密電阻R0、恒壓源U1根據所需測量精度選取工業級器件或單元。

環氧絕緣筒支撐活動電接觸部位，溫度按某種已知的規律傳導至距離最近的、安裝在電位安全區的感溫元件，另一個環境感溫元件可安裝在開關金屬安裝框架上。出線端溫升由電接觸部位的溫度與環境溫度之差決定，把電接觸部位感溫元件和環境感溫元件組成電橋結構可以直接取到溫升信號。

該系統采用傳統測溫元件，利用開關現有絕緣層完成電位隔離，利用雙測溫元件差動輸出直接得到溫升信號，比較容易克服電磁干擾，依據實測材料熱阻以及感溫元件參數等數據可實現電接觸部位溫升在線測量。

本發明的有益效果是克服傳統溫度測量方法在高壓真空開關的溫升測量中的困難，實現溫升在線測量，并使傳輸的信號可直接連到智能開關控制系統，解決了常規高壓開關在溫升在線測量方面的瓶頸。該技術涉及的溫升在線測量系統結構簡單、工業實現方便，運行可靠、壽命長，并不受外界環境干擾，可實現高壓真空開關的智能測量。

附圖說明

圖1是真空開關出線端溫升在線測量的傳感元件布置示意圖。

圖中：1上出線法蘭；2真空滅弧室；3活動電接觸部位；4下出線法蘭；5環氧絕緣筒與電接觸支撐；6開關金屬安裝框架；7電接觸部位感溫元件；8環境感溫元件。

圖2是以熱電阻為感溫元件的溫差測量電橋電路圖。

圖中：R1為圖1中的電接觸部位熱電阻7；R2為圖1中的環境溫度熱電阻8；R0為匹配精密電阻；U1為恒壓源；U2為反映真空開關出線端溫升的系統輸出信號。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施例。

當系統電流由上出線法蘭1、真空滅弧室2、活動電接觸部位3到下出線法蘭4流過，存在接觸電阻的活動電接觸部位3被電流熱效應加溫，其溫度被環氧絕緣筒與電接觸支撐5上安裝的電接觸部位感溫元件7測出，與開關金屬安裝框架6上的環境感溫元件8測出的溫度之差即為真空開關出線端溫升溫升。電接觸部位感溫元件7的安裝位置在保證絕緣的前提下盡可能靠近存在接觸電阻的活動電接觸部位3。

利用電橋電路，分別把電接觸部位感溫元件7與環境感溫元件8接為電橋的兩個對稱臂，另用兩個精密電阻匹配完成平衡臂。參照圖2，當感溫元件7與感溫元件8輸出信號不同時，系統輸出U2即可與電接觸部位感溫元件7數值一一對應，從而得到所測溫升值。

具體實施例的電接觸部位感溫元件7與環境感溫元件8選擇同參數鉑電阻，以保證足夠的溫度系數及其穩定性，匹配精密電阻R0、恒壓源U1可根據所需測量精度選取工業級器件或單元；系統輸出信號U2通過隔離器進入A/D轉換變成數字信號輸出。