[實用新型]具有測溫功能的智能螺栓

有效

• 申請號: 201220716623.5
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN203009521U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 楊志強;汪俊
• 申請（專利權）人: 珠海一多監測科技有限公司
• 主分類號: F16B35/00
• 分類號: F16B35/00;G01K7/00;G01K1/08
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型涉及一種具有測溫功能的智能螺栓。

背景技術

電力設備是在電力系統中對發電機、變壓器、電力線路、互感器、接觸器、斷路器等設備的統稱，包括發電設備和供電設備。在電力系統中，特別是隨著現代電力系統向著高電壓、大機組、大容量的迅速發展，對電力設備安全可靠性的要求也越來越高。電氣設備的各種觸點、連接點，如開關觸點、電纜接頭、母線聯接點、發電機和變壓器引接線接頭、電動機接線盒接頭等在通入電流以后，設備溫度會發生變化，其發熱量與通入電流的平方成正比。當高壓設備因過載運行或接點接觸不良時，往往引起高壓設備有關部分溫度的上升，過熱會導致絕緣老化甚至燒毀絕緣材料，造成短路故障和重大經濟損失。因此在線監測接點的溫度顯得相當重要，當其超過某一設定值時，發出本地和遠程報警信號，提示生產維護人員及時發現故障前兆，對高壓電力設備和電力系統的安全穩定運行具有非常重要的意義。

電氣接點的連接方式主要以螺栓連接為主，在《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規范GBJ149-90》規定：母線裝置安裝用的緊固件，除地腳螺栓外應采用符合國家標準的鍍鋅制品，戶外使用的緊固件應用熱鍍鋅制品。而螺栓一般采用鋼材制成，螺栓連接處往往出現溫升異常的情況，分析主要原因如下：

1.不同金屬的膨脹效應不同。鋼制螺栓的金屬膨脹系數要比銅質、鋁質母線小得多，尤其是螺栓型設備接頭，在運行中隨著負荷電流及溫度的變化，其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產生蠕變，也就是金屬在應力的作用下緩慢的塑性變形，蠕變的過程還與接頭處的溫度有很大的關系。實踐證明，當接頭處的運行工作溫度超過80℃時，接頭金屬將因過熱而膨脹，使接觸表面位置錯開，形成微小空隙而氧化。當負荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時，由于接觸面氧化膜的覆蓋會影響接觸效果，即不可能是原安裝時金屬間的直接接觸。因此每次溫度變化的循環所增加的接觸電阻，將會使下一次循環的熱量增加，所增加的溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞，因而形成惡性循環。

2.連接部位緊固螺栓壓力不當。部分安裝或檢修人員在導體連接上認為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實不然。特別是鋁質母線，彈性系數小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續增加不當的壓力，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大，從而影響導體接觸效果，增加此連接處的工作熱量。

綜上所述，監測螺栓連接點位置的溫度是十分必要的，因此急迫需要提出一種新的螺栓連接點的溫度監測裝置，并且必須滿足結構簡單體積需要足夠小，外界無需提供額外的能源供其工作等條件。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單緊湊、可自動采集能量的具有測溫功能的智能螺栓。

本實用新型所采用的技術方案是：本實用新型涉及的具有測溫功能的智能螺栓包括一具有螺桿和螺帽的螺栓和與該螺栓組裝成一體的測溫裝置，所述測溫裝置包括PCB線路板、散熱器以及一給該PCB線路板供電的熱電發生器，該熱電發生器具有一冷端和熱端，所述散熱器設置在冷端的一側并與該冷端直接熱傳導，所述螺栓的螺帽位于熱端的一側并與該熱端直接熱傳導；所述PCB線路板上設置有測溫傳感器和用于傳輸溫度信號的發射天線，該測溫傳感器的感溫端與所述螺栓的螺帽相接觸。

進一步，所述測溫裝置還包括一外殼，該外殼與所述散熱器的下端相裝配形成一內腔，所述PCB線路板和熱電發生器位于該內腔中，所述螺栓的螺帽位于該內腔中且螺桿穿出至所述外殼的外部。

進一步，所述外殼內具有一與所述螺栓的螺帽的形狀相匹配的空穴，該空穴內開設有容納所述螺栓的螺桿穿過的通孔。

進一步，在所述外殼的外周設有一圈凹槽，內部的發射天線穿過外殼并沿外周環繞設置于該凹槽內。

進一步，在所述螺栓的螺帽的端面上開設有與熱電發生器形狀相匹配的凹坑以及用于放入測溫傳感器的放置孔。

進一步，所述散熱器包括中間的主體以及沿著主體軸向排列的圓柱形散熱片，所述PCB線路板呈環狀，所述散熱器的主體下端穿過PCB線路板中間的孔腔并與熱電發生器的冷端接觸。

進一步，所述PCB線路板還包括有儲存電能的儲能器件以及能量管理電路。

進一步，所述能量管理電路包括升壓電路、穩壓電路以及啟動電路。

進一步，所述熱電發生器的冷端與散熱器之間、所述熱電發生器的熱端與螺栓的螺帽之間均設置有導熱材料。

進一步，在所述螺栓的螺帽的端面上還開設有接地螺孔，用于容納與PCB線路板接地連接的連接螺栓。