CN101034018A

CN101034018A - 高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构

Info

Publication number: CN101034018A
Application number: CN 200710008553
Authority: CN
Inventors: 陈津
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2007-09-12

Abstract

本发明公开了一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，属高电压开关设备的温度在线监测装置。有一个触头盒主体，主体上端开设有通孔，通孔内侧的内部注入有绝缘体中的感应电源，其引线与光电变换器连接；主体内壁上固定嵌件上埋入有热检测器，其引线与光电变换器连接；主体的顶端在光电变换器的位置上设有盖子；主体在上端通孔相对应另一侧设置有一个通透的长孔，孔长的一端安装有与光电变换器连接的红外发射管，红外发射管与光纤连接，光纤穿透长孔与外面的控制单元上的红外接收管连接。本发明采用直接接触测量，有效隔离高、低电压，又不影响开关设备基本结构，实现既准确、安全、可靠又方便地在线监测置于触头盒中的触头温度。

Description

高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构

技术领域

本发明涉及高电压开关设备的温度在线监测装置，具体说是一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构。

背景技术

目前移开式开关设备中动、静触头由于制造、安装偏差以及在运行动作过程会因电磨损、机械操作和短路电动力引起机械振动等原因，使接触电阻增加，引起温度升高，加剧接触面氧化、导致局部温度过高造成设备重大事故屡有发生。这种现象已成为开关设备的薄弱环节，因此如何既准确又方便地在线监测其真实温度是业内人士关注的课题。

现有温度在线监测方式主要有两种类型：红外辐射的非接触式和采用热敏器件的接触式测温。非接触式红外传感器由于受环境、湿度、大气压的影响较大，红外辐射受遮挡就无法准确测量，使用有很大局限性。而接触式的传感器直接与测温点相接触，受环境因素干扰小，可实现准确、快速温度检测。

接触式采用热电偶作传感器时。由于热电偶冷端不可能保持在0℃，在室温下测定要加冷端补偿。在实际测量中热端与冷端间距较远时，还需要采用补偿导线。

采用电阻式传感器直接接触测量，在高电位用有线输送信号，简单运用空气间隙隔离高低电位，通过红外光电转换传输温度信号是一个不错的办法。但红外发射、接收管外露，长期使用会落灰尘、污秽，使得信号传输的可靠性逐渐变差，影响测量值也是一个很难解决的问题。另外还必须进行现场专业安装调试。

本发明人在设计和实验过程中发现采用光纤从高电压输送温度光信号给控制单元，光纤绝缘性能良好，应该是个好办法，可以实现电压隔离。但是光纤暴露在空气中，受污染、导电尘埃、潮湿等影响，会产生高电压沿光纤表面闪络，将高电压引入低压控制和通信系统，将会引发重大设备和人身事故，是相当危险的。

本发明是在本发明人(申请人)申请的《高电压温度在线监测光电变换触头盒的结构》，申请号：200510126612.6的基础上提出了一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接触头盒结构。

发明内容

为了达到直接接触测量，有效隔离高、低电压，又不影响开关设备基本结构，实现既准确、安全、可靠又方便地在线监测置于触头盒中的触头温度。本发明的目的是要提供一种新型的10kV及以上高电压封闭移开式开关设备的温度在线监测的高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接触头盒结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：以绝缘触头盒为主体，注入感应电源，与热检测器、光电变换器、红外发射管以及本结构外面的红外接收管光纤和盖子等组成的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：有一个触头盒主体，主体上端一侧开设有通孔，主体内上侧通孔内侧的内部注入有绝缘体中的感应电源，感应电源通过引线与光电变换器连接以提供其工作电源；主体内腔在中心线位置的内壁上固定嵌件上埋入有热检测器，以检测静触头温度，其引线与光电变换器连接以输入温度信号；主体的顶端在光电变换器的位置上设有一个盖子；可打开的盖子是便于它们的安装连接和调试。主体在上端通孔相对应另一侧设置有一个左右通透的孔，孔的左端安装有与光电变换器连接的红外发射管，红外发射管与光纤连接，光纤穿透长孔与外面的控制单元上的红外接收管连接。红外接收管又将光信号转变为电信号，传输给控制单元温度信号输入端。最终完成温度在线监测和实现温度保护。

所述的红外发射管和光纤之间有开设有长孔和不开设长孔将光纤直接埋入，使它们封闭在其中；所述的触头盒绝缘材料为主体的可以是环氧树脂、SMC不饱和树脂等材料并包括固定嵌件；所述感应电源及其引线是在浇注触头盒时一起注入的，其引线沿边缘布置，应便于与光电变换器连接；所述热检测器与引线与光电变换器连接；所述光电变换器固定连接在触头盒上；所述的红外发射管是与光电变换器连接在一起的。

所述的热检测器为热敏器件；所述的光电变换器具有RC无稳态多谐振荡电路；所述的感应电源的输出端连接到RC无稳态多谐振荡电路的电源输入端，RC无稳态多谐振荡电路的输出连接到红外发射管，热敏电阻的两个引线连接到RC无稳态多谐振荡电路的电阻上。所述的RC无稳态多谐振荡电路由振荡器555及其阻容元件构成，热敏电阻和振荡器555的第1脚接感应电源的地；振荡器555第4和8脚连接到感应电源的正端；第2和6脚连接在一起，再连接到一个电容C5的一端，该电容的另外一端接感应电源的地；连接在一起的第2和6脚又连接到一个电阻R3的一端，这个电阻的另外一端连接到第7脚；第7脚又串接一个电阻R2和热敏电阻R1连接到电源正端；第3脚通过一个电阻R5连接到三极管Q2的基极，三极管的集电极串连接一个电阻R4和一个红外发射管D4到感应电源的地，三极管的发射极接到感应电源的正端；第5脚连接到一个电容C6的一端，电容C6的另外一端连接到感应电源的地。

工作原理：

振荡器555和热敏电阻R1、电阻R2、R3、R4、R5以及电容C5、C6构成无稳态多谐振荡电路。一加电源，则起振，振荡频率取决于阻容元件构成的充、放电时间。当被测物的温度变化时，引起热敏电阻R1的阻值发生变化，所以多谐振荡电路的振荡频率也会发生变化。

振荡方波从振荡器555的第3脚输出，经限幅电阻R5，加至三极管，驱动红外发射管，从而完成了温度信号变成电信号再变成光信号的过程，根据红外发射管发射的频率的不同，就可以测量出相对应的温度。

本发明可适用于大、中、小全系列额定电流的不同触头盒。

本发明的有益效果是：由于本发明采用高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒，热检测器直接接触被测点准确检测其温度，通过触头盒实现高电压绝缘，由红外光传送温度信号，隔离高、低电压。实现准确、可靠高电压的温度在线监测。由于保留原有触头盒的基本结构。故保留原触头盒的功能，同时原安装尺寸不变，更方便于使用中的设备改造更换等等。另外，本发明的红外发射管与红外接收管用光纤直接其抗电磁干扰能力强。光纤在触头盒内部布置后不受外界环境污秽影响。而且途径接近安装钢板的位置再引到控制单元这样不仅光纤严防高电压窜入低电压系统，实现既准确、安全、可靠又方便地在线监测的目的。因此，本发明能够达到触头盒中的高电压动、静触头插接处的实时温度。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的描述。

图1是本发明大电流结构的全剖视视图。

图2是图1的右视视图。

图3是图1的左视视图。

图4是本发明中电流结构的全剖视视图。

图5是图4的右视视图。

图6是本发明小电流结构的全剖视视图。

图7是图6的右视视图。

图8是侧向安装光纤线视图。

图9是光纤线埋入式视图。

图10是本发明工作电路原理框图。

图11是本发明工作电路图。

图中1主体，2感应电源，3热检测器，4盖子，5光电变换器，6红外发射管，7光纤。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1-图3，有一个触头盒主体1，主体1上端一侧开设有通孔，主体1内上侧通孔内侧的内部注入有绝缘体中的感应电源2，感应电源2通过引线与光电变换器5连接以提供其工作电源；主体1内腔在中心线位置的内壁上固定嵌件上埋入有热检测器3，以检测静触头温度，其引线与光电变换器5连接以输入温度信号；主体1在上端通孔相对应另一侧设置有一个左右通透的孔，孔的左端安装有与光电变换器5连接的红外发射管6，红外发射管6与光纤7连接，光纤7穿透长孔与本结构外面的控制单元上的红外接收管连接；主体1的顶端在光电变换器5的位置上设有一个盖子4。红外接收管又将光信号转变为电信号，传输给控制单元温度信号输入端；最终完成温度在线监测和实现温度保护。

实施例2：

请参阅图1-图3和图8，有一个触头盒主体1，主体1上端一侧开设有通孔，主体1内上侧通孔内侧的内部注入有绝缘体中的感应电源2，感应电源2通过引线与光电变换器5连接以提供其工作电源；主体1内腔在中心线位置的内壁上固定嵌件上埋入有热检测器3，以检测静触头温度，其引线与光电变换器5连接以输入温度信号；主体1在侧端通孔相对应处设置有一个左右通透的孔，孔的左端安装有与光电变换器5连接的侧端红外发射管6，红外发射管6与光纤7连接，光纤7穿透长孔与本结构外面的控制单元上的红外接收管连接；主体1的顶端在光电变换器5的位置设有一个盖子4；红外接收管又将光信号转变为电信号，传输给控制单元温度信号输入端；最终完成温度在线监测和实现温度保护。

实施例3：

请参阅图1-图3和图9，有一个触头盒主体1，主体1上端一侧开设有通孔，主体1内上侧通孔内侧的内部注入有绝缘体中的感应电源2，感应电源2通过引线与光电变换器5连接以提供其工作电源；主体1内腔在中心线位置的内壁上固定嵌件上埋入有热检测器3，以检测静触头温度，其引线与光电变换器5连接以输入温度信号；主体1在上端通孔相对应端安装有与光电变换器5连接的红外发射管6，红外发射管6与直接埋入的光纤7连接，光纤7与外面的控制单元上的红外接收管连接；主体1的顶端在光电变换器5的位置设有一个盖子4；红外接收管又将光信号转变为电信号，传输给控制单元温度信号输入端；最终完成温度在线监测和实现温度保护。

Claims

1、一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：有一个触头盒主体，主体上端一侧开设有通孔，主体内上侧通孔内侧的内部注入有绝缘体中的感应电源，感应电源通过引线与光电变换器连接；主体内腔在中心线位置的内壁上固定嵌件上埋入有热检测器，其引线与光电变换器连接；主体的顶端在光电变换器的位置上设有一个盖子；主体在上端通孔相对应另一侧设置有一个左右通透的长孔，孔长的一端安装有与光电变换器连接的红外发射管，红外发射管与光纤连接，光纤穿透长孔与外面的控制单元上的红外接收管连接。

2、根据权利要求1所述的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：所述的红外发射管和光纤之间有开设有长孔和不开设长孔将光纤直接埋入，使它们封闭在其中。

3、根据权利要求1所述的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：所述感应电源及其引线是在浇注触头盒时一起注入的，其引线沿边缘布置，应便于与光电变换器连接。

4、根据权利要求1所述的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：所述热检测器与引线与光电变换器连接；所述光电变换器固定连接在触头盒上。

5、根据权利要求1所述的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：所述的红外发射管是与光电变换器连接在一起的。

6、根据权利要求1所述的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：所述的热检测器为热敏器件。

7、根据权利要求1所述的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：所述的光电变换器具有RC无稳态多谐振荡电路；所述的感应电源的输出端连接到RC无稳态多谐振荡电路的电源输入端，RC无稳态多谐振荡电路的输出连接到红外发射管，热敏电阻的两个引线连接到RC无稳态多谐振荡电路的电阻上。

8、根据权利要求7所述的一种高电压温度在线监测光电变换光纤直接连接的触头盒结构，其特征是：所述的RC无稳态多谐振荡电路由振荡器555及其阻容元件构成，热敏电阻和振荡器555的第1脚接感应电源的地；振荡器555第4和8脚连接到感应电源的正端；第2和6脚连接在一起，再连接到一个电容C5的一端，该电容的另外一端接感应电源的地；连接在一起的第2和6脚又连接到一个电阻R3的一端，这个电阻的另外一端连接到第7脚；第7脚又串接一个电阻R2和热敏电阻R1连接到电源正端；第3脚通过一个电阻R5连接到三极管Q2的基极，三极管的集电极串连接一个电阻R4和一个红外发射管D4到感应电源的地，三极管的发射极接到感应电源的正端；第5脚连接到一个电容C6的一端，电容C6的另外一端连接到感应电源的地。