CN101865732B - 真空开关出线端温升的电桥在线测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种真空开关出线端温升的电桥在线测量系统，属于电力高压开关技术领域。其特征是当存在接触电阻的活动电接触部位被电流热效应加温，其温度被环氧绝缘筒与电接触支撑上安装的电接触部位感温元件测出，与开关金属安装框架上的环境感温元件测出的温度之差即为真空开关出线端温升，电接触部位感温元件的安装位置在保证绝缘的前提下尽可能靠近存在接触电阻的活动电接触部位，把电接触部位感温元件和环境感温元件组成电桥结构可以直接取到温升信号。采用传统测温元件，利用开关现有绝缘层完成电位隔离，利用双测温元件差动输出直接得到温升信号，比较容易克服电磁干扰，依据实测材料热阻以及感温元件参数等数据可实现电接触部位温升在线测量。
Description
技术领域
本发明属于电力高压开关技术领域，涉及一种可实用化的真空开关温升的在线测量技术，用于测量由于活动电接触部位热阻较大而产生的高压真空开关出线端温升。
背景技术
电力系统中的高压真空开关是保证系统安全运行的重要设备，真空开关动导电杆活动电接触部位的温升是重要的测量参数之一，决定额定电流下的工作状态。在线测量运行中的真空开关温升是实现其智能化所必需的。常用温度测量方法对于正常运行的活动电接触部位都有一定的应用局限性。直接测量的温度传感元件存在电位隔离和电磁干扰问题，而红外法缺乏长期运行的精度稳定性数据。本专利设计的真空开关出线端温升的电桥在线测量系统，可以避免传统方法的缺陷，得到理想的在线测量效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题提供一种应用传统感温元件，在地电位端在线测量真空开关活动电接触部位的温升的技术，以实现一种可与开关智能控制系统相匹配的高电压真空开关温升在线测量系统。
本发明的技术方案是：
在线测量真空开关出线端温升的系统主要由上出线法兰，真空灭弧室，活动电接触部位，下出线法兰，环氧绝缘筒与电接触支撑，开关金属安装框架，电接触部位感温元件，环境感温元件组成。存在接触电阻的活动电接触部位被电流热效应加温，其温度被环氧绝缘筒与电接触支撑上安装的电接触部位感温元件测出，与安接在开关金属安装框架上的环境感温元件测出的温度之差为真空开关出线端温升；电接触部位感温元件在绝缘前提下尽可能靠近存在接触电阻的活动电接触部位安装；
电接触部位感温元件与环境感温元件作为电桥电路的两个对称臂，两个精密电阻匹配完成平衡臂，保证温升为零输出为零。
电接触部位感温元件与环境感温元件选用高温度系数及高稳定性的同参数铂电阻，匹配精密电阻R0、恒压源U1根据所需测量精度选取工业级器件或单元。
环氧绝缘筒支撑活动电接触部位，温度按某种已知的规律传导至距离最近的、安装在电位安全区的感温元件，另一个环境感温元件可安装在开关金属安装框架上。出线端温升由电接触部位的温度与环境温度之差决定，把电接触部位感温元件和环境感温元件组成电桥结构可以直接取到温升信号。
该系统采用传统测温元件，利用开关现有绝缘层完成电位隔离，利用双测温元件差动输出直接得到温升信号，比较容易克服电磁干扰，依据实测材料热阻以及感温元件参数等数据可实现电接触部位温升在线测量。
本发明的有益效果是克服传统温度测量方法在高压真空开关的温升测量中的困难，实现温升在线测量，并使传输的信号可直接连到智能开关控制系统，解决了常规高压开关在温升在线测量方面的瓶颈。该技术涉及的温升在线测量系统结构简单、工业实现方便，运行可靠、寿命长，并不受外界环境干扰，可实现高压真空开关的智能测量。
附图说明
图1是真空开关出线端温升在线测量的传感元件布置示意图。
图中：1上出线法兰；2真空灭弧室；3活动电接触部位；4下出线法兰；5环氧绝缘筒与电接触支撑；6开关金属安装框架；7电接触部位感温元件；8环境感温元件。
图2是以热电阻为感温元件的温差测量电桥电路图。
图中：R1为图1中的电接触部位热电阻7；R2为图1中的环境温度热电阻8；R0为匹配精密电阻；U1为恒压源；U2为反映真空开关出线端温升的系统输出信号。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
当系统电流由上出线法兰1、真空灭弧室2、活动电接触部位3到下出线法兰4流过，存在接触电阻的活动电接触部位3被电流热效应加温，其温度被环氧绝缘筒与电接触支撑5上安装的电接触部位感温元件7测出，与开关金属安装框架6上的环境感温元件8测出的温度之差即为真空开关出线端温升温升。电接触部位感温元件7的安装位置在保证绝缘的前提下尽可能靠近存在接触电阻的活动电接触部位3。
利用电桥电路，分别把电接触部位感温元件7与环境感温元件8接为电桥的两个对称臂，另用两个精密电阻匹配完成平衡臂。参照图2，当感温元件7与感温元件8输出信号不同时，系统输出U2即可与电接触部位感温元件7数值一一对应，从而得到所测温升值。
具体实施例的电接触部位感温元件7与环境感温元件8选择同参数铂电阻，以保证足够的温度系数及其稳定性，匹配精密电阻R0、恒压源U1可根据所需测量精度选取工业级器件或单元；系统输出信号U2通过隔离器进入A/D转换变成数字信号输出。
Claims (2)
1.一种真空开关出线端温升的电桥在线测量系统，包括上出线法兰(1)、真空灭弧室(2)、活动电接触部位(3)、下出线法兰(4)、环氧绝缘筒与电接触支撑(5)、开关金属安装框架(6)、电接触部位感温元件(7)和环境感温元件(8)；其特征在于，存在接触电阻的活动电接触部位(3)被电流热效应加温，其温度被环氧绝缘筒与电接触支撑(5)上安装的电接触部位感温元件(7)测出，与安接在开关金属安装框架(6)上的环境感温元件(8)测出的温度之差为真空开关出线端温升；电接触部位感温元件(7)在绝缘前提下尽可能靠近存在接触电阻的活动电接触部位(3)安装；
电接触部位感温元件(7)与环境感温元件(8)作为电桥电路的两个对称臂，两个精密电阻匹配完成平衡臂，保证温升为零输出为零。
2.根据权利要求1所述的真空开关出线端温升的电桥在线测量系统，其特征在于；电接触部位感温元件(7)与环境感温元件(8)选用高温度系数及高稳定性的同参数铂电阻，匹配精密电阻、恒压源U1根据所需测量精度选取工业级器件。
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