CN103575404A - 一种用于gis的可拆装内置式红外测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，包括红外透视窗、红外测温传感器本体、全密封壳体、第一安装法兰、第二安装法兰、电路保护壳和信号放大和处理电路；红外透视窗与红外测温传感器本体连接，红外测温传感器本体位于全密封壳体内部；全密封壳体一端通过第一安装法兰和GIS固定，另一端通过第二安装法兰和电路保护壳连接；信号放大和处理电路位于电路保护壳内部。本发明灵活可拆装，全密封壳体与红外测试传感器本体安全独立，且具有良好的密封和耐压性能，红外感温传感器本体和全密封壳体安装在GIS气室外，便于红外感温系统在GIS运行条件下校验、维护和更换；可在不影响GIS正常运行的情况下拆装，且不影响GIS内部电场结构及密封性能要求。

Description

一种用于GIS的可拆装内置式红外测温装置

技术领域

本发明涉及一种测温装置，具体讲涉及一种用于GIS的可拆装内置式红外测温装置。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备（Gas insulated metal enclosed switchgear，GIS）由于其维护工作量少、占地面积小、可靠性高等众多优点，越来越多的应用到电力系统中，但一旦发生故障，维修成本高，周期长，严重影响电网正常运行，温度监测作为电力系统故障诊断的一个重要手段，有利于发现GIS设备初期故障，防止事故扩大，为GIS设备的正常运行提供进一步的保障。GIS负载电流过大、连接部件松动、开关合闸不到位或触头磨损等均可能造成导电接触部位温升过高，实时监测高压设备的热点温度，对于提高设备的安全运行，延长设备使用寿命，及时判断设备的负荷能力以提高设备的经济效益，减轻人员负担等都具有非常现实的意义。

目前，在线测温技术主要应用在高压开关柜上，常用的测温方法有普通测温法、红外测温法、光纤光栅测温法及无线测温法。由于GIS是全封闭设备，受限于其内部绝缘要求、引出部分的密封性能及预埋内部传感器的使用寿命等，使得普通测温法、光纤光栅测温法及常规无线测温法均不能应用到GIS内部导体触头在线测温上，目前国内外学者仅在红外辐射探测技术和红外热诊断技术方面做了研究，仍未现场应用，且其可靠性、测量精度及影响因素等方面均须深入研究。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，该装置可在不影响GIS正常运行的情况下拆装，且不影响GIS内部电场结构及密封性能要求。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，所述装置包括红外透视窗、红外测温传感器本体、全密封壳体、第一安装法兰、第二安装法兰、电路保护壳和信号放大和处理电路；所述红外透视窗与所述红外测温传感器本体连接，所述红外测温传感器本体位于所述全密封壳体内部；所述全密封壳体一端通过所述第一安装法兰和GIS固定，其与第一安装法兰之间通过焊接方式固定，全密封壳体另一端通过第二安装法兰和电路保护壳连接，其与第二安装法兰之间通过螺母连接；所述信号放大和处理电路位于所述电路保护壳内部。

所述第一安装法兰包括与GIS本体连接的第三安装法兰和与全密封壳体连接的第四安装法兰。

所述第三安装法兰的直径大于第四安装法兰的直径。

所述红外透视窗包括石英玻璃窗、紧固件和密封圈；所述石英玻璃窗通过紧固件固定在第三安装法兰上，所述石英玻璃窗和紧固件之间设有密封圈。

所述红外测温传感器本体包括光学透镜和红外测温传感器，所述光学透镜一端安装在所述红外测温传感器上，另一端与石英玻璃窗连接，所述光学透镜和石英玻璃窗之间设有密封圈。

通过石英玻璃窗和光学透镜将红外热辐射信号聚焦到红外测温传感器上，所述红外测温传感器采集红外热辐射信号，并将该红外热辐射信号转换为电信号，该电信号通过所述信号放大和处理电路处理后，输出被测目标的温度值。

所述红外测温传感器除连接光学透镜部分的其余部分包裹有绝缘涂层，所述绝缘涂层采用聚四氟乙烯。

所述全密封壳体上设有防爆泄压口。

所述全密封壳体采用的材料是0Cr13Al，其用碳含量为0.075%、硅含量为0.94%、锰含量为0.97%、磷含量为0.035%、硫含量为0.025%、铬含量为14.0%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）该装置具有灵活的可拆装结构，全密封壳体与传感器安装部件安全独立，且传感器安装部件具有良好的密封和耐压性能，红外测温传感器本体和全密封壳体安装在GIS气室外，便于红外测温装置在GIS运行条件下校验、维护和更换；

（2）采用全密封结构设计，红外测温传感器本体与GIS通过第三安装法兰、石英玻璃窗完全密封隔离，使得红外传感器抗干扰能力强；

（3）第三安装法兰、石英玻璃窗和紧固件组成的部件具有密封性能，保证GIS内气体年泄漏率不大于0.5%，且能够承受0.5MPa额定压力，该传感器安装部件通过手孔伸入GIS罐体内部但不超过罐体内壁，不影响GIS罐体内部电场分布；

（4）不锈钢材质的全密封壳体与内部机芯之间完全电气隔离，采用与GIS相同的密封、绝缘防护技术，可保证在实际运行工况下长期稳定运行；

（5）聚四氟乙烯保证了红外测温传感器本体与安装部件的无缝配合；

（6）该装置设有高强度红外石英玻璃窗，保证红外辐射能透射率，不影响红外测温的准确性，且具有良好的密封和耐压性能；

（7）全密封壳体上设置的防爆泄压口，使得一旦发生内部放电故障，产生的电弧不至于伤及人员；

（8）石英玻璃窗采用螺纹紧固件及双重密封圈结构，保证了该窗口处的密封及耐压性能。

附图说明

图1是用于GIS的可拆装红外测温装置纵向剖视图；

其中，1-第三安装法兰，2-第四安装法兰，3-全密封壳体，4-第二安装法兰，5-电路保护壳，6-防爆泄压口，7-绝缘涂层，8-红外测温传感器，9-石英玻璃窗与紧固件之间的密封圈，10-光学透镜，11-石英玻璃窗，12-紧固件，13-位于光学透镜和石英玻璃窗之间的密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1，本发明提供一种用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，所述装置包括红外透视窗、红外测温传感器本体、全密封壳体3、第一安装法兰、第二安装法兰4、电路保护壳5和信号放大和处理电路；所述红外透视窗与所述红外测温传感器本体连接，所述红外测温传感器本体位于所述全密封壳体3内部；所述全密封壳体3一端通过所述第一安装法兰和GIS固定，其与第一安装法兰之间通过焊接方式固定，全密封壳体3另一端通过第二安装法兰4和电路保护壳5连接，其与第二安装法兰4之间通过螺母连接；所述信号放大和处理电路位于所述电路保护壳5内部。

所述第一安装法兰包括与GIS本体连接的第三安装法兰1和与全密封壳体3连接的第四安装法兰2。所述第三安装法兰1的直径大于第四安装法兰2的直径。

所述红外透视窗包括石英玻璃窗11、紧固件12和密封圈9；所述石英玻璃窗11通过紧固件12固定在第三安装法兰1上，所述石英玻璃和紧固件12之间设有密封圈9。

所述红外测温传感器本体包括光学透镜10和红外测温传感器8，所述光学透镜10一端安装在所述红外测温传感器8上，另一端与石英玻璃窗11连接，所述光学透镜10和石英玻璃窗11之间设有密封圈13。凡是温度高于绝对零度的物体都会产生红外辐射。对于具有一定发射率的物体，其红外辐射能与温度存在一定的关系。红外测温传感器8即是基于上述原理，通过光学透镜10将红外热辐射信号聚焦到红外测温传感器8上，所述红外测温传感器8采集红外热辐射信号，并将该红外热辐射信号转换为电信号，该电信号通过所述信号放大和处理电路处理后，输出被测目标的温度值。

所述红外测温传感器8除连接光学透镜10部分的其余部分包裹有绝缘涂层7，所述绝缘涂层7采用聚四氟乙烯。

所述全密封壳体3上设有防爆泄压口6。所述全密封壳体3采用的材料是0Cr13Al，其用碳含量为0.075%、硅含量为0.94%、锰含量为0.97%、磷含量为0.035%、硫含量为0.025%、铬含量为14.0%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。

对于未投运的GIS，上述红外测温传感器本体与红外传感器安装部件作为一个整体，可通过第三安装法兰直接安装到GIS本体上，操作简单，安装便捷。

对于运行中的GIS，红外测温传感器本体可直接通过第四安装法兰2灵活拆装，可在不影响GIS正常运行状态下，对红外测温系统进行校验、维护和更换。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述装置包括红外透视窗、红外测温传感器本体、全密封壳体、第一安装法兰、第二安装法兰、电路保护壳和信号放大和处理电路；所述红外透视窗与所述红外测温传感器本体连接，所述红外测温传感器本体位于所述全密封壳体内部；所述全密封壳体一端通过所述第一安装法兰和GIS固定，其与第一安装法兰之间通过焊接方式固定，全密封壳体另一端通过第二安装法兰和电路保护壳连接，其与第二安装法兰之间通过螺母连接；所述信号放大和处理电路位于所述电路保护壳内部。

2.根据权利要求1所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述第一安装法兰包括与GIS本体连接的第三安装法兰和与全密封壳体连接的第四安装法兰。

3.根据权利要求2所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述第三安装法兰的直径大于第四安装法兰的直径。

4.根据权利要求1所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述红外透视窗包括石英玻璃窗、紧固件和密封圈；所述石英玻璃窗通过紧固件固定在第三安装法兰上，所述石英玻璃窗和紧固件之间设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述红外测温传感器本体包括光学透镜和红外测温传感器，所述光学透镜一端安装在所述红外测温传感器上，另一端与石英玻璃窗连接，所述光学透镜和石英玻璃窗之间设有密封圈。

6.根据权利要求5所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：通过石英玻璃窗和光学透镜将红外热辐射信号聚焦到红外测温传感器上，所述红外测温传感器采集红外热辐射信号，并将该红外热辐射信号转换为电信号，该电信号通过所述信号放大和处理电路处理后，输出被测目标的温度值。

7.根据权利要求5所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述红外测温传感器除连接光学透镜部分的其余部分包裹有绝缘涂层，所述绝缘涂层采用聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述全密封壳体上设有防爆泄压口。

9.根据权利要求8所述的用于GIS的可拆装内置式红外测温装置，其特征在于：所述全密封壳体采用的材料是0Cr13Al，其用碳含量为0.075%、硅含量为0.94%、锰含量为0.97%、磷含量为0.035%、硫含量为0.025%、铬含量为14.0%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。

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