CN104568193A - 电力系统高低压发热部位自动指示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的电力系统高低压发热部位自动指示器结构简单，体积小，便以运输和安装。以TiNi双程记忆合金智能弹簧感温元件，通过TiNi双程记忆合金智能弹簧感知易发热的接点上的温度使TiNi双程记忆合金智能弹簧发生机械运动来控制红色指示旗的弹出来显示易发热的接点上。电力系统高低压发热部位自动指示器不需要能源，不受环境温度、湿度、风速以及遮挡物等环境条件的限制，可为实现节约能源和控制接点发热缺陷提供高效的保证，可广泛的应用于电力系统连接处以监控接头发热。电力系统高低压发热部位自动指示器是一种经济、节能、实用的产品，该技术有着良好的应用价值和应用前景，具有很好的经济和社会效益。

Description

电力系统高低压发热部位自动指示器

技术领域

本发明涉及对新型记忆合金材料的应用技术领域，具体涉及一种电力系统高低压发热部位自动指示器。

背景技术

输电线路在整个电力系统中占据重要的地位，其运行状态直接影响电力系统的安全及效益，消除线路缺陷，减少故障是电力系统保障输电线路安全的重要工作。输电线路故障中接点断路故障是最常见的，也是线路中的薄弱环节，在运行中经常出现发热烧坏的现象。特别是夏季，在电力超负荷的情况下，高压输电线路最容易出现发热故障。造成接点发热的原因主要由以下三种：接触面氧化腐蚀、导线接头松动和安装质量差。高压、超高压、特高压输电线路在导线连接时就会在接触面存在接触电阻，接触良好，接触电阻就小，对线路影响甚小；若连接不牢或其他原因使接点接触不良，则会导致因接触电阻大而发热，加剧接触面的氧化，使接触电阻不断增大，发热更加剧烈，温度不断升高，造成恶性循环，致使连接点金属变色甚至熔化。低压配电设备运行中同样存在连接点连接不牢、氧化和安装质量差等缺陷造成的发热故障，也同样能引起重大的供电事故。总之，高低压输电线路的发热缺陷故障可导致供电中断，造成大量的停电事故，严重时甚至会造成电网解列，给国民经济造成严重损失。目前，我国对高压输电线路等的检测经验还比较缺乏，仍没有高压交流、直流线路金具具体的发热标准电力系统通常检测高压架空线路温度首先是人工现场测量，其方法主要有：遥视温度贴片法；远距离红外测温仪法；其次是实时在线监测法，在线测温目前由三种方案——红外式、光纤式、无线式。两种检测方法存在的缺陷：人工现场测量法：（1）遥视温度贴片法，即预先在导线连接点吸附多个不同颜色的温度贴片，它们会在不同温度下融化，通过望远镜观察各贴片融化情况，来判断温度大致范围。吸附多个温度贴片，因为高空作业，工作量大，增加了测试人员的危险性，并且通过望远镜观察贴片融化情况，来判断温度大致范围，准确性低。（2）利用远距离红外测温仪，这也是目前用的比较普遍的方法。采用远红外检测输电线路耐张跳线连接点发热测温工作，必须严格按DL/T 664规定的工作时间段和环境气象条件进行，同时注意红外测温仪器的空间分辨率的规定，当测温扫描位置距连接点距离大于30m时，进行红外测温人员登上杆塔进行检测扫描，以求接点发热的准确性。远距离红外测温仪只有在阴暗天气背景下才可较准确的观测，雨天无法使用，且误差大，成本极高。高压线路红外检测故障的判别方法有三种：绝对温差法：以被测目标附近1m远处的线路或导线正常运行下的最高温度作参考温度Ta,被测量目标的温度则为T，判断热缺陷可应用△T=T-Ta来判断，此种检测方法虽然可消除由于太阳辐射引起附加温升的影响，还能减少由于检测距离、风俗、环境温度、湿度等不准确参数带来的误差。但是由于是以被测目标附近1m远处的线路或导线正常运行下的最高温度作参考温度，检测不太精确还是有一定的误差。警戒温升法：通过输电线路发热处的相对环境温度温升情况判断热缺陷。应用警戒温升表，对不同负荷电流下的导线接头发热点进行检测，若检测点相对环境温度的温升超过警戒温升表所规定的温度时，就可以判断为热缺陷。与导线接头不同的是，应用红外检测线路时存在不足之处。首先，对于高压直流与交流线路而言，在同负荷电流及同环境、同材料条件下，由于临近效应的影响，交流线路比直流线路发热严重，而难以根据负荷电流与导线型号规格警戒温升，具有一定的局限性。其次，不同的材料和设备，它们的发热特性均不同，在不同的条件下，允许的温升有所不同。第三，对于架空的高压输电线路来说，由于受到较多条件限制，难以准确测量环境湿度、温度、风速与检测距离。通常，仅仅采用地面环境的湿度、温度和风速作为线路的检测参数，以估计形式得出检测距离，所测出的发热点和环境温度的温升有较大的误差，最终导致热缺陷的判断误差。台账分析法：红外技术台账会记录原始的信息数据，可将测量结果直接与台账上的数据作比较后展开分析。在线路诊断中无任何异常时，即可分析此线路在不同时间的红外检测结果，如线路温场的分布情况、温度和温升变化，进而掌握线路发热的整体变化趋势，保证分析判断结果的准确性。目前，由于各方面条件的限制，红外技术台账的简历并不完善，在运行上还存在一定缺陷，最大原因在于：（1）厂家所提供的原始资料中缺乏相关的红外检测数据。当前，变压器、大型发电机等重要设备才备有红外检测数据。（2）多数电力公司为积极展开设备红外技术台账的建立工作，使得这种方法未能广泛应用下去，由此可见，台账分析法在应用中存在较大困难。这些人工现场测量都具有其固有的缺点：受天气影响很大，不能随时检测，大部分线路地理上分布很广，出车检测一次要浪费大量的人力物力。实时在线监测法：红外式：是利用安装在远端的红外温度传感器对被测点进行测温，它具有非接触，不易受电磁干扰的优点。但对于高压电力导线来说，由于被测目标太小，受安装限制其测量距离又不能太近，因此要求传感器的距离系数D:S（距离与被测目标直径之比）相当大，目前还没有合适的产品，市面上有一种双色测温仪可以测远距离小目标的温度，但只针对500-c以上的测量目标。另外红外传感器只能安装在线路旁边的杆塔上，与被测点之间不能有阻挡物，切实经需要精确地对准目标，实际安装时很难实现。光纤式：是把光纤温度传感器直接去安装在线路接点上，通过光纤把数据传送给下位机，光纤具有高绝缘性能，不受电磁场干扰，在室内高场强环境下应用可行。但在野外却有新的问题：大气中的雨、露若沾附在光纤表面就会降低绝缘性能，引发安全事故。一个补救的方法是在光纤中间串接一串绝缘子，但又显得过于笨重，不已安装，而且在检测导线接点时一个杆塔附近要检测十几个点，上述两种方法对一个点使用一个传感器，成本都过高。无线式：在每相导线上安装一个微控制模块，此模块外接若干个温度采集探头测量该相导线上的若干接点和和导线的温度，然后把模块采集到的温度数据通过无线通信方式发送给安装在杆塔上的设备。这种方法不影响输电线路的安全性能。但存在无线通信受导线附近电磁场干扰大，测温模块的电源供给困难，温度采集精度易受高压电场影响等问题，并且检测成本高。

总之，利用以上几种检测方法检测发热缺陷，不仅劳动强度大，精度低，而且大多需要能源，检测复杂，检测成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种体积小、便于安装、不受环境温度、湿度、风速以及遮挡物等环境条件的限制的电力系统高低压发热部位自动指示器，主要用于电力系统高低压电路中关键发热部位当温度升至危险值时起检测和警示作用。

为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：

一种电力系统高低压发热部位自动指示器，包括连接铜板，所述连接铜板一端连接在易发热的接点上，所述连接铜板另一端连接铜管，所述铜管内设置TiNi记忆合金双程弹簧，所述TiNi记忆合金双程弹簧一端连接弹簧座，所述弹簧座设置在铜管一端，所述铜管的另一端竖直连接旗筒，所述旗筒下端竖直连接弹簧筒，所述旗筒内设置金属杆，所述金属杆上设置红色指示旗，所述弹簧筒内设置TiNi记忆合金超弹性弹簧，所述金属杆与TiNi记忆合金超弹性弹簧一端连接，所述TiNi记忆合金超弹性弹簧另一端连接弹簧筒底部，所述TiNi记忆合金超弹性弹簧与挡板上的宽槽孔适配，所述挡板设置在旗筒与弹簧筒之间，所述挡板上的长槽孔内安装金属杆，所述挡板连接挡板连接块，所述挡板连接块连接TiNi记忆合金双程弹簧的另一端。

所述铜管的另一端设置法兰，所述法兰上端竖直连接旗筒，所述法兰下端竖直连接弹簧筒，所述挡板横穿法兰。

所述旗筒上端设置端盖，所述金属杆和红色指示旗可穿出端盖。

所述铜管、连接铜板和弹簧座通过十字槽盘头螺钉和六角螺母连接在一起。

所述TiNi记忆合金双程弹簧一端通过开口销固定在弹簧座上。

本发明采用无源的TiNi双程记忆合金智能弹簧为智能感温元件， TiNi双程记忆合金智能弹簧通过感知易发热的接点上的温度，随着温度的变化TiNi双程记忆合金智能弹簧而产生形变，由形变产生动力，来带动挡板连接块运动，从而推动挡板运动，在高低压输电线路运行过程中，发热部位的温度逐渐升高，当温度达到TiNi双程记忆合金智能弹簧设定温度时，TiNi双程记忆合金智能弹簧变硬逐渐伸长，弹簧输出的力量逐渐增大，推动挡板连接块，从而带动挡板逐渐向右运动，当挡板上的宽槽孔对准金属杆大端面时，TiNi记忆合金超弹性弹簧从挡板宽槽孔弹出，推动金属杆向上运动，金属杆上的红色旗子被推出旗筒展开，巡线员发现后就可以知道该处连接部位已经发热，立即进行处置，以避免事故的发生。故障排除后，连接部位温度降低， TiNi双程记忆合金智能弹簧因温度降低而变软逐渐缩短，巡线员将带有红色旗子的金属杆向下压回旗筒下部，挡板连接块带动挡板逐渐向左运动，挡板上的宽槽孔错过金属杆大端面，挡板将TiNi记忆合金超弹性弹簧压回弹簧筒内，金属杆细杆部分滑入挡板的长槽孔内，红色旗子收回旗筒，供下次重复使用。

本发明电力系统高低压发热部位自动指示器结构简单，体积小，便以运输和安装。其TiNi双程记忆合金智能弹簧感温元件，是一个无源执行元件，具有结构和加工工艺简单、灵敏度高、感温线性好、安全性高、性能稳定可靠、寿命长、节约能源、环保、安装简便、免维护、抗疲劳、耐腐蚀等优点，其性能和工艺性都优于其他感温执行元件。电力系统高低压发热部位自动指示器不需要能源，不受环境温度、湿度、风速以及遮挡物等环境条件的限制，可为实现节约能源和控制接点发热缺陷提供高效的保证，可广泛的应用于电力系统连接处以监控接头发热。电力系统高低压发热部位自动指示器是一种经济、节能、实用的产品，该技术有着良好的应用价值和应用前景，具有很好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖视图；

图3为本发明挡板结构示意图；

图中：1-连接铜板  2-弹簧座  3-铜管  4-TiNi记忆合金双程弹簧  5-挡板连接块  6-弹簧筒  7-挡板  8-法兰  9-旗筒  10-TiNi记忆合金超弹性弹簧  11-端盖  12-金属杆  13-红色指示旗  14-内六角平端螺钉  15-内六角螺母  16-十字槽盘头螺钉  17-开口销  18-宽槽孔  19-长槽孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：

如图1、图2、图3所示，一种电力系统高低压发热部位自动指示器，包括连接铜板1，将连接铜板1一端连接在易发热的接点上用于传递温度，连接铜板1另一端连接铜管3，在铜管3内部安装TiNi记忆合金双程弹簧4，TiNi双程记忆合金智能弹簧4的感温元件是一个无源执行元件，具有结构和加工工艺简单、灵敏度高、感温线性好、安全性高、性能稳定可靠、抗疲劳、耐腐蚀、寿命长、节约能源、环保、安装简便等优点。其中TiNi记忆合金双程弹簧4一端通过开口销17固定在弹簧座2上，铜管3、连接铜板1和弹簧座2通过十字槽盘头螺钉16和六角螺母15连接在一起安装在铜管3的一端。在铜管3的另一端安装法兰8，法兰8上端竖直通过螺纹连接旗筒9，法兰8下端竖直通过螺纹连接弹簧筒6，旗筒9内设置金属杆12，旗筒9上端设置端盖11，金属杆12上设置红色指示旗13，金属杆12和红色指示旗13可穿出端盖11，挡板7横穿法兰8位于旗筒9和弹簧筒6之间。弹簧筒6内安装TiNi记忆合金超弹性弹簧10， TiNi记忆合金超弹性弹簧10弹性好，耐酸性，耐腐蚀，不锈；抗疲劳，可保证旗子弹出。金属杆12与TiNi记忆合金超弹性弹簧10一端连接， TiNi记忆合金超弹性弹簧10另一端连接弹簧筒6底部， TiNi记忆合金超弹性弹簧10与挡板7上的宽槽孔18适配，挡板7上的长槽孔19竖直插入金属杆12，挡板7连接挡板连接块5，挡板连接块5连接TiNi记忆合金双程弹簧4的另一端。

本发明采用无源的TiNi双程记忆合金智能弹簧4为智能感温元件， TiNi双程记忆合金智能弹簧4通过连接铜板1感知易发热的接点上的温度，随着温度的变化TiNi双程记忆合金智能弹簧4而产生形变，由形变产生动力，来带动挡板连接块5运动，从而推动挡板7运动。在高低压输电线路运行过程中，发热部位的温度逐渐升高，当温度达到TiNi双程记忆合金智能弹簧4设定温度时，TiNi双程记忆合金智能弹簧4变硬逐渐伸长，弹簧输出的力量逐渐增大，推动挡板连接块5，从而带动挡板7逐渐向右运动，当挡板7上的宽槽孔18对准金属杆12大端面时，TiNi记忆合金超弹性弹簧4从挡板7的宽槽孔18弹出，推动金属杆12向上运动，金属杆12上的红色旗子13被推出旗筒9展开，巡线员发现后就可以知道该处连接部位已经发热，立即进行处置，以避免事故的发生。故障排除后，连接部位温度降低， TiNi双程记忆合金智能弹簧4因温度降低而变软逐渐缩短，巡线员将带有红色旗子13的金属杆12向下压回旗筒9下部，挡板连接块5带动挡板7逐渐向左运动，挡板7上的宽槽孔18错过金属杆12大端面，挡板7将TiNi记忆合金超弹性弹簧压10回弹簧筒6内，金属杆12细杆部分滑入挡板7的长槽孔19内，红色旗子13收回旗筒9，供下次重复使用。

Claims (5)

1.一种电力系统高低压发热部位自动指示器，其特征在于：包括连接铜板（1），所述连接铜板（1）一端连接在易发热的接点上，所述连接铜板（1）另一端连接铜管（3），所述铜管（3）内设置TiNi记忆合金双程弹簧（4），所述TiNi记忆合金双程弹簧（4）一端连接弹簧座（2），所述弹簧座（2）设置在铜管（3）一端，所述铜管（3）的另一端竖直连接旗筒（9），所述旗筒（9）下端竖直连接弹簧筒（6），所述旗筒（9）内设置金属杆（12），所述金属杆（12）上设置红色指示旗（13），所述弹簧筒（6）内设置TiNi记忆合金超弹性弹簧（10），所述金属杆（12）与TiNi记忆合金超弹性弹簧（10）一端连接，所述TiNi记忆合金超弹性弹簧（10）另一端连接弹簧筒（6）底部，所述TiNi记忆合金超弹性弹簧（10）与挡板（7）上的宽槽孔（18）适配，所述挡板（7）设置在旗筒（9）与弹簧筒（6）之间，所述挡板（7）上的长槽孔（19）内可穿过金属杆（12），所述挡板（7）连接挡板连接块（5），所述挡板连接块（5）连接TiNi记忆合金双程弹簧（4）的另一端。

2.根据权利要求1所述的电力系统高低压发热部位自动指示器，其特征在于：所述铜管（3）的另一端设置法兰（8），所述铜管（3）和法兰（8）通过十字槽盘头螺钉（16）连接在一起，所述法兰（8）上端竖直连接旗筒（9），所述法兰（8）下端竖直连接弹簧筒（6），所述挡板（7）横穿法兰（8）。

3.根据权利要求1或2所述的电力系统高低压发热部位自动指示器，其特征在于：所述旗筒（9）上端设置端盖（11），所述金属杆（12）和红色指示旗（13）可穿出端盖（11）。

4.根据权利要求3所述的电力系统高低压发热部位自动指示器，其特征在于：所述铜管（3）、连接铜板（1）和弹簧座（2）通过十字槽盘头螺钉（16）和六角螺母（15）连接在一起。

5.根据权利要求1或4所述的电力系统高低压发热部位自动指示器，其特征在于：所述TiNi记忆合金双程弹簧（4）一端通过开口销（17）固定在弹簧座（2）上，TiNi记忆合金双程弹簧（4）另一端通过另一个开口销（17）固定在挡板连接块（5）上。