CN104635804A - 一种断路器高压引线温度报警装置及报警方法 - Google Patents

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本发明公开一种断路器高压引线温度报警装置及报警方法，该装置包括热敏电阻回路，电压比较器，三极管和LED灯；通过贴片热敏电阻采集断路器高压引线温度，根据热敏电阻的负温度特性，测量热敏电阻串联回路中电流的变化，采集热敏电阻回路中定值电阻两端的电压，并将此电压信号输入电压比较器中，与给定电压信号进行比较控制电压比较器输出高低电平，使用电压比较器的输出电压信号驱动门电路控制LED灯的亮灭实现报警功能。整个报警装置结构简单，操作方便，能准确实现断路器高压引线的温度报警。

Description

一种断路器高压引线温度报警装置及报警方法
技术领域
本发明属于电力设备运行状态监测领域，特别涉及一种断路器高压引线温度报警装置及报警方法。
背景技术
高压断路器在电网中起保护与控制作用，当它发生故障或事故时会引起电网事故或扩大事故，造成相当的经济及其它方面的损失。而随着社会经济的不断发展，电力系统电压等级和装机容量不断增大，用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，这给高压断路器的可靠性提出了更高的要求。
高压引线是断路器的重要组成部分，监测断路器高压引线的温度，可以在高压引线特别是线路接头温度较高时对潜在的断路器故障进行维修，减少突发事件的发生，提高电力系统的可靠性。
目前关于断路器高压引线温度监测的研究并不多，对断路器的温度监测也主要是集中在开关触头的温度监测，缺乏对高压引线温度系统的、定性的研究。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种断路器高压引线的温度报警装置及其报警方法，该装置基于贴片热敏电阻感温原理，充分考虑断路器高压引线温度超过限定时的报警功能。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种断路器高压引线的温度报警装置，该装置通过贴片热敏电阻采集断路器高压引线温度，根据热敏电阻的负温度特性，测量热敏电阻串联回路电流的变化，并用此电流信号驱动门电路控制LED灯的亮灭实现报警功能。
所述断路器高压引线的温度报警装置，包括热敏电阻回路，电压比较器，三极管及LED灯；所述热敏电阻回路是由贴片热敏电阻R、定值电阻R0、滑动变阻器R1及直流电源串联形成的闭合回路；其中，所述贴片热敏电阻R安装在断路器高压引线接头或线夹处，所述直流电源为热敏电阻回路供电，所述滑动变阻器R1调节回路中电流以控制定值电阻R0两端的电压U0；所述电压U0通过光纤传输至电压比较器的正极性端输入，电压比较器的负极性端接一定值电压Uin，Uin由断路器高压引线的报警温度及热敏电阻回路决定；电压比较器的输出端接三极管的基极，三极管的集电极与LED灯串联，串联回路用直流电源供电，该直流电源与电压比较器电源及热敏电阻回路电源为同一电源；三极管的发射极接地。
进一步，所述定值电压Uin为贴片热敏电阻温度为70℃时，调节滑动变阻器得到的热敏电阻回路中定值电阻R0两端的电压值Uin。
进一步，所述直流电源为3V，直流电源采用电池供电，所述定值电压Uin为1V。
进一步，所述贴片热敏电阻R为负温度系数热敏电阻。
同时，本发明还提供了一种使用上述断路器高压引线的温度报警装置实现断路器高压引线温度报警的方法，包括以下步骤：
(1)选择断路器高压引线的接头或线夹处为监测点；
(2)将贴片热敏电阻安装在断路器高压引线的接头或线夹处；
(3)将贴片热敏电阻R、定值电阻R0、滑动变阻器R1及直流电源串联形成闭合回路，其中，直流电源为热敏电阻回路供电，滑动变阻器R1调节回路中电流以控制定值电阻R0两端的电压U0；当断路器高压引线的接头或线夹处的温度上升时，贴片热敏电阻R的阻值减小，串联回路中电流增大，定值电阻R0上的电压随电流增大而增大。
(4)取定值电阻R0两端电压U0，用光纤进行传输；
(5)将电压信号U0正极性端(A)输入电压比较器的正极性端(A)，电压信号U0负极性端(B)接地，电压比较器的负极性端(C)接一定值电压Uin，其中，所述定值电压Uin通过以下方式确定：设置报警温度为70℃，将热敏电阻加热到70℃，调节滑动变阻器R1，控制定值电阻R0上的电压取合适值，该电压值即为Uin的取值，同时，Uin通过调节滑动变阻器R2取R3两端电压得到，调节R2，控制R3两端电压Uin为1V，Uin接电压比较器负极性端(C)；
(6)设定好Uin取值后，滑动变阻器R1和R2固定；当高压引线温度低于70℃时，定值电阻R0两端电压U0低于Uin，电压比较器输出低电平，反之输出高电平；
(7)将电压比较器的输出电压信号作为三极管的触发信号，通过输出电压信号控制三极管开断，当所述输出电压信号为高电平时，三极管正向导通；反之关断；
(8)将三极管与LED灯串联，串联回路用直流电源供电，该电源与电压比较器的电源及热敏电阻回路电源为同一电源；当三极管正向导通时，LED灯亮，实现对断路器高压引线的温度报警。
本发明的有益效果在于：本发明采用贴片热敏电阻采集断路器高压引线温度，贴片温度传感器具有很高的灵敏度，能准确反映高压引线的温度变化。通过电压比较器能够准确的控制输出高低电平，从而控制门电路的开断。整个报警装置结构简单，操作方便，能准确实现断路器高压引线的温度报警功能。
附图说明
图1为断路器高压引线的温度报警装置示意图；
图2为热敏电阻回路；
图3为报警回路。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明：
参见图1，本发明的断路器高压引线的温度报警装置包括热敏电阻回路，电压比较器，三极管及LED灯；热敏电阻回路的定值电阻R0两端的电压由光纤传输至电压比较器，电压比较器的输出信号触发三极管，三极管导通时LED灯亮，实现对断路器高压引线的温度报警。
参见图2，热敏电阻回路由负温度系数贴片热敏电阻R、定值电阻R0、滑动变阻器R1及3V直流电源串联形成闭合回路；其中，贴片热敏电阻R安装在断路器高压引线接头或线夹处，直流电源为热敏电阻回路供电，滑动变阻器R1调节回路中电流以控制定值电阻R0两端的电压U0。
参见图3，定值电阻R0两端的电压U0通过光纤传输至电压比较器的正极性端输入，电压比较器的负极性端接一定值电压Uin，Uin由断路器高压引线的报警温度及热敏电阻回路决定，现行输电线路设计标准要求最高负荷时导线最高温度为70℃，接头或线夹由于腐蚀或紧固螺栓松动就会造成过热现象，温度远远高于导线温度，所以设置报警温度为70℃，将热敏电阻加热到70℃，调节滑动变阻器，控制定值电阻R0上的电压取值合适，一般取1V，该电压即为Uin的取值；电压比较器的输出端接三极管的基极，三极管的集电极与LED灯串联，串联回路用3V的直流电源供电，该直流电源与电压比较器的电源及热敏电阻回路的电源为同一电源；三极管的发射极接地。
使用上述断路器高压引线的温度报警装置实现报警的具体实施步骤如下：
1、选取监测点。断路器高压引线的接头和线夹处接触电阻较大，在流过负荷电流时，受到电流的热效应，会产生巨大的热量。所以选择引线接头作为温度监测点。
2、将贴片热敏电阻安装在断路器高压引线接头或线夹处。
3、将贴片热敏电阻R、定值电阻R0、滑动变阻器R1及直流电源串联形成闭合回路，直流电源为回路供电，滑动变阻器R1用于调试回路中电流以控制定值电阻R0两端电压U0，如图2。
4、取定值电阻R0两端电压U0，用光纤进行传输。
5、将电压信号U0正极性端(A)输入电压比较器的正极性端(A)，电压信号U0负极性端(B)接地，电压比较器负极性端(C)接一定值电压Uin，Uin由热敏电阻回路决定，电压比较器电源采用直流电源供电。现行输电线路设计标准要求最高负荷时导线最高温度为70℃，接头或线夹由于腐蚀或紧固螺栓松动就会造成过热现象，温度远远高于导线温度，所以设置报警温度为70℃。将热敏电阻加热到70℃，调节滑动变阻器，控制定值电阻R0上的电压取值合适，一般取1V，该电压即为Uin的取值；具体地，Uin通过调节滑动变阻器R2取R3两端电压得到，调节R2，控制R3两端电压Uin为1V，Uin接电压比较器负极性端(C)；
6、调节好Uin取值后，滑动变阻器不能再动。当高压引线温度低于70℃时，定值电阻R0两端电压U0低于Uin，电压比较器输出低电平，反之输出高电平。
7、将电压比较器输出电压信号作为门电路的触发信号，门电路选用三极管。当该电压信号为高电平时，三极管正向导通。
8、将三极管与LED灯串联，串联回路用3V的直流电源供电，该直流电源与电压比较器的电源及热敏电阻回路的电源为同一电源。当三极管正向导通时，LED灯亮，实现断路器高压引线的温度报警功能。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种断路器高压引线温度报警装置，其特征在于：优选的，包括热敏电阻回路，电压比较器，三极管和LED灯；所述热敏电阻回路是由贴片热敏电阻R、定值电阻R0、滑动变阻器R1及直流电源串联形成的闭合回路；其中，所述贴片热敏电阻R安装在断路器高压引线接头或线夹处，所述直流电源为热敏电阻回路供电，所述滑动变阻器R1调节回路中电流以控制定值电阻R0两端的电压U0；所述电压U0通过光纤传输至电压比较器的正极性端输入，电压比较器的负极性端接一定值电压Uin，Uin由断路器高压引线的报警温度及热敏电阻回路决定；电压比较器的输出端接三极管的基极，三极管的集电极与LED灯串联，串联回路用直流电源供电，该直流电源与电压比较器电源及热敏电阻回路电源为同一电源；三极管的发射极接地。
2.根据权利要求1所述的一种断路器高压引线温度报警装置，其特征在于：所述定值电压Uin为贴片热敏电阻温度为70℃时，调节滑动变阻器得到的热敏电阻回路中定值电阻R0两端的电压值Uin。
3.根据权利要求2所述的一种断路器高压引线温度报警装置，其特征在于：所述直流电源为3V，直流电源采用电池供电；所述定值电压Uin为IV。
4.根据权利要求2所述的一种断路器高压引线温度报警装置，其特征在于：所述贴片热敏电阻R为负温度系数热敏电阻。
5.一种使用权利要求1.4中任一项所述的断路器高压引线温度报警装置实现断路器高压引线温度报警的方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)选择断路器高压引线的接头或线夹处为监测点；
(2)将贴片热敏电阻安装在断路器高压引线的接头或线夹处；
(3)将贴片热敏电阻R、定值电阻R0、滑动变阻器R1及直流电源串联形成闭合回路，其中，直流电源为热敏电阻回路供电，滑动变阻器R1调节回路中电流以控制定值电阻R0两端的电压U0；
(4)取定值电阻R0两端电压U0，用光纤进行传输；
(4)将电压信号U0正极性端A输入电压比较器的正极性端A，电压信号U0负极性端B接地，电压比较器的负极性端C接一定值电压Uin，其中，所述定值电压Uin通过以下方式确定：设置报警温度为70℃，将热敏电阻加热到70℃，调节滑动变阻器R1，控制定值电阻R0上的电压取合适值，该电压值即为Uin的取值；同时，Uin通过调节滑动变阻器R2取R3两端电压得到，调节R2，控制R3两端电压Uin为IV，Uin接电压比较器负极性端C；
(6)设定好Uin取值后，滑动变阻器R1和R2固定；当高压引线温度低于70℃时，定值电阻R0两端电压U0低于Uin，电压比较器输出低电平，反之输出高电平；
(7)将电压比较器的输出电压信号作为三极管的触发信号，当所述输出电压信号为高电平时，三极管正向导通；
(8)将三极管与LED灯串联，串联回路用直流电源供电，该直流电源与电压比较器的电源及热敏电阻回路电源为同一电源；当三极管正向导通时，LED灯亮，实现对断路器高压引线的温度报警。
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