CN107588866A - 一种gis盆式绝缘子温度检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，本发明通过大电流发生器对盆式绝缘子工作回路进行通电，模拟盆式绝缘子的真实工作环境，温度传感器检测盆式绝缘子表面待测量点，通过同轴电缆和气密封电缆连接器法兰与处于GIS设备外部的温度信号接收器进行通信，由于同轴电缆和电缆连接器的抗干扰能力，保证了信号传输的稳定性，采用气密封法兰则可以保证GIS设备腔体内的其密封性，温度信号接收器则将温度传感器检测的温度进行处理输出，通过上述GIS盆式绝缘子温度检测系统可以检测盆式绝缘子在模拟真实工作情况下盆式绝缘子表面待测点的温度，解决了现有技术无法有效对GIS盆式绝缘子进行温度检测的技术问题。

Description

一种GIS盆式绝缘子温度检测系统

技术领域

本发明涉及电力设备检测领域，尤其涉及一种GIS盆式绝缘子温度检测系统。

背景技术

二十世纪八十年代开始我国逐渐采用GIS设备(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘组合式开关设备)，当前大量在运GIS设备运行年限已接近其30年的标称寿命，这些GIS设备绝缘状态是否理想，是否依然能够安全运行及是否提前退运或者延长寿命是电网运维人员极为关心的问题，准确评估现场GIS设备的老化成度，预测设备剩余寿命对于电网的安全运行意义重大。

GIS设备绝缘由气体绝缘(SF6)和固体绝缘(盆式绝缘子)两部分组成，由于GIS绝缘气体具有自恢复性，且易于更换，因此，气体绝缘的长期使用对GIS的老化程度影响较小。但是，固体绝缘是不可恢复的，特别是对于长期高负荷运行中的GIS设备，内部导杆不断发热，盆式绝缘子因长期受到热应力的作用而不断老化，导致绝缘性能下降。

通过运行中盆式绝缘子的温度分布情况，对于评估现场GIS设备老化程度意义重大，但是现有的技术中缺乏对GIS盆式绝缘子的温度检测的相关手段，因此导致了现有技术无法有效对GIS盆式绝缘子进行温度检测的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，解决了现有技术无法有效对GIS盆式绝缘子进行温度检测的技术问题。

本发明提供了一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，包括：温度传感器、同轴电缆、气密封电缆连接器法兰、GIS外壳、大电流发生器和温度信号接收器；

所述GIS外壳内的盆式绝缘子上的待检测点接触设置有所述温度传感器；

所述温度传感器与所述同轴电缆一端通信连接；

所述GIS外壳设置有所述气密封电缆连接器法兰，所述GIS外壳与所述气密封电缆连接器法兰通过螺栓固定连接；

所述同轴电缆的另一端设置有电缆连接器的公头，所述气密封电缆连接器法兰的中心设置有所述电缆连接器的母头，所述GIS外壳设置有用于通过所述电缆连接器的母头的通孔，所述同轴电缆的另一端通过所述电缆连接器的公头和所述电缆连接器的母头与所述气密封电缆连接器法兰通信连接；

所述电缆连接器法兰与所述温度信号接收器通信连接；

所述大电流发生器的两端分别与所述盆式绝缘子所在的电气回路的两端电连接。

优选地，所述电缆连接器为BNC连接器。

优选地，所述气密封电缆连接器法兰为圆盘形。

优选地，所述气密封电缆连接器法兰呈圆周阵列分布设置有四个螺纹孔。

优选地，所述温度传感器通过导热硅胶与所述盆式绝缘子固定连接。

优选地，所述温度传感器具体包括:DS18B20温度感应芯片和金属外壳；

所述DS18B20温度感应芯片设置于所述金属外壳内，所述DS18B20温度感应芯片和所述金属外壳填充有导热硅胶。

优选地，所述温度信号接收器具体包括：信号处理模块和八字型LED数码管；

所述电缆连接器法兰与所述信号处理模块通信连接；

所述信号处理模块与所述八字型LED数码管通信连接。

优选地，还包括：温度信号接收器外壳；

所述温度信号接收器外壳的尺寸为88mm*83mm*41mm，所述信号处理模块和所述八字型LED数码管皆设置于所述温度信号接收器外壳内。

优选地，还包括：上位机；

所述温度信号接收器通过RS485接口与所述上位机通信连接。

优选地，所述同轴电缆为RG-58型电缆。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，包括：温度传感器、同轴电缆、气密封电缆连接器法兰、GIS外壳、大电流发生器和温度信号接收器；所述GIS外壳内的盆式绝缘子上的待检测点接触设置有所述温度传感器；所述温度传感器与所述同轴电缆一端通信连接；所述GIS外壳设置有所述气密封电缆连接器法兰，所述GIS外壳与所述气密封电缆连接器法兰通过螺栓固定连接；所述同轴电缆的另一端设置有电缆连接器的公头，所述气密封电缆连接器法兰的中心设置有所述电缆连接器的母头，所述GIS外壳设置有用于通过所述电缆连接器的母头的通孔，所述同轴电缆的另一端通过所述电缆连接器的公头和所述电缆连接器的母头与所述气密封电缆连接器法兰通信连接；所述电缆连接器法兰与所述温度信号接收器通信连接；所述大电流发生器的两端分别与所述盆式绝缘子所在的电气回路的两端电连接。

本发明通过大电流发生器对盆式绝缘子工作回路进行通电，模拟盆式绝缘子的真实工作环境，温度传感器检测盆式绝缘子表面待测量点，通过同轴电缆和气密封电缆连接器法兰与处于GIS设备外部的温度信号接收器进行通信，由于同轴电缆和电缆连接器的抗干扰能力，保证了信号传输的稳定性，采用气密封法兰则可以保证GIS设备腔体内的其密封性，温度信号接收器则将温度传感器检测的温度进行处理输出，通过上述GIS盆式绝缘子温度检测系统可以检测盆式绝缘子在模拟真实工作情况下盆式绝缘子表面待测点的温度，解决了现有技术无法有效对GIS盆式绝缘子进行温度检测的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统的连接关系示意图；

附图标记如下：

1、温度传感器；2、同轴电缆；3、气密封电缆连接器法兰；4、GIS外壳；5、温度信号接收器；6、上位机；7、电缆连接器的公头；8、电缆连接器的母头；9、盆式绝缘子。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，解决了现有技术无法有效对GIS盆式绝缘子进行温度检测的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种GIS盆式绝缘子温度检测系统的一个实施例，包括：温度传感器1、同轴电缆2、气密封电缆连接器法兰3、GIS外壳4、大电流发生器和温度信号接收器5；

GIS外壳4内的盆式绝缘子9上的待检测点接触设置有温度传感器1；

温度传感器1与同轴电缆2一端通信连接；

GIS外壳4设置有气密封电缆连接器法兰3，GIS外壳4与气密封电缆连接器法兰3通过螺栓固定连接；

同轴电缆2的另一端设置有电缆连接器的公头7，气密封电缆连接器法兰3的中心设置有电缆连接器的母头8，GIS外壳4设置有用于通过电缆连接器的母头8的通孔，同轴电缆2的另一端通过电缆连接器的公头7和电缆连接器的母头8与气密封电缆连接器法兰3通信连接；

电缆连接器法兰与温度信号接收器5通信连接；

大电流发生器的两端分别与盆式绝缘子9所在的电气回路的两端电连接。

需要说明的，温度传感器1的数量示待检测点的数量而定，如八个待检测点则设置八个温度传感器1；

温度传感器1如果采用电子式温度传感器1，则采用两线制并联，其中电源线与数据线共同连接于同轴电缆2的中心导体上，传感器地线则共同连接于同轴电缆2的网状导电层上；

电缆连接器为穿墙连接器；

大电流发生器设置于GIS外壳4的外部；

实验时，温度传感器1紧贴于盆式绝缘子9表面的待测点，密闭GIS腔体并充气，通过大电流发生器对GIS盆式绝缘子9所在的工作回路供电，施加高于2000A的电流，模拟盆式绝缘子9的实际工作情况，温度传感器1检测盆式绝缘子9待测点温度，通过同轴电缆2和气密封电缆连接器法兰3与处于GIS设备外部的温度信号接收器5进行通信，由于同轴电缆2和电缆连接器的抗干扰能力，保证了信号传输的稳定性，采用气密封法兰则可以保证GIS设备腔体内的其密封性，温度信号接收器5则将温度传感器1检测的温度进行处理输出，通过上述GIS盆式绝缘子9温度检测系统可以检测盆式绝缘子9在模拟真实工作情况下盆式绝缘子9表面待测点的温度，解决了现有技术无法有效对GIS盆式绝缘子9进行温度检测的技术问题。

以上是本发明提供的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统的一个实施例，一下的本发明提供的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统的另一个实施例。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种GIS盆式绝缘子温度检测系统的另一个实施例，包括：温度传感器1、同轴电缆2、气密封电缆连接器法兰3、GIS外壳4、大电流发生器和温度信号接收器5；

GIS外壳4内的盆式绝缘子9上的待检测点接触设置有温度传感器1；

温度传感器1与同轴电缆2一端通信连接；

GIS外壳4设置有气密封电缆连接器法兰3，GIS外壳4与气密封电缆连接器法兰3通过螺栓固定连接；

同轴电缆2的另一端设置有电缆连接器的公头7，气密封电缆连接器法兰3的中心设置有电缆连接器的母头8，GIS外壳4设置有用于通过电缆连接器的母头8的通孔，同轴电缆2的另一端通过电缆连接器的公头7和电缆连接器的母头8与气密封电缆连接器法兰3通信连接；

电缆连接器法兰与温度信号接收器5通信连接；

大电流发生器的两端分别与盆式绝缘子9所在的电气回路的两端电连接。

需要说明的是，GIS外壳4采用5052-H112铝合金制成，可耐受高达1MPa气压。GIS外壳4长度为500mm，内径为260mm，腔体厚度为10mm。腔体两侧均加工有法兰，法兰外径为345mm，可与盆式绝缘子9对接，各腔室上安装有阀门和气压表，可向GIS外壳4中充入0.4MPa的SF6，模拟现场GIS的绝缘条件；

盆式绝缘子9采用掺杂Al2O3的环氧树脂制成，形状为圆盘状，直径为345mm，外侧厚度为35mm，在绝缘子中心安装有外径为88mm的金属嵌件，嵌件材质为6063-T6铝合金，用于固定安装高压导杆，盆式绝缘子9外侧均匀加工有12个螺纹孔，用于固定安装GIS外壳4。

大电流发生器额定功率为200kVA，额定输入电压为400V，输出电压分为10V和20V两档，最大可输出电流为20000A。

进一步地，气密封电缆连接器法兰3为圆盘形。

进一步地，气密封电缆连接器法兰3呈圆周阵列分布设置有四个螺纹孔。

需要说明的是，气密封电缆连接器法兰3采用铝合金制成，形状为圆盘形，直径为100mm，厚度为15mm，该法兰中心为气密式电缆连接器母头(穿墙接头)，外侧加工有四个螺纹孔，用于与GIS金属腔体相连，该法兰盘上还开有密封槽，可放置O型密封胶圈。

进一步地，温度传感器1通过导热硅胶与盆式绝缘子9固定连接。

需要说明的是，采用导热硅胶可以将温度传感器1黏着在盆式绝缘子9表面，同时因为导热硅胶良好的导热能力，保证了温度传感器1采集到的温度的准确性。

进一步的，电缆连接器为BNC连接器。

需要说明的是，BNC连接器(Bayonet Nut Connector，卡扣配合型连接器)，是一种用于同轴电缆2的连接器，又称为British Naval Connector，卡扣配合型连接器这个名称形象地描述了这种连接器的外形；

BNC连接器仅为本实施例的一个应用举例，还可以通过其他电缆连接器进行替代，如SMA连接器。

进一步地，温度传感器1具体包括:DS18B20温度感应芯片和金属外壳；

DS18B20温度感应芯片设置于金属外壳内，DS18B20温度感应芯片和金属外壳填充有导热硅胶。

需要说明的是，DS18B20温度感应芯片采用单总线的接口方式，只有一根数据线即可实现双向通讯，经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便，用户可以轻松地组件传感器网络，测量范围宽，使用时不需要任何外围原件，电源极性接反时，不会因发热而烧毁，只是停止工作，封装时可选更小的封装方式。

进一步地，温度信号接收器5具体包括：信号处理模块和八字型LED数码管；

电缆连接器法兰与信号处理模块通信连接；

信号处理模块与八字型LED数码管通信连接。

需要说明的是，通过信号处理模块可以将各个温度传感器1检测到的温度轮流通过八字型LED数码管进行显示；

温度信号接收器5采用5V直流电源供电，最大可接入传感器数量为30个，该温度信号接收器5拥有四个八字型LED数码管，循环显示传感器相关信息(传感器总数量，有效编号传感器数量，各个传感器的编号及采集值等)，还带有RS485总线接口，可与上位机6进行通讯。

进一步地，还包括：温度信号接收器5外壳；

温度信号接收器5外壳的尺寸为88mm*83mm*41mm，信号处理模块和八字型LED数码管皆设置于温度信号接收器5外壳内。

进一步地，还包括：上位机6；

温度信号接收器5通过RS485接口与上位机6通信连接。

需要说明的是，温度处理器与上位机6进行通讯，可以将经过温度处理器处理的温度信息发送至上位机6进行存储或者进一步地分析；

上位机6是指可以直接发出操控命令的计算机，通常以工控机、工作站、触摸屏作为上位机6；

RS485接口仅为本发明的一个举例，实际工作中可以通过多种方式进行通信，如RS232接口和RJ45接口。

进一步地，同轴电缆2为RG-58型电缆。

需要说明的是，RG-58同轴电缆2是一种两导体屏蔽电缆，主要用于以太网，RG58通常称为“细同轴电缆2”，它的特性阻抗是50欧姆。

进行温度检测时，操作步骤如下：

1、采用导热硅胶将8个温度传感器1紧贴于盆式绝缘子9表面；

2、将同轴电缆2一端连于气密封电缆连接器法兰3上；

3、将气密封电缆连接器法兰3安装于GIS外壳4上，密闭腔体；

4、将真空泵连于GIS外壳4上，对腔室抽真空至真空度达-50Kpa，而后往腔室中分别充入0.5Mpa的SF6；

5、将气密封电缆连接器法兰3位于GIS外壳4外的一端与温度信号接收器5通信连接；

6、将温度信号接收器5与上位机6相连，并启动信号记录功能；

7、打开大电流发生器，调节输出电流至2000A，对盆式绝缘子9所在的电气回路持续施加电流；

8、观察并记录盆式绝缘子9温度变化情况，直至温度饱和。

实验时，温度传感器1紧贴于盆式绝缘子9表面的待测点，密闭GIS腔体并充气，通过大电流发生器对GIS盆式绝缘子9所在的工作回路供电，施加高于2000A的电流，模拟盆式绝缘子9的实际工作情况，温度传感器1检测盆式绝缘子9待测点温度，通过同轴电缆2和气密封电缆连接器法兰3与处于GIS设备外部的温度信号接收器5进行通信，由于同轴电缆2和电缆连接器的抗干扰能力，保证了信号传输的稳定性，采用气密封法兰则可以保证GIS设备腔体内的其密封性，温度信号接收器5则将温度传感器1检测的温度进行处理输出，通过上述GIS盆式绝缘子9温度检测系统可以检测盆式绝缘子9在模拟真实工作情况下盆式绝缘子9表面待测点的温度，解决了现有技术无法有效对GIS盆式绝缘子9进行温度检测的技术问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或部件的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

分离的部件可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布设置。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部部件来实现本实施例方案的目的。

以上，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，包括：温度传感器、同轴电缆、气密封电缆连接器法兰、GIS外壳、大电流发生器和温度信号接收器；

所述GIS外壳内的盆式绝缘子上的待检测点接触设置有所述温度传感器；

所述温度传感器与所述同轴电缆一端通信连接；

所述GIS外壳设置有所述气密封电缆连接器法兰，所述GIS外壳与所述气密封电缆连接器法兰通过螺栓固定连接；

所述同轴电缆的另一端设置有电缆连接器的公头，所述气密封电缆连接器法兰的中心设置有所述电缆连接器的母头，所述GIS外壳设置有用于通过所述电缆连接器的母头的通孔，所述同轴电缆的另一端通过所述电缆连接器的公头和所述电缆连接器的母头与所述气密封电缆连接器法兰通信连接；

所述电缆连接器法兰与所述温度信号接收器通信连接；

所述大电流发生器的两端分别与所述盆式绝缘子所在的电气回路的两端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，所述电缆连接器为BNC连接器。

3.根据权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，所述气密封电缆连接器法兰为圆盘形。

4.根据权利要求3所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，所述气密封电缆连接器法兰呈圆周阵列分布设置有四个螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，所述温度传感器通过导热硅胶与所述盆式绝缘子固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，所述温度传感器具体包括:DS18B20温度感应芯片和金属外壳；

所述DS18B20温度感应芯片设置于所述金属外壳内，所述DS18B20温度感应芯片和所述金属外壳填充有导热硅胶。

7.根据权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，所述温度信号接收器具体包括：信号处理模块和八字型LED数码管；

所述电缆连接器法兰与所述信号处理模块通信连接；

所述信号处理模块与所述八字型LED数码管通信连接。

8.根据权利要求7所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，还包括：温度信号接收器外壳；

所述温度信号接收器外壳的尺寸为88mm*83mm*41mm，所述信号处理模块和所述八字型LED数码管皆设置于所述温度信号接收器外壳内。

9.根据权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，还包括：上位机；

所述温度信号接收器通过RS485接口与所述上位机通信连接。

10.根据权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子温度检测系统，其特征在于，所述同轴电缆为RG-58型电缆。