CN107946126A - 具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，属于输变电一次设备技术领域，包括静触头管体、取电线圈、温度传感器、温度采集无线传输模块，温度传感器和温度采集无线传输模块均安装于静触头管体内；温度采集无线传输模块由取电线圈供电。本发明可以有效的监测剪刀式高压隔离开关触头的温度，可以保证剪刀式隔离开关静触头安全运行，便于通过无线测温系统进行温度数据接收、存储等处理，实时监测和查询隔离开关的温度变化情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，属于输变电一次设备技术领域。
背景技术
剪刀式隔离开关操作灵活方便，广泛应用于110kV及以上变电站中。然而，在长期运行过程中常常出现因开关的触点部位因老化或关合不良造成的接触电阻增大而发热，如果没有被及时发现,会使有关保护动作,断路器跳闸,造成大面积停电,严重时烧毁电气设备,危及电网的安全运行。近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。
剪刀式隔离开关是通过动触头如剪刀样动作以夹紧静触头上的触头杆形成电流通路的，由于电流一般在金属外表面运动，有一些静触头杆为了节约材料，将静触头杆做成中空的静触头管，另外，为了动作的可靠性，将隔离开关的夹紧位置设计在静触杆的中间位置，现有技术通常通过后期安装的环形无线测温装置，监测高压隔离开关触头工作温度，但安装位置如果距离动、静触头接触点过近，容易影响动触头结合动作，造成危险，而安装位置如果过远，触点温度监测响应过慢，又影响监测效果。而且这种后装式的无线测温装置需要二次采购、二次施工，又要与隔离开关分开维护，使用起来比较繁琐。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种可以安全、有效的监测剪刀式高压隔离开关接合触点温度，以保证其安全运行的剪刀式隔离开关静触头，同时这种静触头又可以和现有的无线测温系统进行连接，使现有的无线测温系统可以对温度数据接收、存储等处理,实时监测和查询隔离开关的温度变化情况。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，包括中空的静触头管体，还包括取电线圈和温度采集无线传输模块，温度采集无线传输模块上连接有温度传感器和用来将温度信号传输给无线测温系统的天线，温度传感器和温度采集无线传输模块均安装于静触头管体内，温度采集无线传输模块由安装在静触头管体外的取电线圈供电。
本发明技术方案的进一步改进在于：安装在静触头管体外的取电线圈的线圈引线通过设置在静触头管体上的小孔进入静触头管体内部并连接到温度采集无线传输模块。
本发明技术方案的进一步改进在于：取电线圈安装在位于静触头管体一端的环绕静触头管体设置的凹槽内；所述取电线圈缠绕在多层矽钢片上并将多层矽钢片弯曲形成环绕静触头管体的圆圈而嵌入凹槽内，取电线圈的外表面不高于静触头管体外表面并用绝缘胶密封；所述小孔位于静触头管体的凹槽内。
本发明技术方案的进一步改进在于：温度传感器固定在静触头管体内中部、动触头和静触头接触的位置，温度传感器与静触头管体内壁紧密接触。
本发明技术方案的进一步改进在于：温度传感器通过空心圆柱形弹性材质的温度传感器支架压装固定，温度传感器支架的外径与静触头管体内径紧密配合，温度传感器卡装在温度传感器支架的圆柱面上设置的凹槽内。
本发明技术方案的进一步改进在于：静触头管体两端安装有密封其内部空间的堵头。
本发明技术方案的进一步改进在于：天线安装在靠近温度采集无线传输模块的堵头上。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明提供了一种具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，这种静触头外观上和普通静触头无明显差别，但是集成了温度传感器和温度采集无线传输模块，不需要另外安装触头温度采集器，就可以直接和无线测温接收系统进行连接，同时，与传统的使用静触头加触头温度采集器来监视预警触点温度的技术方案相比，本发明所述技术方案可以用更安全可靠的方式提供更准确的触头触点温度信息。
取电线圈缠绕在多层矽钢片上，矽钢片弯曲环绕静触头管体，形成磁通路，当静、动触头接合后，矽钢片环形磁通路形成交变磁场，使取电线圈的线圈引线端头形成交变电动势，线圈引线穿过静触头管体凹槽上的小孔，连接到静触头管体内置的温度采集无线传输模块的电源输入接口，将交变电动势提供给温度采集无线传输模块，这样静触头管体内的所有电路均由取电线圈供电，整个静触头不必使用内置锂电池，也不必使用外接电源，安装配置后可长期使用，免予维护。
环绕静触头管体设置的凹槽，可以刚好嵌入缠绕取电线圈后的矽钢片，并且在嵌入后，保持静触头管体外表面平整。
小孔设置在凹槽内，这样凹槽在嵌入矽钢片并且对凹槽进行进一步灌胶绝缘的过程中可以直接密封小孔，不必二次密封，节约生产工序。
温度传感器固定在静触头管体内中部动、静触头接触位置，并与静触头管体内壁紧密接触，这样使温度传感器可以得到最接近接触位置真实情况的温度数值。
静触头管体两端安装的堵头，配合对凹槽处的环形密封，使静触头管体内部形成一个密封的空间，保证内部电路安全运行。
附图说明
图1是本发明实施例一整体结构示意图；
图2是图1中A-A向剖面示意图；
其中，1、静触头管体，2、取电线圈，3、温度传感器，4、温度传感器支架，5、温度采集无线传输模块，6、天线，7、堵头，8、小孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例一
如图1所示，一种具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，配套应用于垂直分合型高压隔离开关静触头总成。这种静触头总成是一种悬挂式柔性静触头结构，图1最上方的卡扣线夹将静触头总成固定于单列管母，卡扣线夹下有横担铝板，横担铝板比静触头管体1短，横担铝板固定两根环形母线，两根环形母线下方固定静触头管体1，这样整体形成一种频繁接合也不易发生偏移变形的梯形结构，；动触头位于静触头下方，接合时，动触头从下方夹住静触头管体1中间位置，与静触头紧密接触形成电流通路。
本实施例中静触头管体1使用外径55mm、内径20mm、长620mm的中空铜管制作，铜管在一端环形母线固定定位点内侧开有宽15mm、深5mm的凹槽，凹槽中部设置有一个贯通铜管内外的小孔8，小孔8直径约2mm。缠绕取电线圈2的多层矽钢片可使用比凹槽宽度窄0.5～6mm、比凹槽深度低0.5～6mm的规格，本实施例中优选使用长166mm、宽12mm、厚3mm的三层矽钢片，根据垂直分合型高压隔离开关额定负载电流选择合适的匝数将取电线圈2绕在三层矽钢片上，然后将取电线圈2的线圈接头通过小孔8穿入到静触头管体1内部，并将绕好取电线圈2的矽钢片弯曲成两端距离大于1mm的环形嵌入静触头管体1外的凹槽内。线圈接头穿过小孔8后，可对小孔8 进行密封处理，然后对嵌入矽钢片后的凹槽进行灌胶填充至与铜管外径齐平。
静触头管体1内部开槽端安装固定有温度采集无线传输模块5，从小孔8引入的取电线圈2的线圈接头连接在温度采集无线传输模块5的电源输入接口，温度采集无线传输模块5具有整流和调压电路，将电压调理为5V 和3.3V输出给温度采集无线传输模块5内部的微处理器、传感器接口、有源天线接口等模块，用以连接温度传感器3、天线6。天线6根据需求可以使用有源或无源天线，当选用有源天线时，需要将天线6接入温度采集无线传输模块5的有源天线接口，当选用无源天线时，需要将天线6接入温度采集无线传输模块5的无源天线接口。
如图1、2所示，温度传感器3设置在静触头管体1内的中部。温度传感器3通过温度传感器支架4顶紧在静触头管体1内壁。温度传感器支架4可使用外径比静触头管体1内径大0.1～2mm的由弹性材料制成的圈形件或者空心圆柱件，本实施例优选使用外径21mm，内径10mm、高20mm的耐热橡胶空心圆柱件制作温度传感器支架4，在耐热橡胶空心圆柱的圆柱面开有沿圆柱轴向的浅槽，温度传感器3可以嵌入浅槽内并被耐热橡胶空心圆柱夹紧固定，固定好后的温度传感器3略突出耐热橡胶圆柱面。装有温度传感器3的温度传感器支架4从静触头管体1无凹槽端塞入静触头管体1内，通过弹性摩擦力固定在管体内中部触点位置，并将温度传感器3压向静触头管体1内壁，使温度传感器3与静触头管体1内壁紧密接触。温度传感器3的引线连接到温度采集无线传输模块5的传感器接口。
静触头管体1两端均安装有堵头7，其中有凹槽端的堵头上安装固定有天线6，两个堵头7和密封后的凹槽使静触头管体1形密封的内部空间。天线6根据天线类型接入温度采集无线传输模块5的有源天线接口或者无源天线接口。
实施例二
本实施例与实施例一的区别为，该具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，配套应用于垂直分合型小型隔离开关静触头总成，这种静触头总成具有不同的悬挂式柔性静触头结构，在单列管母上直接使用两个T形线夹分别连接两段钢芯铝绞线，然后在钢芯铝绞线下端固定静触头管体1，其中不使用横担铝板、环型母线，这样形成一种三角形的结构；由于这种型号的静触头管体1内径不大，可以选用普通橡胶圈不开槽直接作为温度传感器支架4，通过和温度传感器3一起塞入静触头管体1内来压紧固定温度传感器3；对于这种小型隔离开关静触头总成，一般安装位置距离地面较近，可以不安装大功率增益的天线6，直接在设计温度采集无线传输模块5时部署板载天线，就可以满足50m内的无线通讯需求，实现与无线测温系统进行通讯。缠绕有取电线圈2的矽钢片弯曲成两端距离小于1mm的环形嵌入静触头管体1外的凹槽内。
Claims (7)
1.一种具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，包括中空的静触头管体（1），其特征在于：还包括取电线圈（2）和温度采集无线传输模块（5），温度采集无线传输模块（5）上连接有温度传感器（3）和用来将温度信号传输给无线测温系统的天线（6），温度传感器（3）和温度采集无线传输模块（5）均安装于静触头管体（1）内，温度采集无线传输模块（5）由安装在静触头管体（1）外的取电线圈（2）供电。
2.根据权利要求1所述的具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，其特征在于：安装在静触头管体（1）外的取电线圈（2）的线圈引线通过设置在静触头管体（1）上的小孔（8）进入静触头管体（1）内部并连接到温度采集无线传输模块（5）。
3.根据权利要求2所述的具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，其特征在于：取电线圈（2）安装在位于静触头管体（1）一端的环绕静触头管体（1）设置的凹槽内；所述取电线圈（2）缠绕在多层矽钢片上并将多层矽钢片弯曲形成环绕静触头管体（1）的圆圈而嵌入凹槽内，取电线圈（2）的外表面不高于静触头管体（1）外表面并用绝缘胶密封；所述小孔（8）位于静触头管体（1）的凹槽内。
4.根据权利要求1所述的具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，其特征在于：温度传感器（3）固定在静触头管体（1）内中部、动触头和静触头接触的位置，温度传感器（3）与静触头管体（1）内壁紧密接触。
5.根据权利要求4所述的具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，其特征在于：温度传感器（3）通过空心圆柱形弹性材质的温度传感器支架（4）压装固定，温度传感器支架（4）的外径与静触头管体（1）内径紧密配合，温度传感器（3）卡装在温度传感器支架（4）的圆柱面上设置的凹槽内。
6.根据权利要求1所述的具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，其特征在于：静触头管体（1）两端安装有密封其内部空间的堵头（7）。
7.根据权利要求6所述的具有测温功能的剪刀式隔离开关静触头，其特征在于：天线（6）安装在靠近温度采集无线传输模块（5）的堵头（7）上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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