CN108051106A - 一种避雷器试验用测温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种避雷器试验用测温装置，包括：用以将避雷器试验系统中产生的冲击电流导通于壳体表面的金属层、用以将避雷器相关试验中产生的高温环境隔离于壳体外的隔热层和用以将避雷器相关试验中的高电压环境隔离于壳体外的绝缘层；测量单元与避雷器相关试验中的所用的电阻片相接触，用于获取电阻片的实时温度信号；处理单元与测量单元相连接，用于接收实时温度信号并将其转化为实时温度数据。本发明提供的避雷器试验用测温装置，通过在壳体的金属层与绝缘层之间设置隔热层，通过隔热层将试验中产生的高温环境隔离于壳体外，能有效保证整个测温装置在实时获取电阻片温度的同时不被高温环境损坏，保证了整个装置的安全有效运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种避雷器试验用测温装置。
背景技术
动作负载试验是避雷器型式试验中最重要的一项内容，主要用于证实试验条件下避雷器不引起热崩溃。长期以来，由于缺乏有效测量温度手段，国内外主要靠监测电流来反映动作负载试验中避雷器的热稳定性。
由于动作负载试验条件下，避雷器用电阻片长期处于工频电压、冲击电压、大电流冲击和高温等复杂多变的物理场条件下，因此，想要实现实时测量温度需要解决以下难题：温度传感器能够长期耐受5～10kV的工频电压；能在冲击电压下稳定运行，不出现信号丢失、死机等现象；能在大电流冲击下稳定运行，不出现信号丢失、死机等现象，不会被冲击电流烧蚀；能耐受200℃以上的长时间高温；能够在可能的电阻片热崩溃引起的高温、高压和大电流的同时作用下不损坏。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种避雷器试验用无线温度测量系统，旨在解决现有技术中测温装置难以在避雷器动作负载试验系统产生的复杂物理条件下稳定工作从而导致的对避雷器动作负载试验系统中电阻片的实时温度难以准确测量的问题。
一个方面，本发明提出了一种避雷器试验用测温装置，包括：壳体和位于所述壳体内的测量单元及处理单元；其中，所述壳体由外至内依次层叠设置有：用以将避雷器相关试验系统中产生的冲击电流导通于所述壳体表面的金属层、用以将避雷器相关试验中产生的高温环境隔离于所述壳体外的隔热层和用以将避雷器相关试验中的高电压环境隔离于所述壳体外的绝缘层；所述测量单元与避雷器相关试验中所用的避雷器电阻片相接触，用于获取所述电阻片的实时温度信号；所述处理单元与所述测量单元相连接，用于接收所述实时温度信号并将其转化为实时温度数据。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，所述金属层为一端开口的筒状结构，所述隔热层与所述绝缘层均为方形结构，所述隔热层与所述绝缘层粘接后嵌设于所述金属层中。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，所述金属层底部直径与所述电阻片直径相同。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，还包括：设置于所述壳体内的无线发送单元；其中，所述无线发送单元与所述处理单元相连接，用于接收所述温度处理单元处理的实时温度数据，并将所述实时温度数据发送至避雷器相关试验系统的控制单元。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，还包括：设置于所述壳体内的供电单元；其中，所述供电单元与所述测量单元、所述处理单元和所述无线发送单元均电连接，用以为所述测量单元、所述处理单元和所述无线发送单元提供电能。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，还包括：设置于所述壳体内，用以在所述电阻片温度变化时瞬时接收并存储所述供电单元传递的电能的瞬时储能单元。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，所述测量单元包括：一个测温探头；其中，
所述金属层中开设有用以容置所述测温探头的通孔。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，所述金属层的厚度为(2-3)cm；所述隔热层的厚度为(1-2)cm；所述绝缘层的厚度为(0.3-1)cm。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，所述处理单元中设置有用于对所述实时温度数据进行加密的第一加密模块；和/或所述无线发送单元中设置有用于对所述实时温度数据进行加密的第二加密模块。
进一步地，上述避雷器试验用测温装置中，所述金属层的材质为铝、所述隔热层的材质为耐高温环氧树脂玻璃纤维、所述绝缘层的材质为环氧树脂玻璃纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的避雷器试验用测温装置，通过壳体上从外到内的金属层、隔热层和绝缘层，能分别将避雷器试验中的高电压环境、冲击电流隔离于壳体外，有效避免了高压条件对测温装置的影响，使得测温装置能耐受长期的工频电压环境；尤其是，通过隔热层将避雷器试验中产生的高温环境隔离于壳体外，能有效保证整个测温装置在实时获取电阻片温度的同时不被高温环境损坏，保证了整个装置的安全有效运行。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的避雷器试验用测温装置的结构框图；
图2为本发明实施例提供的避雷器试验用测温装置壳体的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的避雷器试验用测温装置的内部结构局部示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参阅图1，本发明实施例的避雷器试验用测温装置包括：壳体100和位于所述壳体100内的测量单元200及处理单元300；其中，壳体100由外至内依次层叠设置有：用以将避雷器相关试验系统中产生的冲击电流导通于壳体表面的金属层101、用以将避雷器相关试验中产生的高温环境隔离于壳体外的隔热层102和用以将避雷器相关试验中的高电压环境隔离于壳体外的绝缘层103；测量单元200与避雷器相关试验中的所用的电阻片相接触，用于获取电阻片的实时温度信号；处理单元300与测量单元200相连接，用于接收实时温度信号并将其转化为实时温度数据。
壳体100可以为方形结构，也可以为其他形状的结构，使用时可以将壳体100直接放置在避雷器的电阻片上或者叠压在电阻片底部。
壳体100中的金属层101的材质为铝、隔热层102的材质可以为耐高温环氧树脂玻璃纤维、绝缘层103的材质可以为环氧树脂玻璃纤维。也就是说壳体100最外层为与电阻片电极材料相同的铝材质，有利于测温装置与电阻片之间的等电位连接。
金属层101、隔热层102和绝缘层103的尺寸可以根据具体情况进行选择，本实施例对其不做任何限定。例如，金属层101底部直径可以为100cm，隔热层102的尺寸可以为60*60*26cm，绝缘层103的尺寸可以为50*50*20cm。此外，金属层101的厚度可以为(2-3)cm，优选为2.2cm；隔热层102的厚度可以为(1-2)cm，优选为1.8cm；绝缘层103的厚度可以为(0.3-1)cm，优选为0.5cm。金属层101、隔热层102和绝缘层103可以通过粘接剂粘接在一起，例如可以选择航空胶SY-40作为粘结剂。
参阅图2，金属层101、隔热层102和绝缘层103的形状可以根据实际情况进行选择，本实施例对其不做任何限定。例如金属层101、隔热层102和绝缘层103可以均为方形结构且三者可以粘接形成一正六面体。优选的，金属层101为一端开口的筒状结构，隔热层102与绝缘层103均为方形结构，隔热层102与绝缘层103粘接后嵌设于金属层中。
具体的，金属层101的开口端(图2中所示的上端)可以设置有可拆卸的顶盖，可以放置外界条件对内部的测量单元200和处理单元300的影响。
进一步优选的，金属层101底部直径与电阻片直径相同。一方面，使得金属层101与电阻片有较大的接触面，使得两者之间的受力较为均匀；另一方面，这样的设置使得不改变避雷器的原有结构即可安装测温装置，增加了温度测量过程的安全灵活性。
测量单元200包括：一个测温探头；其中，金属层101中开设有用以容置测温探头(图中未示出)的通孔(图中未示出)。
具体而言，可以在金属层101的底部开设一直径略大于测温探头的通孔，将测温探头放置于其中，当电阻片温度升高后，会将温度传递给金属层101，在金属层101的热传导作用下，测温探头即可采集到电阻片的实时温度。为了准确的采集电阻片的温度，测温探头可以穿过通孔与电阻片表面相接触。测量单元200可以采用差分测量电路，通过测温探头采集的电阻片的温度变化，读取其内测温元件热敏电阻的电阻值，由于热敏电阻的电阻值会随着测量温度的变化而变化，因此可以通过读取的测温元件热敏电阻的阻值计算出被测电阻片的温度。处理单元300读取测量单元200获取的数值，进行数据处理后转换成实际温度数据。
具体实施时，金属层101可以保持等电位安装，有效保护壳体100内各单元能长期在5～10KV的工频电压下工作。隔热层102能有效的将避雷器试验中所用的电阻片产生的200℃以上的温度隔离在该层以外，只有测温探头接触电阻片的实时温度，这样既能保证能测量电阻片的实时温度，又能保护整个测温装置不被高温损坏。通过金属层101，使得整个测温装置的测量端全部处于高电位，通过接触等电位技术，能确保温度装置在高电位可靠运行，通过绝缘层103，避免了高压条件对测温装置的影响。
上述显然可以得出，本实施例中提供的避雷器试验用测温装置，通过壳体上从外到内的金属层、隔热层和绝缘层，能分别将避雷器试验中的高电压环境、冲击电流隔离于壳体外，有效避免了高压条件对测温装置的影响，使得测温装置能耐受长期的工频电压环境；尤其是，通过隔热层将避雷器试验中产生的高温环境隔离于壳体外，能有效保证整个测温装置在实时获取电阻片温度的同时不被高温环境损坏，保证了整个装置的安全有效运行，有效解决了现有技术中避雷器试验系统中电阻片的实时温度难以准确测量的问题。
参阅图3，上述实施例中，还可以包括：设置于壳体内的无线发送单元400；其中，无线发送单元400与处理单元300相连接，用于接收温度处理单元处理的实时温度数据，并将实时温度数据发送至避雷器相关试验系统的控制单元。
具体而言，无线发送单元400可以通过无线射频技天线401将温度数据发送至避雷器试验系统的控制单元。由于无线射频技术不必建立物理线路，因此，在工作时不必引入工频高压，能有效避免对试验人员和测量设备造成的伤害，并且采用无线射频技术，降低了设备成本。
再次参阅图1，上述各实施例中，还可以包括：设置于壳体100内的供电单元500；其中，供电单元500与测量单元200、处理单元300和无线发送单元400均电连接，用以为测量单元200、处理单元300和无线发送单元400提供电能。
继续参阅图3，上述实施例中，还可以包括：设置于壳体100内，用以在电阻片温度变化时瞬时接收并存储供电单元500传递的电能的瞬时储能单元600。瞬时储能单元600能时刻存储供电单元500传递给其的电能，当电阻片在受到电压冲击温度瞬间升高时，可以将冲击电压对测温装置的瞬时冲击影响抵消，从而保证测温装置在高温，高压冲击下仍能正常工作，进而确保了测温装置不受冲击电压影响而出现信号丢失、死机等现象。
上述各实施例中，为了保证实时温度数据传输的准确性，处理单元300中设置有用于对实时温度数据进行加密的第一加密模块；和/或无线发送单元400中设置有用于对实时温度数据进行加密的第二加密模块。即：处理单元300和无线发送单元400中至少有一个中设置有加密模块。
综上所述，本发明实施例中通过壳体上从外到内的金属层、隔热层和绝缘层，能分别将避雷器试验中的高电压环境、冲击电流隔离于壳体外，有效避免了高压条件对测温装置的影响，使得测温装置能耐受长期的工频电压环境；尤其是，通过隔热层将避雷器试验中产生的高温环境隔离于壳体外，能有效保证整个测温装置在实时获取电阻片温度的同时不被高温环境损坏；还通过瞬时储能单元将冲击电压对测温装置的瞬时冲击影响抵消，从而保证测温装置在高温，高压冲击下仍能正常工作，不会出现信号丢失、死机等现象，保证了整个测温装置能够安全有效的运行。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种避雷器试验用测温装置，其特征在于，包括：壳体和位于所述壳体内的测量单元及处理单元；其中，
所述壳体由外至内依次层叠设置有：用以将避雷器相关试验系统中产生的冲击电流导通于所述壳体表面的金属层、用以将避雷器相关试验中产生的高温环境隔离于所述壳体外的隔热层和用以将避雷器相关试验中的高电压环境隔离于所述壳体外的绝缘层；
所述测量单元与避雷器相关试验中所用的电阻片相接触，用于获取所述电阻片的实时温度信号；
所述处理单元与所述测量单元相连接，用于接收所述实时温度信号并将其转化为实时温度数据。
2.根据权利要求1所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，所述金属层为一端开口的筒状结构，所述隔热层与所述绝缘层均为方形结构，所述隔热层与所述绝缘层粘接后嵌设于所述金属层中。
3.根据权利要求2所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，所述金属层底部直径与所述电阻片直径相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，还包括：设置于所述壳体内的无线发送单元；其中，所述无线发送单元与所述处理单元相连接，用于接收所述温度处理单元处理的实时温度数据，并将所述实时温度数据发送至避雷器相关试验系统的控制单元。
5.根据权利要求4所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，还包括：设置于所述壳体内的供电单元；其中，所述供电单元与所述测量单元、所述处理单元和所述无线发送单元均电连接，用以为所述测量单元、所述处理单元和所述无线发送单元提供电能。
6.根据权利要求5所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，还包括：设置于所述壳体内，用以在所述电阻片温度变化时瞬时接收并存储所述供电单元传递的电能的瞬时储能单元。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，所述测量单元包括：一个测温探头；其中，
所述金属层中开设有用以容置所述测温探头的通孔。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，所述金属层的厚度为(2-3)cm；所述隔热层的厚度为(1-2)cm；所述绝缘层的厚度为(0.3-1)cm。
9.根据权利要求4所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，
所述处理单元中设置有用于对所述实时温度数据进行加密的第一加密模块；和/或
所述无线发送单元中设置有用于对所述实时温度数据进行加密的第二加密模块。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的避雷器试验用测温装置，其特征在于，所述金属层的材质为铝、所述隔热层的材质为耐高温环氧树脂玻璃纤维、所述绝缘层的材质为环氧树脂玻璃纤维。
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