CN117665400B - 一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统及方法，包括步骤：S1、在静触点的接触面设置热电阻传感器二，在与静触点的接触面相隔一段垂直距离处设置热电阻传感器一，在动触点的接触面设置热电阻传感器三；S2、获取温差值，获取温差值，并传送到主控模块；S3、主控模块计算获得接触电阻阻值R。本发明通过主控模块实时对检测数值计算，获取接触电阻阻值R的阻值变化，通过对接触电阻阻值R检测可以帮助确保电气设备和系统的安全运行，提高高压断路器运行的可靠性，及时发现和修复潜在的安全隐患，可以减少能量损耗，提高能效性能，降低能源消耗和运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及开关触点接触电阻在线检测技术领域，尤其涉及一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统及方法。
背景技术
高压断路器是电力系统中重要的保护设备，用于在电路发生故障时迅速切断电流，防止设备损坏和人身伤害，而高压断路器的接触电阻是评价其性能和可靠性的重要指标，因此研究高压断路器的接触电阻很重要。接触电阻直接影响其切断电流的能力，接触电阻越小，断路器在切断电流时产生的电弧能量就越小，从而延长了断路器的寿命，减少了设备的损坏和维修成本。接触电阻还影响了断路器的稳定性和可靠性。如果接触电阻过大，可能导致断路器在工作过程中发生过热、接触不良等问题，影响其正常的保护功能。因此，研究和检测高压断路器的接触电阻可以及时发现问题并进行维护，确保其可靠地工作。接触电阻的研究也有助于改进断路器的设计和制造工艺，提高其性能和可靠性，从而更好地满足电力系统的需求。
现有接触电阻的方法主要依赖于实验室测试和现场测量，这些方法通常需要断开设备并进行离线测试，因此需要停机维护，造成生产损失，并且可能无法及时发现问题。此外，这些方法还存在一定的安全风险，因为需要对高压设备进行操作和测试。
文献号为CN113655286A的专利文献公开一种接触电阻在线检测装置，涉及电阻检测的技术领域，旨在解决现有技术中测量电阻需要断电的问题。包括：电源、信号放大滤波电路、开关电路、电流测试电路、单片机；第一电流测试电路与待测电阻R`并联以分流，输出表征自身电流值的电压信号V1；第二电流测试电路与待测电阻R`和第一电流测试电路同时串联，输出表征自身电流值的电压信号V1P；所述单片机与所述第一电流测试电路的输出端和所述第二电流测试电路的输出端连接，用于获取所述电压信号V1和所述电压信号V1P，计算并输出结果。但该申请存在，阻值增大导通电流时会造成局部发热，受温度影响阻值测量不准确的问题。
专利号为CN114779067A的专利文献公开一种断路器、断路器接线端子接触电阻检测装置及方法。断路器接线端子接触电阻检测装置包括：温度检测模块、电流检测模块、数据采集模块和数据处理模块；温度检测模块设置于断路器的接线端子表面，用于在线测量接线端子的温度；电流检测模块用于在线测量接线端子施加电源后流过的电流；数据采集模块与温度检测模块和电流检测模块连接，用于对温度检测模块的输出进行采样得到温度数据，以及对电流检测模块的输出进行采样得到电流数据；数据处理模块与数据采集模块连接，用于根据温度数据计算温升数据，并根据温升数据、电流数据和接线端子的物理参数计算接线端子的接触电阻。实现在线检测断路器的接触电阻，实时检测和及时预警的效果。但虽然利用温度测算电阻，但其也存在不易精准获取接触电阻R的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统及方法，能够实现对高压断路器接触电阻的在线实时检测和分析，保障电力系统的安全稳定运行。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测方法，包括以下步骤：
S1、在静触点的接触面设置热电阻传感器二，在与静触点的接触面相隔一段垂直距离处设置热电阻传感器一，在动触点的接触面设置热电阻传感器三；
S2、获取静触点热电阻传感器一与热电阻传感器二温差值，获取静触点热电阻传感器二与动触点热电阻传感器三的温差值/>，并传送到主控模块；
S3、主控模块根据温差值和温差值/>计算获得接触电阻阻值R。
进一步地：所述主控模块计算获得接触电阻阻值R步骤包括：
S31、根据热平衡公式（1）计算获得温差值与静触点电阻R0的关系公式（2）和温差值/>与接触电阻R的关系公式（3），
（1）
其中，为/>时间内导体的总发热量，P为电流通过开关触点所产生的能量损耗，/>为在/>时间内导体温度升高/>时所吸收的热量，c为导体比热容，m为导体质量，为在/>时间内导体的总散热量，h为热传导系数，A为触点表面积，/>为温差值；
（2）
（3）
其中，T为时间常数且，P为电流通过开关触点所产生的能量损耗且，K为附加损耗系数，/>为静触点与动触点间的电流，R为接触电阻，/>为静触点电阻/>，/>为触点材料的电导率，S为触点接触面面积，d为长度，/>为起始温度；
S32、对关系公式（2）和关系公式（3）联立做比值，计算获取接触电阻R为
（4）
其中，为起始温度。
进一步地：所述根据热平衡公式（1）计算获得关系公式（2）和关系公式（3）的步骤为：
S41、热平衡公式（1）变形获得公式（5）为：
（5）
S42、对公式（5）两边同时积分，计算获得，
（6）
S43、由初始条件，获得常数/>的值，
（7）
S44、根据公式（6）和（7）获得：
（8）
S45、根据 由公式（8）分别获取关系公式（2）和关系公式（3）。
进一步地：所述静触点与动触点达到热平衡时接触电阻R为：
（9）。
进一步地：时间常数T还可以通过公式计算获取：
（10）
其中， 为静触点与动触点间固定电流/>的固定温差值，/>为初始温度，/>为静触点与动触点温差值，t为时间，通过主控模块的计时系统计时获得。
一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统，包括：
测温模块，包括热电阻传感器一、热电阻传感器二和热电阻传感器三，所述热电阻传感器二设置于静触点的接触面，热电阻传感器一设置于与静触点的接触面相隔一段垂直距离处，热电阻传感器三设置于动触点的接触面，热电阻传感器触点温度影响阻值发生变化产生差分电压；
模数转换模块，所述模数转换模块对热电阻传感器产生差分电压进行采样，对采样值进行模数转换后获得温差值和温差值/>；
主控模块，所主控模块依据温差值和温差值/>计算获得接触电阻阻值R；
显示模块，所述显示模块对获取的温差值、温差值/>和接触电阻阻值R进行显示。
进一步地：所述热电阻传感器为Pt100温度传感器。
进一步地：所述测温模块中Pt100温度传感器接线方式包括二线制接法、三线制接法和四线制接法；
二线制接法结构为：Pt100第一端串联电阻R2后接地，Pt100第二端串联电阻R1后接恒流源正极和AD采样信号源，恒流源负极接地；
三线制接法结构为：Pt100第一端串联电阻R3后接地，Pt100第二端连接电阻R2后接恒流源正极，恒流源负极接地，Pt100第二端连接R1后连接AD采样信号源；
四线制接法结构为：Pt100第一端连接电阻R3后接地，Pt100第一端连接电阻R4后接AGND地，Pt100第二端连接电阻R2后接恒流源正极，恒流源负极接地，Pt100第二端连接R1后连接AD采样信号源。
本发明的有益效果：
1、本发明在静触点和动触点的设置热电阻传感器，对静触点和接触触点的温度进行检测，并通过主控模块实时对检测数值计算，获取接触电阻阻值R的阻值变化，通过对接触电阻阻值R检测可以帮助确保电气设备和系统的安全运行。提高高压断路器运行的可靠性，及时发现和修复潜在的安全隐患，保障人身安全和设备的正常运行，同时根据检测数据优化高压断路器的接触电阻，可以减少能量损耗，提高能效性能，降低能源消耗和运营成本。
2、本发明根据静触点温差值，获取接触触点温差值/>，计算获得温差值/>与阻值R0的关系公式及温差值/>与阻值R的关系公式，通过比值获取的接触电阻R，数据可靠，提高接触电阻R的获取精度，数据获取实时性好，可以帮助确保电气设备和系统的安全运行。
3、本发明获取的时间常数T，可以动态计算获取，精度高，贴合动静触点，有利于提高接触电阻阻值R的计算精度，有利于提高电气设备和系统安全运行的可靠性，及时发现和修复潜在的安全隐患，保障人身安全和设备的正常运行，
4、本发明通过对接触电阻检测，可以帮助实施定期维护和预防性维修，通过定期检测接触电阻，可以及早发现和解决这些问题，延长电气设备的使用寿命，减少维修和更换成本，同时接触电阻检测是许多行业和领域的法律法规和标准的要求，通过接触电阻检测，可以确保电气设备和系统符合相关法规和标准的要求，避免违规和罚款等风险。
附图说明
图1为本发明静触点和动触点的结构示意图；
图2为本发明应用的断路器开关的结构示意图；
图3为本发明接触电阻R形成示意图；
图4为本发明一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统结构示意图；
图5为本发明Pt100温度传感器接线方式示意图。
110、静触点；120、动触点；130、热电阻传感器一；140、电阻传感器二；150、热电阻传感器三；
210、测温模块；220、模数转换模块；230、主控模块；240、显示模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。
如图1-5所示，本发明公开一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测方法，包括步骤：
S1、在静触点110的接触面设置热电阻传感器二140，在与静触点110的接触面相隔一130段垂直距离处设置热电阻传感器一130，在动触点120的接触面设置热电阻传感器三150；
S2、获取静触点热电阻传感器一130与热电阻传感器二140温差值，获取静触点热电阻传感器二140与动触点热电阻传感器三150的温差值/>，并传送到主控模块230；
S3、主控模块230根据温差值和温差值/>计算获得接触电阻R阻值。
一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统，包括：
测温模块210，包括热电阻传感器一130、热电阻传感器二140和热电阻传感器三150，所述热电阻传感器二140设置于静触点110的接触面，热电阻传感器一130设置于与静触点110的接触面相隔一段垂直距离处，热电阻传感器三150设置于动触点120的接触面，热电阻传感器触点温度影响阻值发生变化产生差分电压；
模数转换模块220，所述模数转换模块220对热电阻传感器产生差分电压进行采样，对采样值进行模数转换后获得温差值和温差值/>；
主控模块230，所主控模块230依据根据温差值和温差值/>计算获得接触电阻阻值R；
显示模块240，所述显示模块240对获取的温差值、温差值/>和接触电阻阻值R进行显示。
高压断路器开关是电力系统中重要的保护设备，其结构如图2所示，目前对高压断路器开关接触电阻的检测，通常需要断开高压设备并进行离线测试，因此需要停机维护，造成生产损失，并且可能无法及时发现问题。
开关触点分为静触头110和动触头120，开关设备通入电流后，在动触头120不吸合静触头110的情况下，之间可以看成断路或者是为无穷大的电阻；在动触头120与静触头110吸合的情况下，之间可以看成一个小电阻，这个小电阻就是开关触点接触电阻R，如图3所示，图中RA为静触点电阻，R为开关接触电阻，RB为动触点电阻。
如图1所示，在静触点110的接触面设置热电阻传感器二140，在与静触点110的接触面相隔段垂直距离处设置热电阻传感器一130，在动触点120的接触面设置热电阻传感器三150；热电阻传感器可以采用Pt100温度传感器，Pt100温度传感器在高温和氧化介质中性能极为稳定，其输入/输出特性接近线性且测量精度高，可以获得很好的测量精度。
Pt100温度传感器的原理是依靠热电阻受温度影响时阻值发生变化产生差分电压，使用时可以实用模数转换模块，对热电阻传感器产生差分电压进行采样，获得温差值和温差值/>，模数转换模块220可以采用AD7124模数转化模块。
如图5所示，为获取较高的差分电压采样精度，Pt100温度传感器接线方式可以采用二线制接法、三线制接法或四线制接法。
如图5中A图所示，二线制接法结构为：Pt100第一端串联电阻R2后接地，Pt100第二端串联电阻R1后接恒流源正极和AD采样信号源，恒流源负极接地；这种方式是最简单的接线方式，将Pt100的两个引脚分别连接到测量电路中，形成一个闭合的电路，在这种接线方式下，由于导线电阻对测量结果会产生影响，因此需要进行电阻补偿来消除导线电阻的影响。
如图5中C图所示，四线制接法结构为：Pt100第一端连接电阻R3后接地，Pt100第一端连接电阻R4后接AGND地，Pt100第二端连接电阻R2后接恒流源正极，恒流源负极接地，Pt100第二端连接R1后连接AD采样信号源；这种方式是更精确和准确的接线方式，将Pt100的两个引脚分别连接到测量电路的一个电桥中，另外两个引脚用于测量电桥的电源和测量电压，在这种接线方式下，通过测量电桥的电压差来计算Pt100的电阻值，可以消除导线电阻对测量结果的影响，但结构复杂且成本较高。
在选择Pt100的接线方式时，需要考虑实际应用的要求和测量精度的需求，如果测量精度要求较高，可以选择四线制接线方式，如果精度要求相对较低，可以选择二线制接线方式，也可以折中选择如图5中B图所示的三线制接线方式。
模数转换模块220获得温差值和温差值/>后传送到主控模块230，由主控模块230进行计算获得接触电阻阻值R。
主控模块230可以采用STM32F405RGT6 单片机，这种单片机采用 ARM Cortex-M4内核，主频可达 168MHz,具有较强的计算和处理能力，内置了多种外设，包括多个通用定时器、串口通信接口、SPI 接口等可以满足各种应用的需求，同时具有大容量的存储器可以储存更多的程序与数据以及多种省电模式，可以有效的延长电池寿命，本发明中利用单片机数据处理能力，计入静触点110与动触点120的参数，接收温差值和温差值/>，结合公式，能够实现对高压断路器开关接触电阻R的在线实时检测和分析，保障电力系统的安全稳定运行。
主控模块230计算获得接触电阻阻值R过程为：
根据热平衡公式（1）计算获得温差值与阻值R0的关系公式（2）和温差值/>与阻值R的关系公式（3），
（1）
其中，P为电流通过开关触点所产生的能量损耗，为/>时间内导体的总发热量，/>为在/>时间内导体温度升高/>时所吸收的热量，/>为在dt时间内导体的总散热量，c为导体比热容，m为导体质量；
（2）
（3）
其中，为静触点110电阻/>，T为时间常数且/>，K为附加损耗系数，/>为静触点110与动触点120间的电流，R为接触电阻，c为导体比热容，/>为触点材料的电导率，S为触点接触面面积，h为热传导系数，A为触点表面积，/>为起始温度；
热平衡公式（1）初始条件为：转换获得
（11）
（5）
其中，T为时间常数且 ；
对公式（5）两边同时积分，计算获得，
（12）
（13）
（6）
（14）
由初始条件，计算获取：
（7）
把公式（7）代入公式（6）计算获得：
（8）
式中，T为时间常数且，式中的/>，对于给定的开关触头，触头的横截面积为S已知，根据电阻的定义式/>，可以计算获得静触点阻值R0。
对于静触点，流过的电流为Ic，静触点材料的电导率为，触头的横截面积为S，则由公式（8）可得静触点温差值/>与阻值R0的关系公式（2）：
（2）
对于接触电阻R，由于静触头和动触头流过的电流相等，即流过接触电阻R的电流也为Ic，则由公式（8）可得温差值与接触电阻阻值R的关系公式（3）：
（3）
因为开关触点上由于静触头和动触头流过的电流相等，可以看出，若要求得开关触点的接触电阻R，可以通过比值法来间接求出。
将将公式（2）和（3）两式联立做比值
（8）
其中，静触点与开关触点的发生时间相等，即t
相等，解得接触电阻R为：
（4）
通常情况下，开关通电产生的功率损耗，一部分用来加热触点使其温度上升，另一部分将通过散热方式散失到周围介质中去，这就是电器工作中的热平衡关系，即输入导体的热量是导体温度升高所吸收的热量与散热量之和。
热平衡公式可以表达为：
（1）
其中，P为电流通过开关触点所产生的能量损耗，为/>时间内导体的总发热量，/>为在/>时间内导体温度升高/>时所吸收的热量，/>为在/>时间内导体的总散热量，P为电流通过导体所产生的能量损耗即电阻损耗，/>，K为附加损耗系数，I为导体中的电流，R为电阻，c为导体比热容，m为导体质量。
实际使用时，如果高压断路器工作正常，不存在短路或其他特殊情况时，静触电和动触点接触会达到热平衡状态，此时接触电阻R温度不再升高，则 ，此时公式（1） ，所以热平衡时/> ，输入导体的热量与散热量相等，达到热平衡状态，此时热平衡状态时的电流为Ic，则/>，即/>，对于静触点即为，对于开关触点为/>，两式同样做比值，即可得出接触电阻R：
（9）
对于时间常数T，如果仅靠参数计算获取，往往获取的数值精度底，不利于准确计算接触电阻R，对时间常数T计算时可以对系统热平衡状态时的情况做进一步分析计算获取。
在静触点与动触点间采用固定实验电流Is，为静触点与动触点间采用固定实验电流Is时达到热平衡的固定温差值，/>为起始温度，/>为静触点与动触点采用工作电流I时温差值，t为静触点与动触点采用工作电流达到热平衡时的平衡时间，根据上述数据进行时间常数T计算。
当达到热平衡时，采用实验电流为Is时，则/>，所以，
（15）
（16）
当导体确定时， 为定值，根据实验电流Is可以获取/>。
采用工作电流I时，由公式（8）获取，温差值与电阻R的关系式
（17）
即：
（18）
化简得：
（19）
两边同时取对数即可得：
（20）
即可求得时间常数T：
（10）
由上述计算获得的时间常数T根据检测时间和温差值动态计算获取，具有更高的精度，有利于准确计算接触电阻R。
本发明在静触点和动触点的设置热电阻传感器，对静触点和接触触点的温度进行检测，并通过主控模块实时对检测数值计算，获取接触电阻阻值R的阻值变化，通过对接触电阻阻值R检测可以帮助确保电气设备和系统的安全运行。提高高压断路器运行的可靠性，及时发现和修复潜在的安全隐患，保障人身安全和设备的正常运行，同时根据检测数据优化高压断路器的接触电阻，可以减少能量损耗，提高能效性能，降低能源消耗和运营成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、 “固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或 “下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征 “之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
Claims (6)
1.一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在静触点的接触面设置热电阻传感器二，在与静触点的接触面相隔一段垂直距离处设置热电阻传感器一，在动触点的接触面设置热电阻传感器三；
S2、获取静触点热电阻传感器一与热电阻传感器二温差值，获取静触点热电阻传感器二与动触点热电阻传感器三的温差值/>，并传送到主控模块；
S3、主控模块根据温差值和温差值/>计算获得接触电阻阻值R；
所述主控模块计算获得接触电阻阻值R步骤包括：
S31、根据热平衡公式（1）计算获得温差值与静触点电阻R0的关系公式（2）和温差值/>与接触电阻R的关系公式（3），
（1）
其中，为/>时间内导体的总发热量，P为电流通过开关触点所产生的能量损耗，为在/>时间内导体温度升高/>时所吸收的热量，c为导体比热容，m为导体质量，为在/>时间内导体的总散热量，h为热传导系数，A为触点表面积，/>为温差值；
（2）
（3）
其中，T为时间常数且，P为电流通过开关触点所产生的能量损耗且，K为附加损耗系数，/>为静触点与动触点间的电流，R为接触电阻，/>为静触点电阻/>，/>为触点材料的电导率，S为触点接触面面积，d为长度，/>为起始温度；
S32、对关系公式（2）和关系公式（3）联立做比值，计算获取接触电阻R为
（4）
其中，为起始温度；
根据热平衡公式（1）计算获得关系公式（2）和关系公式（3）的步骤为：
S41、热平衡公式（1）变形获得公式（5）为：
（5）
S42、对公式（5）两边同时积分，计算获得，
（6）
S43、由初始条件，获得常数/>的值，
（7）
S44、根据公式（6）和（7）获得：
（8）
S45、根据 由公式（8）分别获取关系公式（2）和关系公式（3）。
2.根据权利要求1所述的一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测方法，其特征在于：所述静触点与动触点达到热平衡时接触电阻R为：
（9）。
3.根据权利要求1所述的一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测方法，其特征在于：时间常数T还可以通过公式计算获取：
（10）
其中， 为静触点与动触点间固定电流/>的固定温差值，/> 为初始温度，/>为静触点与动触点温差值，t为时间，通过主控模块的计时系统计时获得。
4.一种适用于权利要求1至3中任一权利要求所述方法的基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统，其特征在于，包括：
测温模块，包括热电阻传感器一、热电阻传感器二和热电阻传感器三，所述热电阻传感器二设置于静触点的接触面，热电阻传感器一设置于与静触点的接触面相隔一段垂直距离处，热电阻传感器三设置于动触点的接触面，热电阻传感器触点温度影响阻值发生变化产生差分电压；
模数转换模块，所述模数转换模块对热电阻传感器产生差分电压进行采样，对采样值进行模数转换后获得温差值和温差值/>；
主控模块，所主控模块依据温差值和温差值/>计算获得接触电阻阻值R；
显示模块，所述显示模块对获取的温差值、温差值/>和接触电阻阻值R进行显示。
5.根据权利要求4所述的一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统，其特征在于：所述热电阻传感器为Pt100温度传感器。
6.根据权利要求5所述的一种基于温度检测的开关触点接触电阻在线检测系统，其特征在于：所述测温模块中Pt100温度传感器接线方式包括二线制接法、三线制接法和四线制接法；
二线制接法结构为：Pt100第一端串联电阻R2后接地，Pt100第二端串联电阻R1后接恒流源正极和AD采样信号源，恒流源负极接地；
三线制接法结构为：Pt100第一端串联电阻R3后接地，Pt100第二端连接电阻R2后接恒流源正极，恒流源负极接地，Pt100第二端连接R1后连接AD采样信号源；
四线制接法结构为：Pt100第一端连接电阻R3后接地，Pt100第一端连接电阻R4后接AGND地，Pt100第二端连接电阻R2后接恒流源正极，恒流源负极接地，Pt100第二端连接R1后连接AD采样信号源。
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Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006061375A1 (de) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltvorrichtung mit temperaturabhängigem widerstand zum löschen eines lichtbogens |
| CN202836817U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-03-27 | 山东省黄金电力公司 | 开关动触头无线测温装置 |
| CN104236741A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 户外高压开关的温度监测装置及实施方法 |
| CN104729746A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-06-24 | 上海申腾信息技术有限公司 | 一种温度采集故障自我修复系统 |
| CN105759200A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-07-13 | 中国农业大学 | 一种有载分接开关工作状态在线监测及预警方法 |
| CN106092363A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-11-09 | 北京交通大学 | 一种基于Pt100的温度传感器电路及其测温方法 |
| CN107884614A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-06 | 曲阜师范大学 | 一种基于温度检测的电流检测装置及电流检测方法 |
| CN109613426A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-12 | 厦门理工学院 | 一种高压断路器梅花触头老化诊断方法 |
| CN111337851A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-26 | 安徽农业大学 | 一种线路负载的故障检测装置 |
| CN113655286A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-16 | 应急管理部沈阳消防研究所 | 一种接触电阻在线检测装置 |
| CN114047436A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-15 | 国网湖北省电力有限公司荆州供电公司 | 一种高压开关触头缺陷监测装置 |
| CN114709104A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-05 | 广东菲利特电气科技有限公司 | 一种可在线监测的智能隔离开关 |
| CN114779067A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-22 | 苏州清视博通物联科技有限公司 | 一种断路器、断路器接线端子接触电阻检测装置及方法 |
| CN115078842A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-20 | 华能龙开口水电有限公司 | 大型发电机gcb接触电阻在线监测方法及存储介质 |
| CN115480156A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-12-16 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 高压断路器动态接触电阻测量系统及测量方法 |
| WO2023042163A1 (zh) * | 2021-09-20 | 2023-03-23 | 郑宇程 | 一种接触器 |
| CN116680951A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-09-01 | 武汉黉门电工科技有限公司 | 一种多源信息融合的gis隔离开关触头接触电阻评估方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1793235A1 (de) * | 2005-11-30 | 2007-06-06 | ABB Technology AG | Überwachungssystem für Hochspannungsschalter |
| CN1991654B (zh) * | 2005-12-31 | 2013-05-22 | 博奥生物有限公司 | 不需要温度传感器的精密加热温度控制装置及方法 |
| US10677846B2 (en) * | 2015-06-04 | 2020-06-09 | Hydra-Electric Company | Electronic switch |
| US20230053450A1 (en) * | 2019-08-29 | 2023-02-23 | VoltServer, Inc. | Method for Detecting a Series Resistance Fault in a Digital-Electricity Transmission System |
-
2023
- 2023-12-05 CN CN202311653211.0A patent/CN117665400B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006061375A1 (de) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltvorrichtung mit temperaturabhängigem widerstand zum löschen eines lichtbogens |
| CN202836817U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-03-27 | 山东省黄金电力公司 | 开关动触头无线测温装置 |
| CN104236741A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 户外高压开关的温度监测装置及实施方法 |
| CN104729746A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-06-24 | 上海申腾信息技术有限公司 | 一种温度采集故障自我修复系统 |
| CN105759200A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-07-13 | 中国农业大学 | 一种有载分接开关工作状态在线监测及预警方法 |
| CN106092363A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-11-09 | 北京交通大学 | 一种基于Pt100的温度传感器电路及其测温方法 |
| CN107884614A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-06 | 曲阜师范大学 | 一种基于温度检测的电流检测装置及电流检测方法 |
| CN109613426A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-12 | 厦门理工学院 | 一种高压断路器梅花触头老化诊断方法 |
| CN111337851A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-26 | 安徽农业大学 | 一种线路负载的故障检测装置 |
| CN113655286A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-16 | 应急管理部沈阳消防研究所 | 一种接触电阻在线检测装置 |
| WO2023042163A1 (zh) * | 2021-09-20 | 2023-03-23 | 郑宇程 | 一种接触器 |
| CN114047436A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-15 | 国网湖北省电力有限公司荆州供电公司 | 一种高压开关触头缺陷监测装置 |
| CN114709104A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-05 | 广东菲利特电气科技有限公司 | 一种可在线监测的智能隔离开关 |
| CN114779067A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-22 | 苏州清视博通物联科技有限公司 | 一种断路器、断路器接线端子接触电阻检测装置及方法 |
| CN115078842A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-20 | 华能龙开口水电有限公司 | 大型发电机gcb接触电阻在线监测方法及存储介质 |
| CN115480156A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-12-16 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 高压断路器动态接触电阻测量系统及测量方法 |
| CN116680951A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-09-01 | 武汉黉门电工科技有限公司 | 一种多源信息融合的gis隔离开关触头接触电阻评估方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 550kV高压隔离开关热稳定性分析;吴涛;余海涛;戴永正;王鹏;张光来;;高压电器;20130916(09);全文 * |
| GW6B-252型隔离开关触头温升与接触状态关系研究;李玉杰;李洪涛;高山;腾云;和彦淼;刘通;;电力工程技术;20180728(04);全文 * |
| 一种实用的热电阻测温方法;黄江平;科技广场;20050118(01);全文 * |
| 新型多路Pt100温控变送器;郑贵林;王振杰;;仪表技术与传感器;20141215(12);全文 * |
| 面向Pt100铂电阻的高精度多路测温系统;徐莉振;鲍敏;;机电工程;20130120(01);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117665400A (zh) | 2024-03-08 |
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