CN202033124U - 高电压大电流切换开关触头在线测温组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高电压大电流切换开关触头在线测温组件，即开关触头电极开有螺孔，铂热电阻通过固定螺栓拧于开关触头电极的螺孔固定于开关触头电极表面，聚酰亚胺薄膜垫设于铂热电阻与开关触头电极之间，尼龙绝缘套管套于固定螺栓外圈，屏蔽电缆连接铂热电阻信号端。本测温组件克服了传统测温方式的缺陷，在保证开关绝缘特性的同时，其测温准确、响应时间快，且结构简单，安装方便，保证了开关及主回路设备的正常运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高电压大电流切换开关触头在线测温组件。
背景技术
高电压大电流切换开关广泛应用于冶金行业的各类电炉等电器设备中，如直流电弧炉底电极切换开关用于电炉之间进行电流切换，开关额定运行电压DC1000V，额定运行电流108000A，最大运行电流120000A。在这种高电压、大电流情况下，一旦开关触头部分出现接触不良的现象，则触头的发热将非常严重，发热异常严重时积聚的热量将很快导致触头熔焊甚至拉弧，引发设备故障。预防事故发生的关键在于能够及时发现开关触头温度的异常上升并及时采取相应措施。对开关触头的温升状况的在线监测直接关系到开关状态的把握，监测主回路设备的温升，是高电压、大电流设备实施状态检测的重要途径，也是维护稳定生产的重要手段。
目前高电压大电流切换开关在线测温主要有两种方式，将测温元件埋设在被试品中或将测温元件贴在被试品表面。方式一容易导致被试品导电结构的破坏，从而破坏绝缘特性或提高电流载流密度导致被试品发热严重，因此一般较少采用。方式二为目前较多采用的方式。由于温度测量元件属于二次控制回路，其本身的绝缘要求低，因此方式二的缺点是导致被试品绝缘强度的降低。为了克服被试品绝缘强度降低的问题，采用气动测温元件对开关触头的温度在线监测。采用气动元件虽然克服了绝缘强度的问题，但气动元件本身需要额外的气源供应，导致了开关结构的复杂，且由于维持额定压力的需要限制了测温点的数量。更重要的是，气动测温元件温度测量响应慢，且采用温度触发的方式，不能及时反应大电流设备的温度变化，从而导致故障排除时间的滞后，影响设备的正常运行。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高电压大电流切换开关触头在线测温组件，本测温组件克服了传统测温方式的缺陷，在保证开关绝缘特性的同时，其测温准确、响应时间快，且结构简单，安装方便，保证了开关及主回路设备的正常运行。
为解决上述技术问题，本实用新型高电压大电流切换开关触头在线测温组件包括开关触头电极、铂热电阻、尼龙绝缘套管、固定螺栓、屏蔽电缆和聚酰亚胺薄膜，所述开关触头电极开有螺孔，所述铂热电阻通过所述固定螺栓拧于所述开关触头电极的螺孔固定于开关触头电极表面，所述聚酰亚胺薄膜垫设于所述铂热电阻与开关触头电极之间，所述尼龙绝缘套管套于所述固定螺栓外圈，所述屏蔽电缆连接所述铂热电阻信号端。
为保护与铂热电阻连接的屏蔽电缆，本测温组件还包括不锈钢护套，所述不锈钢护套设于所述铂热电阻一侧，所述屏蔽电缆穿出所述不锈钢护套。
为保护受固定螺栓紧固的铂热电阻，上述尼龙绝缘套管是T形套管。
上述铂热电阻可以采用Pt100铂热电阻。
上述聚酰亚胺薄膜的厚度是0.03mm。
由于本实用新型高电压大电流切换开关触头在线测温组件采用了上述技术方案，即开关触头电极开有螺孔，铂热电阻通过固定螺栓拧于开关触头电极的螺孔固定于开关触头电极表面，聚酰亚胺薄膜垫设于铂热电阻与开关触头电极之间，尼龙绝缘套管套于固定螺栓外圈，屏蔽电缆连接铂热电阻信号端。本测温组件克服了传统测温方式的缺陷，在保证开关绝缘特性的同时，其测温准确、响应时间快，且结构简单，安装方便，保证了开关及主回路设备的正常运行。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本高电压大电流切换开关触头在线测温组件的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型高电压大电流切换开关触头在线测温组件包括开关触头电极7、铂热电阻5、尼龙绝缘套管1、固定螺栓4、屏蔽电缆3和聚酰亚胺薄膜6，所述开关触头电极7开有螺孔，所述铂热电阻5通过所述固定螺栓4拧于所述开关触头电极7的螺孔固定于开关触头电极7表面，所述聚酰亚胺薄膜6垫设于所述铂热电阻5与开关触头电极7之间，所述尼龙绝缘套管1套于所述固定螺栓4外圈，所述屏蔽电缆3连接所述铂热电阻5信号端。
为保护与铂热电阻5连接的屏蔽电缆3，本测温组件还包括不锈钢护套2，所述不锈钢护套2设于所述铂热电阻5一侧，所述屏蔽电缆3穿出所述不锈钢护套2。
为保护受固定螺栓4紧固的铂热电阻5，上述尼龙绝缘套管1是T形套管。
上述铂热电阻5可以采用Pt100铂热电阻。
上述聚酰亚胺薄膜6的厚度是0.03mm。
对于高电压大电流切换开关触头的在线温度监测，必须是在不影响主体设备正常运行的前提下提高对设备状态的监测能力。本测温组件采用温度检测精度和反应速度较高的Pt100铂热电阻作为开关触头温度检测的元件，安装方式则采用测温元件用螺栓固定在被试品表面的方法来避免对主回路设备导电结构的破坏。采用Pt100铂热电阻作为测温元件，可以及时反映被测触头的温度，及时读取温度变化的数据，便于及时掌握切换开关在承载大电流时的温度变化。
采用Pt100铂热电阻作为测温元件，是将温度信号转换为电信号传输给上级的控制设备，因此必须解决的问题是测量回路和主回路的绝缘问题及信号传输的抗干扰问题。在抗干扰方面，采用外套绝缘的屏蔽电缆，将电缆的屏蔽层在控制器侧单端可靠接地。在Pt100铂热电阻与主回路的绝缘方面，选用复合绝缘结构实现测量回路与主回路的可靠绝缘。首先在测温元件与开关触头之间采用厚度为0.03mm聚酰亚胺薄膜隔离，在固定螺栓与测温元件之间采用尼龙绝缘套管，这样，可靠实现了测温元件与开关触头之间的绝缘特性。聚酰亚胺薄膜具有优越的绝缘性能，其电阻率可达100～130kV/mm，以其电阻率的最低值来考虑，则厚度为0.03mm的聚酰亚胺薄膜绝缘强度可达：P=100×0.03=3kV，这与Pt100铂热电阻原有的绝缘特性相加，则总的绝缘强度可达4kV，这一数值超过了切换开关设计的绝缘强度AC3500V。
此外，在材料耐热方面，聚酰亚胺薄膜及隔离用的尼龙护套能够耐受100℃以下的温度，而切换开关电极和触头的温升设计要求在正常状态下不高于冷却水温15℃，冷却水温度维持在30℃左右，而实际使用温度维持在40℃以下，因此在开关正常运行状态下可以基本不考虑材料的耐热问题；另一方面，由于聚酰亚胺薄膜的厚度仅仅0.03mm，也可以忽略薄膜本身的隔热问题。
综上所述，采用新的温度在线监测方式后具有以下优点：提高了温度监测的实时性和监测精度，解决了检测回路与主回路的绝缘问题，解决了检测回路信号抗干扰的问题。
Claims (5)
1.一种高电压大电流切换开关触头在线测温组件，包括开关触头电极，其特征在于：还包括铂热电阻、尼龙绝缘套管、固定螺栓、屏蔽电缆和聚酰亚胺薄膜，所述开关触头电极开有螺孔，所述铂热电阻通过所述固定螺栓拧于所述开关触头电极的螺孔固定于开关触头电极表面，所述聚酰亚胺薄膜垫设于所述铂热电阻与开关触头电极之间，所述尼龙绝缘套管套于所述固定螺栓外圈，所述屏蔽电缆连接所述铂热电阻信号端。
2.根据权利要求1所述的高电压大电流切换开关触头在线测温组件，其特征在于：本测温组件还包括不锈钢护套，所述不锈钢护套设于所述铂热电阻一侧，所述屏蔽电缆穿出所述不锈钢护套。
3.根据权利要求1所述的高电压大电流切换开关触头在线测温组件，其特征在于：所述尼龙绝缘套管是T形套管。
4.根据权利要求1所述的高电压大电流切换开关触头在线测温组件，其特征在于：所述铂热电阻是Pt100铂热电阻。
5.根据权利要求1所述的高电压大电流切换开关触头在线测温组件，其特征在于：所述聚酰亚胺薄膜的厚度是0.03mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN108020685A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-11 | 川崎重工业株式会社 | 加速度转换器 |
| CN108061610A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-22 | 绵阳市锐钛智能科技有限公司 | 一种用于测量环网柜电缆头导体温度的rfid无源传感装置 |
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| CN108061610A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-22 | 绵阳市锐钛智能科技有限公司 | 一种用于测量环网柜电缆头导体温度的rfid无源传感装置 |
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