CN208805294U - 用于中压断路器的非侵入式测温装置及中压断路器 - Google Patents

Abstract

提供一种用于中压断路器的非侵入式测温装置以及具有该测温装置的中压断路器。所述测温装置套装于断路器的触臂上并包括：主支撑件，所述主支撑件具有套接在所述触臂上的中空壳体；测温模块，所述测温模块包括无线处理单元、自供电电流互感器和温度传感器，其中，所述测温模块与所述中空壳体嵌套安装，并在所述主支撑件套接于所述触臂之后，通过温度传感器探头测量所述触臂的温度；以及绝缘套管，所述绝缘套管套接于所述主支撑件外部，以覆盖整个所述触臂。本实用新型的非侵入式测温装置无需改变断路器内部二次接线，测温装置的安装和使用不影响开关设备运行的安全性，能够根据实际需要实施现场改造，结构简单、成本低廉、绝缘可靠。

Description

用于中压断路器的非侵入式测温装置及中压断路器

技术领域

本实用新型总的涉及断路器在线监测领域，更具体地，涉及一种用于中压断路器的非侵入式测温装置，以及具有该测温装置的中压断路器。

背景技术

现今，中压配电网络系统面临的挑战与日俱增，开关设备的非正常温度升高往往会带来难以预料的后果，因此对开关设备的温升进行监测及诊断是非常迫切且有必要的。作为开关设备的核心元件，断路器是衔接整个发电系统和输配电系统的关键且唯一可移动的部件，因此，断路器能否正常工作直接影响了电力系统的稳定运行。断路器故障及事故中，主回路温升过高或异常的主要原因是由于动静触头接触不良，接触电阻增大，造成回路温度异常。如果不及时发现并处理，则会进一步加剧发热和氧化，出现诸如触指熔化脱落、触头烧毁、绝缘材料恶化等现象，甚至会起火而引发开关爆炸等安全事故。

为解决上述问题，某些方案中的断路器测温装置采用表带缠绕在断路器进出线端附近的母排上，但该方案并不能精确反映触头部位的温度。某些方案中，测温装置中的温度传感器需要配备供电电源，因而维护工作量较大。某些方案中，无线测温装置被嵌入断路器触臂中并采用自行供电，然而嵌入式测温装置在例如安装、更换等方面并不令人满意，并且不利于根据实际需要实施现场改造。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于解决上述现有技术中存在的问题，提出一种用于中压断路器的非侵入式测温装置，该测温装置无需改变断路器本身的内部接线，在保证对断路器温度精确检测的同时能够实现自行供电。

为此，根据本实用新型的一个方面，提供一种用于中压断路器的非侵入式测温装置，其中，所述测温装置套装于断路器的触臂上并包括：主支撑件，所述主支撑件具有套接在所述触臂上的中空壳体；测温模块，所述测温模块包括无线处理单元、自供电电流互感器和温度传感器，其中，所述测温模块与所述中空壳体嵌套安装，并在所述主支撑件套接于所述触臂之后，通过温度传感器探头测量所述触臂的温度；以及绝缘套管，所述绝缘套管套接于所述主支撑件外部，以覆盖整个所述触臂。

由于采用非侵入式测温装置，本实用新型的方案无需改变断路器内部二次接线，与继电保护装置完全隔离，测温装置的安装和使用不影响开关设备运行的安全性。此外，该测温装置能够实现独立自行供电，避免了设备工作对电池的影响，具有能够长期工作的优势。

根据上述技术构思，本实用新型可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。

在某些可选形式中，所述绝缘套管能够沿所述触臂的轴向方向可调整地移动，以覆盖不同长度的触臂。

在某些可选形式中，所述测温装置还包括热缩套管，所述热缩套管套设在所述绝缘套管外部，并覆盖未被所述绝缘套管覆盖的部分所述主支撑件。

采用沿触臂的轴向方向可调整移动的绝缘套管，能够使得主支撑件作为标准件适用于不同长度的触臂，并通过调整绝缘套管来覆盖整个触臂实现绝缘。对于长度较长的触臂，未被绝缘套管覆盖的部分所述主支撑件可借助热缩套管来实现整体绝缘。由此，本实用新型的测温装置能够适应多种规格型号的断路器的触臂，并且能够根据实际需要实施现场改造。

在某些可选形式中，所述主支撑件的外壁上沿轴向设有至少一个滑槽，所述绝缘套管的内壁上沿轴向设有相应的至少一个肋，所述肋能够嵌入并沿所述滑槽移动且防止所述绝缘套管旋转。

在某些可选形式中，所述主支撑件的中空壳体内设有容置所述自供电电流互感器的环腔，围绕所述环腔设有沿所述触臂的轴向方向突伸出的多个定位片，用以将所述自供电电流互感器卡接就位于所述环腔内。

在某些可选形式中，所述主支撑件的中空壳体内还设有沿所述触臂的径向方向向内突伸出的多个凸棱，所述多个凸棱沿所述触臂的轴向方向彼此平行地延伸且均匀布置以抵接所述触臂。

在某些可选形式中，所述测温装置还包括嵌套安装在所述中空壳体上的柔性垫，用以将所述测温模块辅助定位。

所述柔性垫对所述测温模块的辅助定位通过将所述绝缘套管套接于所述主支撑件外部来实现。

在某些可选形式中，所述测温装置还包括支撑环，所述支撑环套装在所述触臂上，并通过紧固元件将所述主支撑件与所述触臂固定在一起且防止所述主支撑件旋转。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种中压断路器，所述中压断路器包括操作模块、固定于所述操作模块上的极柱，以及依次与所述极柱连接的触臂和触头，其中，所述中压断路器包括上述的用于中压断路器的非侵入式测温装置。

本实用新型的用于中压断路器的非侵入式测温装置能够在不改变断路器内部接线的情况下主动监测断路器及开关设备运行状态，具备自行供电性能，可提高产品运行可靠性，同时实现远程操作，保障运维人员人身安全。本实用新型的测温装置结构简单、成本低廉、绝缘可靠，尤其可适用于多种规格型号的断路器。

附图说明

本实用新型的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的实施方式更好地理解，附图中相同的标记标识相同或相似的部件，其中：

图1是根据本实用新型一种实施方式的中压断路器及非侵入式测温装置的分解示意图；

图2是图1所示测温装置中主支撑件和测温模块的分解示意图；

图3是测温模块的放大示意图；

图4是图3所示测温模块的平面示意图；

图5是测温模块安装到主支撑件中的示意图；

图6是图5所示安装有测温模块的主支撑件的平面示意图；

图7是沿图6中线A-A的截面示意图；

图8是测温装置安装到断路器触臂上的部分截面示意图。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

首先参见图1所示的一种实施方式，本实用新型的非侵入式测温装置用于套装在中压断路器10的触臂上，其中，中压断路器10包括操作模块(未示出)、固定于操作模块上的极柱11，以及依次与极柱11连接的触臂12和触头13(图8中示出)。应理解的是，图1中仅示例性示出了一个触臂(即极柱下方的触臂)及其对应的一个测温装置，在极柱上方端口处同样包括一个触臂及相对应的测温装置。本实用新型的测温装置适用于套装在断路器的各个触臂上，从而对断路器的上下两个触臂同时进行实时温度监测。

结合图1至图8所示，在该实施方式中，测温装置主要包括主支撑件20、测温模块30以及绝缘套管70，其中，主支撑件20具有套接在触臂12上的中空壳体21，测温模块30嵌套安装在中空壳体21上并包括无线处理单元34、自供电电流互感器32和温度传感器。

为了将测温模块30安装在主支撑件20上，如图2所示，主支撑件20的中空壳体21上可形成有外壁卡槽22，用以卡接测温模块30的温度传感器外壳31，其中，无线处理单元34容置于温度传感器外壳31内。有利地，可将温度传感器外壳31设置为具有与中空壳体21的外壁形状符合的弧形壁，使得装配后温度传感器外壳31的外壁不与套接在主支撑件20外部的绝缘套管70相干涉。在某些实施方式中，如图3和图4所示的，装设在温度传感器外壳31中的无线处理单元34可具有延伸出的等电位片35，温度传感器探头36布置在等电位片35上，从而在主支撑件20套接于触臂12之后，能够通过温度传感器探头36测量触臂12的温度。在该实施方式中，采用接触式的温度测量方式，具有与断路器的触臂接触的突出的测量头。然而可以理解的是，亦可采用非接触式的测温传感器，例如采用无线射频识别技术(RFID)，温度传感器的安装和使用不会影响开关设备运行的安全性。

从图2中还可看出，该实施方式中，测温装置还可包括柔性垫33，柔性垫33布置在与外壁卡槽22邻近且相通的开槽23中，用以将温度传感器外壳31固定，同时将温度传感器探头辅助定位。图5至图7示出了将测温模块安装至主支撑件中的示意图，其中，由图7可看出，柔性垫33略微突出于主支撑件的中空壳体21，当绝缘套管70套接于主支撑件20的外部之后，如图8所示的，柔性垫33被挤压并同时对温度传感器探头36施压，以使得温度传感器探头与等电位片可靠接触，进而促使承载温度传感器探头36的等电位片朝向中空壳体内部移动。这样，温度传感器探头能够实现对触臂12的可靠且精准的温度测量。为此，等电位片有利地设置为能够沿触臂12的径向移动的弹性片。

在本实用新型中，每一个测温模块都具有独立的自供电电流互感器，自供电电流互感器和无线处理单元的使用摆脱了传统测温装置对外部辅助电源的依赖，能够依靠一次导体的电流感应出无线处理单元所需的二次电流。当开关设备处于工作(通电)状态时，无线处理单元即可立刻投入工作。同时，在开关设备工作电流超过预定值时，自供电电流互感器达到饱和，二次输出电流不再增加，从而确保无线处理单元安全工作。在所示实施方式中，测温模块30的自供电电流互感器32包括能够套设在触臂12外部的电流测量线圈，用以测量通过触臂12的电流并与无线处理单元34通信以获取电流来实现测温模块30的供电。作为示例，电流测量线圈可为罗氏线圈。

结合图2、图5至图7，主支撑件20的中空壳体21内设有容置电流测量线圈的环腔25，围绕环腔25还可设有沿触臂的轴向方向突伸出的多个定位片26，用以将电流测量线圈卡接就位于环腔25内，如图5及图6所示的。此外，主支撑件20的中空壳体21内还可设有沿触臂的径向方向向内突伸出的多个凸棱27，多个凸棱沿触臂的轴向方向彼此平行地延伸且均匀布置以在主支撑件20套装在触臂上后能够抵接触臂。

为实现主支撑件20与触臂12的稳固安装，所示实施方式的测温装置还有利地包括支撑环40，该支撑环套装在触臂12上，并借助于紧固元件50(例如螺栓)与主支撑件彼此固定，由此将主支撑件20与触臂12相互固定，同时防止主支撑件20旋转。在某些实施方式中，主支撑件20的中空壳体21上设有贯穿外壁形成的穿孔24(图2)，相应地，支撑环40上可形成有螺纹沉孔。

可以理解的是，断路器的整个触臂应被绝缘屏蔽，然而针对不同长度的触臂设计多种绝缘屏蔽部件会导致生产复杂性和成本增长。根据本实用新型，绝缘套管70能够沿触臂12的轴向方向可调整地移动。在某些实施方式中，结合图1和图2所示，主支撑件20的外壁上沿轴向设有至少一个滑槽28，绝缘套管70的内壁上沿轴向设有相应的至少一个肋71，其中，肋71能够嵌入并沿滑槽28移动，同时，该结构能够防止绝缘套管70旋转。以这种方式，当主支撑件20与触臂12固定之后，通过将绝缘套管70套接于主支撑件20的外部并可调整地移动，即可实现覆盖不同长度的触臂，从而能够适应多种规格型号的断路器的触臂。对于未被绝缘套管70覆盖的部分主支撑件，本实用新型的测温装置还包括热缩套管60，当绝缘套管70已调整到位，且触头13与触臂12装配完成之后，利用热缩套管60实现对测温装置及整个触臂的绝缘屏蔽，如图8所示的。这样，由于绝缘套管和热缩套管的绝缘屏蔽作用，有效保证了对各零部件的绝缘性能。

由于本实用新型的测温装置采用非侵入式，在测温模块的各零部件发生故障时，更换及置入新的测温模块即可，简单易操作，成本低廉。

这里应当理解的是，图1至图8所示实施方式仅显示了根据本实用新型的测温装置的可选形状、尺寸和布置方式，其仅为示意而非限制，在不背离本实用新型的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。

以上已揭示本实用新型的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。

Claims (10)

1.一种用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述测温装置套装于断路器的触臂(12)上并包括：

主支撑件(20)，所述主支撑件具有套接在所述触臂(12)上的中空壳体(21)；

测温模块(30)，所述测温模块包括无线处理单元(34)、自供电电流互感器(32)和温度传感器，其中，所述测温模块(30)与所述中空壳体(21)嵌套安装，并在所述主支撑件(20)套接于所述触臂(12)之后，通过温度传感器探头(36)测量所述触臂(12)的温度；以及

绝缘套管(70)，所述绝缘套管套接于所述主支撑件(20)外部，以覆盖整个所述触臂(12)。

2.根据权利要求1所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述绝缘套管(70)能够沿所述触臂(12)的轴向方向可调整地移动，以覆盖不同长度的触臂。

3.根据权利要求1或2所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述测温装置还包括热缩套管(60)，所述热缩套管套设在所述绝缘套管(70)外部，并覆盖未被所述绝缘套管覆盖的部分所述主支撑件(20)。

4.根据权利要求1所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述主支撑件(20)的外壁上沿轴向设有至少一个滑槽(28)，所述绝缘套管(70)的内壁上沿轴向设有相应的至少一个肋(71)，所述肋(71)能够嵌入并沿所述滑槽(28)移动且防止所述绝缘套管(70)旋转。

5.根据权利要求1所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述主支撑件(20)的中空壳体(21)内设有容置所述自供电电流互感器(32)的环腔(25)，围绕所述环腔(25)设有沿所述触臂的轴向方向突伸出的多个定位片(26)，用以将所述自供电电流互感器(32)卡接就位于所述环腔(25)内。

6.根据权利要求1所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述主支撑件(20)的中空壳体(21)内还设有沿所述触臂的径向方向向内突伸出的多个凸棱(27)，所述多个凸棱沿所述触臂的轴向方向彼此平行地延伸且均匀布置以抵接所述触臂。

7.根据权利要求1所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述测温装置还包括嵌套安装在所述中空壳体(21)上的柔性垫(33)，用以将所述测温模块(30)辅助定位。

8.根据权利要求7所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述柔性垫(33)对所述测温模块(30)的辅助定位通过将所述绝缘套管(70)套接于所述主支撑件(20)外部来实现。

9.根据权利要求1所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置，其特征在于，所述测温装置还包括支撑环(40)，所述支撑环套装在所述触臂(12)上，并通过紧固元件(50)将所述主支撑件(20)与所述触臂(12)固定在一起且防止所述主支撑件(20)旋转。

10.一种中压断路器，所述中压断路器包括操作模块、固定于所述操作模块上的极柱(11)，以及依次与所述极柱连接的触臂(12)和触头(13)，其特征在于，所述中压断路器包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于中压断路器的非侵入式测温装置。