CN219038200U - 触臂、断路器及其测温系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种触臂、断路器及其测温系统，所述触臂包括触臂罩、金属触臂、动触头和温度传感器，金属触臂穿设于触臂罩中，与触臂罩紧密连接，以使触臂罩保证金属触臂周向表面的绝缘性能，动触头与金属触臂的一端相连，温度传感器连接与触臂罩靠近动触头的一端，温度传感器与金属触臂相接触，避免了空气传热引起的测量误差，使得温度传感器能够直接对触臂的主要发热点进行监测，提高了测量结果的可靠性；温度传感器固定在触臂罩上，温度传感器与触臂罩以及金属触臂之间的连接稳定性不受动触头运行时间长短的影响，提高了温度传感器测温结果的稳定性。

Description

触臂、断路器及其测温系统

技术领域

本申请涉及电力设备安全检测领域，特别涉及一种触臂、一种断路器、一种断路器的测温系统。

背景技术

现有断路器的测温方式主要包括：

一、在断路器的动触头上捆绑测温传感器；

二、在断路器的触臂罩外捆绑测温传感器；

三、在断路器的金属触臂上设置凹槽，将测温传感器嵌入该凹槽中。

采用上述第一种测温方式的断路器经多次切换运行状态与试验状态后，测温传感器会产生松动，存在脱落的风险；若捆绑太紧，则影响断路器动触头正常张合，进而导致电动底盘车进车失败。采用上述第二种测温方式的断路器由于触臂罩为绝缘材料，测温传感器无法与金属触臂直接接触，不能准确获取断路器的实际发热情况；高压状态下，断路器活门挡板可能会对测温传感器的金属尖端产生放电。上述第三种测温方式减少了断路器触臂的有效导流截面，降低了断路器的动稳定性和热稳定性；且测温传感器损坏时需要更换整个触臂，无法单独更换测温传感器，经济性差。

可见，现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本申请的目的在于提供一种触臂、断路器及其测温系统，旨在提高触臂的测温稳定性和可靠性。

为了达到上述目的，本申请采取了以下技术方案：

本申请一方面公开了一种触臂，包括：

触臂罩；

金属触臂，穿设于所述触臂罩中，与所述触臂罩紧密连接；

动触头，与所述金属触臂的一端相连；

温度传感器，连接于所述触臂罩靠近所述动触头的一端，所述温度传感器与所述金属触臂相接触。

本申请的一些实施例中，所述触臂罩靠近所述动触头的一端设置有卡槽，所述温度传感器固定于所述卡槽中，且所述温度传感器与所述动触头之间存在间隙。

本申请的一些实施例中，所述卡槽朝向所述金属触臂的一侧设置有开口；

所述温度传感器朝向所述金属触臂的一侧设置有弹片，所述弹片穿过所述开口与所述金属触臂相抵接。

本申请的一些实施例中，所述卡槽包括对称设置的第一卡槽块和第二卡槽块，所述第一卡槽块和所述第二卡槽块间隔设置，所述温度传感器卡接于所述第一卡槽块和所述第二卡槽块之间；

所述弹片穿过所述第一卡槽块和所述第二卡槽块之间的空隙，与所述金属触臂相抵接。

本申请的一些实施例中，所述弹片与所述金属触臂相接触的侧面为弧面，且该弧面的弧度与所述金属触臂适配。

本申请的一些实施例中，所述触臂罩上还设置有限位块，所述限位块与所述温度传感器远离所述金属触臂的一侧抵接。

本申请的一些实施例中，所述触臂罩包括：

连接部，轴向套接在所述金属触臂上，与所述金属触臂紧密连接；

凸缘部，分别设置于所述连接部轴向的两端，所述凸缘部的内径大于所述连接部的内径，所述连接部的至少一端伸入所述凸缘部内，以与所述凸缘部形成所述卡槽，所述限位块设置于所述凸缘部内，与所述卡槽对应设置。

本申请的一些实施例中，所述触臂罩靠近所述动触头的一端还形成有环形凸起，所述环形凸起朝向所述动触头延伸，所述环形凸起在所述卡槽的位置形成缺口，并且与所述卡槽的槽壁相连接；

所述温度传感器包括：

传感器本体，所述传感器本体卡接于所述卡槽中，与所述金属触臂接触；

金属导磁带，所述金属导磁带穿设于所述传感器本体中，且绕设于所述环形凸起的外壁上；

连接件，分别与所述金属导磁带的两端相连，用于将所述金属导磁带的两端连接在一起。

本申请的一些实施例中，所述温度传感器为无源无线测温传感器。

本申请另一方面还提供了一种断路器，包括如上任一项所述的触臂。

本申请另一方面还提供了一种断路器的测温系统，所述测温系统包括：

如上所述的断路器；

测温接收终端，与所述断路器通过无线信号连接，用于接收所述断路器的温度数据；

诊断分析单元，与所述测温接收终端电性连接，用于接收所述测温接收终端传送的所述断路器的温度数据，并对该温度数据进行诊断分析；

显示单元，与所述测温接收终端电性连接，用于接收并显示所述测温接收终端传送的所述断路器的温度数据，并且对异常数据报警。

有益效果：

本申请提供的触臂，通过将温度传感器连接在触臂罩靠近动触头的一端，并且使温度传感器与金属触臂直接接触，使得温度传感器能够与触臂的主要发热部位直接接触，避免了空气导热产生的测量误差，从而使得温度传感器能够准确获取触臂的温度数据；本申请在不损伤金属触臂结构的前提下，能够提高触臂温升数据测定的稳定性和可靠性。此外，温度传感器固定在触臂罩上，温度传感器与触臂罩以及金属触臂之间的连接稳定性不受动触头运行时间长短的影响，提高了温度传感器测温结果的稳定性。测温传感器没有直接嵌入金属触臂中，便于测温传感器的更换，更换测温传感器时，无需更换、破坏整个触臂，提高了经济性。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的触臂的结构示意图。

图2为本申请一实施方式提供的触臂罩、金属触臂和温度传感器的连接结构示意图。

图3为本申请一实施方式提供的触臂罩和温度传感器的连接结构示意图。

图4为本申请一实施方式提供的触臂罩的结构示意图。

图5为本申请一实施方式提供的温度传感器的结构示意图一。

图6为本申请一实施方式提供的温度传感器的结构示意图二。

图7为本申请一实施方式提供的断路器的测温系统的连接示意图。

主要元件符号说明：

1、触臂罩；11、卡槽；111、开口；112、第一卡槽块；113、第二卡槽块；12、连接部；13、凸缘部；131、限位块；132、环形凸起；133、加强筋；2、金属触臂；3、动触头；4、温度传感器；41、弹片；42、传感器本体；43、金属导磁带；44、连接件；100、断路器；101、触臂；200、测温接收终端；300、诊断分析单元；400、显示单元。

具体实施方式

本申请提供一种触臂、断路器及其测温系统，为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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申请和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且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。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，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。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申请中的具体含义。

在电力系统中，温度是设备正常运行的重要参数之一，变电站的开关、刀闸、变压器是重要的电气设备，上述电气设备在长期运行过程中，会因老化、表面氧化腐蚀、连接不紧密、紧固螺栓松动或接触电阻过大等原因而导致发热，而这些发热部位的温度无法在运行时发现，最终导致火灾事故的发生。

断路器作为开关柜的核心部件，温升监测更是重中之重。请参阅图1-图3，本申请提供一种触臂，该触臂101应用于断路器上，能够实现断路器运行过程中温升数据的在线监测。该触臂101包括触臂罩1、金属触臂2、动触头3和温度传感器4；金属触臂2穿设于触臂罩1中，与触臂罩1紧密连接，动触头3与金属触臂2的一端相连，温度传感器4连接于触臂罩1的内侧，靠近动触头3的一端，温度传感器4与金属触臂2相接触。断路器100在运行过程中，其发热点主要在极柱和动触头3与静触头接触的位置，该位置更能够反应断路器100的温升数据，本申请将温度传感器4连接在触臂罩1靠近动触头3的一端，即动触头3与金属触臂2的连接处，即使得温度传感器4能够直接获取断路器100主要发热点的温升数据，提高了该触臂101温升数据的可靠性。该触臂101中，温度传感器4与金属触臂2直接接触，避免了空气导热产生的测量误差，进一步提高了温度传感器4的测量数据的可靠性。此外，温度传感器4固定在触臂罩1上，动触头3的运动不会对温度传感器4造成干扰，使得该触臂101在运行过程中，温度传感器4能够一直稳定地提供可靠的触臂101上的温升数据。

触臂罩1呈管状结构，采用绝缘材料制成，触臂罩1轴向套接在金属触臂2上，使金属触臂2的外周具有绝缘性。为保证金属触臂2具有好的绝缘性能，以及触臂罩1与金属触臂2之间的连接紧密性，触臂罩1采用绝缘性高、耐高温和拉伸性能好的材料制备。例如：环氧树脂、硅胶等。

如图3和图4所示，进一步的，触臂罩1靠近动触头3的一端设置有卡槽11，温度传感器4固定于卡槽11中，且温度传感器4与动触头3之间存在间隙。温度传感器4通过卡槽11固定，安装方便；卡槽11与温度传感器4的左右两侧抵接，温度传感器4的底部穿过卡槽11，与金属触臂2直接接触，提高温度传感器4测温的精确度。温度传感器4与动触头3之间的间隙能够避免断路器100在工作位置和试验位置切换时，动触头3和静触头咬合时碰触到温度传感器4，从而影响温度传感器4的连接稳定性。

如图3和图4所示，进一步的，卡槽11朝向金属触臂2的一侧设置有开口111；温度传感器4朝向金属触臂2的一侧设置有弹片41，弹片41穿过开口111与金属触臂2相抵接。弹片41的一端弯折后连接在温度传感器4朝向金属触臂2的一侧。应当理解的是，该弹片41为金属弹片41，具有导电导热的性能。通过弹片41的弹性作用，使温度传感器4与金属触臂2能够一直紧密地贴合，保证温度传感器4测温的稳定性和可靠性。开口111的大小大于弹片41的尺寸，使弹片41能够完全穿过该开口111与金属触臂2接触，增大弹片41与金属触臂2的接触面积，从而提高温度传感器4的测温稳定性。进一步的，开口111的大小小于温度传感器4朝向金属触臂2的侧面的面积，保证卡槽11能够对温度传感器4进行有效的支撑，使得温度传感器4能够稳定地固定在卡槽11中。

如图4所示，进一步的，卡槽11包括对称设置的第一卡槽块112和第二卡槽块113，第一卡槽块112和第二卡槽块113间隔设置，温度传感器4卡接于第一卡槽块112和第二卡槽块113之间；弹片41穿过第一卡槽块112和第二卡槽块113之间的空隙，与金属触臂2相抵接。第一卡槽块112和第二卡槽块113包括垂直连接的垂直部和水平部，第一卡槽块112和第二卡槽块113的水平部相对设置，且两者之间的距离大于弹片41的长度，小于温度传感器4底面的长度，能够对温度传感器4的底面进行支撑，第一卡槽块112和第二卡槽块113的垂直部的内侧面分别与温度传感器4的左右侧面相抵接，从而将温度传感器4固定于卡槽11中。进一步的，卡槽11的深度与温度传感器4的宽度一致，使温度传感器4在宽度方向上能够完全嵌入卡槽11中，提高温度传感器4与卡槽11之间的连接稳定性。

上述中，将温度传感器4朝向金属触臂2的侧面设定为温度传感器4的底面，温度传感器4与第一卡槽块112和第二卡槽块113的垂直部抵接的侧面分别设定为左侧面和右侧面，仅为了对更好地表述本申请的结构，并不能理解为对本申请的结构的限定。

如图3、图5和图6所示，弹片41与金属触臂2相接触的侧面为弧面，且该弧面的弧度与金属触臂2的外周面的弧度一致，使得弹片41朝向金属触臂2的侧面与金属触臂2的外周面适配，紧密地贴合在一起，增大了弹片41与金属触臂2之间的接触面积，一定程度上提高了温度传感器4测温数据的准确度。

如图3和图4所示，进一步的，触臂罩1上还设置有限位块131，限位块131与温度传感器4远离金属触臂2的一侧抵接；限位块131将温度传感器4抵压在卡槽11中，限位块131与卡槽11从不同的方向上对温度传感器4进行限位，使温度传感器4能够紧密连接在卡槽11中，避免了温度传感器4在使用过程中从卡槽11中脱落，从而影响其测温稳定性。

如图3和图4所示，进一步的，触臂罩1包括连接部12和凸缘部13；连接部12轴向套接在金属触臂2上，与金属触臂2紧密连接；连接部12的轴向两端分别配置有凸缘部13，凸缘部13沿触臂罩1的轴向延伸，且凸缘部13的内径大于连接部12的内径，连接部12的至少一端伸入凸缘部13内，以与凸缘部13形成卡槽11，限位块131设置于凸缘部13内，与卡槽11对应设置。金属触臂2的前端穿出连接部12，在凸缘部13内与动触头3连接。应当理解的是，动触头3的外径小于凸缘部13的内径，动触头3与触臂罩1不接触，避免触臂罩1影响动触头3的移动。

如图3和图4所示，进一步的，触臂罩1靠近动触头3的一端还形成有环形凸起132，环形凸起132分布于触臂罩1的内侧，环形凸起132的延伸方向与凸缘部13的延伸方向一致，朝向动触头3延伸，环形凸起132在卡槽11的位置形成缺口，卡槽11设置与该缺口中，使得环形凸起132的两端分别与卡槽11的槽壁相连接。

温度传感器4包括传感器本体42、金属导磁带43和连接件44；传感器本体42卡接于卡槽11中，与金属触臂2接触，传感器本体42朝向卡槽11侧壁的两侧分别设置有连接孔，金属导磁带43穿设于传感器本体42中，且绕设于环形凸起132的外壁上，连接件44分别与金属导磁带43的两端相连，用于将所述金属导磁带43的两端连接在一起。金属导磁带43从传感器本体42的内部穿过，与连接件44连接后形成环状的结构，用于温度传感器4取电。金属导磁带43和连接件44紧贴在环形凸起132上，通过金属导磁带43和连接件44将传感器本体42紧固在触臂罩1内，进一步加强了温度传感器4与触臂罩1之间的连接稳定性。具体的，连接件44可以为卡扣，金属导磁带43的两端分别连接卡扣的公扣和母扣。

进一步的，温度传感器4为无源无线测温传感器，采用电磁能收集技术，使用寿命长，无需定期拆出来充电。作为无源产品，解决了温度传感器4的电池寿命的问题，使温度传感器4的寿命保持与断路器100的寿命一致。此外，无源无线测温传感器还避免了电池对断路器本体耐压绝缘性能的影响，进而避免了高压环境下断路器本体对电池产生局部放电。

本申请还提供了一种断路器100，应用于配电系统中，能够切断和接通负荷电路以及切断故障电路，防止事故扩大，保证配电系统的安全运行。该断路器100包括具有能够自动在线监测断路器100运行温升情况的触臂101，该触臂101包括如上任一项所述的结构。触臂101安装在断路器100的极柱上，当手车插入到运行位置时起电气联接作用。每个断路器100上配置一根或者多根触臂101，触臂101上设置的温度传感器4能够实现断路器100温升的在线监测诊断。断路器100在主要发热位置上设置多根触臂101更能够精确地反应断路器100的温升情况；例如，每台断路器100上安装有六根触臂101，通过触臂101上的温度传感器4与测温接收终端200信号连接，实现非接触、远距离地实时监控断路器100的温升情况，从而保证断路器100的使用安全。

如图7所示，本申请还提供了一种断路器100的测温系统，该测温系统包括测温接收终端200、诊断分析单元300、显示单元400以及如上所述的断路器100；断路器100上的温度传感器4与测温接收终端200通过无线信号连接，用于获取断路器100的触臂101的温度数据，并将温度数据传送至测温接收终端200；测温接收终端200还分别与诊断分析单元300和显示单元400电性连接，用于将温度数据传送至诊断分析单元300与显示单元400。如此，可以在断路器100运行状态下实现远距离、不停电、不接触、不取样、不解体地监测断路器100的温升数据，检测出接触故障引起的异常温度，从而实现故障隐患的提早发现并及时进行处理。每个测温接收终端200可与多个触臂101上温度传感器4信号连接，实现多个触臂101运行温度的在线监测。例如，测温接收终端200可以同时接收12个温度传感器4发来的测温数据，再将收集到的数据整合，传输至诊断分析单元300和显示单元400，便于数据的整合以及数据的对比分析。

诊断分析单元300配置有iEDS专家诊断系统，iEDS专家诊断系统融合了现有的开关设备的诊断知识、诊断策略分析方法、行业专家的经验、大量试验站故障数据等，能够根据预设值的算法以及测温接收终端200实时上传的断路器100的温度数据自动分析和预测开关柜内的实时状态，达到提前诊断故障的目的，提高断路器100运行的稳定性和可靠性。

测温系统的显示单元400中可以预设断路器100温度的预警阈值和报警阈值，且显示单元400设置有警报器，当测度接收终端200传送至显示单元400的温度数据超过预警阈值或者报警阈值时，显示单元400会自动报警，提醒操作人员注意，保证能够及时排查故障，避免产生更大的事故。具体的，预警阈值的温度值低于报警阈值的温度值，预警阈值能够达到提前预警的目的，引起操作人员的注意，及时留意异常信息，达到提前分析异常原因，处理异常状况的目的。报警阈值为温升数据已达到故障温度，需要及时排查、处理故障。通过预警阈值和报警阈值的报警提醒，提高了操作人员对断路器100温度异常的故障反应时间和处理的速度。

具体的，显示单元400为固定在开关柜低压室面板上的显示屏，便于操作人员观察。

本实施方式中，温度传感器4为无源无线测温传感器，温度传感器4采集断路器100的温升数据后，通过ZigBee无线传输到测温接收终端200，测温接收终端200接收到温升数据后通过Modbus RTU将数据传输到显示单元400，并通过以太网TCP103协议传输到iEDS专家诊断系统进行分析诊断，iEDS专家分析诊断系统对温升数据分析诊断后对异常数据提供故障原因分析及维护建议。实现了断路器100温度监测以及异常原因分析诊断的一体化操作，缩短了断路器100故障维护的反应时间。当然，本实施方式中提及的数据传输方式也可以使用其他方式替代，在此不作限定。

进一步的，每一个温度传感器4拥有唯一的ID信息，测温接收终端200可以根据ID信息搜索各个监测点的温度，达到溯源和精准控制的效果。

综上所述，本申请通过将温度传感器4连接在触臂罩1靠近动触头3的一端，使温度传感器4能够对断路器100的主要发热点进行监测，提高了断路器100测温的可靠性；温度传感器4与金属触臂2直接接触，两者之间直接产生热传导，避免了空气导热引起的误差，进一步提高了温度传感器4测温的精确性。

温度传感器4通过触臂罩1上形成的卡槽11连接固定在触臂罩1的内侧，安装方便，连接稳固；温度传感器4能够容易地实现与金属触臂2直接接触，而又不与动触头3之间产生干扰，不需要对金属触臂2本身的结构造成损害，有效保证金属触臂2的整体性和导流截面的有效性。

温度传感器4通过弹片41与金属触臂2抵接，且弹片41朝向金属触臂2的表面设置为与金属触臂2周壁适配的弧面，提高了温度传感器4测温的准确度和稳定性。

采用无源无线测温传感器，延长了触臂101的使用寿命，避免了电池对断路器100的耐压绝缘性能造成影响。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本申请的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本申请所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种触臂，其特征在于，包括：

触臂罩；

金属触臂，穿设于所述触臂罩中，与所述触臂罩紧密连接；

动触头，与所述金属触臂的一端相连；

温度传感器，连接于所述触臂罩靠近所述动触头的一端，所述温度传感器与所述金属触臂相接触。

2.根据权利要求1所述的触臂，其特征在于，所述触臂罩靠近所述动触头的一端设置有卡槽，所述温度传感器固定于所述卡槽中，且所述温度传感器与所述动触头之间存在间隙。

3.根据权利要求2所述的触臂，其特征在于，

所述卡槽朝向所述金属触臂的一侧设置有开口；

所述温度传感器朝向所述金属触臂的一侧设置有弹片，所述弹片穿过所述开口与所述金属触臂相抵接。

4.根据权利要求3所述的触臂，其特征在于，所述卡槽包括对称设置的第一卡槽块和第二卡槽块，所述第一卡槽块和所述第二卡槽块间隔设置，所述温度传感器卡接于所述第一卡槽块和所述第二卡槽块之间；

所述弹片穿过所述第一卡槽块和所述第二卡槽块之间的空隙，与所述金属触臂相抵接。

5.根据权利要求3或4所述的触臂，其特征在于，所述弹片与所述金属触臂相接触的侧面为弧面，且该弧面的弧度与所述金属触臂适配。

6.根据权利要求2所述的触臂，其特征在于，所述触臂罩上还设置有限位块，所述限位块与所述温度传感器远离所述金属触臂的一侧抵接。

7.根据权利要求6所述的触臂，其特征在于，所述触臂罩包括：

连接部，轴向套接在所述金属触臂上，与所述金属触臂紧密连接；

凸缘部，分别设置于所述连接部轴向的两端，所述凸缘部的内径大于所述连接部的内径，所述连接部的至少一端伸入所述凸缘部内，以与所述凸缘部形成所述卡槽，所述限位块设置于所述凸缘部内，与所述卡槽对应设置。

8.根据权利要求2所述的触臂，其特征在于，所述触臂罩靠近所述动触头的一端还形成有环形凸起，所述环形凸起朝向所述动触头延伸，所述环形凸起在所述卡槽的位置形成缺口，并且与所述卡槽的槽壁相连接；

所述温度传感器包括：

传感器本体，所述传感器本体卡接于所述卡槽中，与所述金属触臂接触；

金属导磁带，所述金属导磁带穿设于所述传感器本体中，且绕设于所述环形凸起的外壁上；

连接件，分别与所述金属导磁带的两端相连，用于将所述金属导磁带的两端连接在一起。

9.根据权利要求1所述的触臂，其特征在于，所述温度传感器为无源无线测温传感器。

10.一种断路器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述触臂。

11.一种断路器的测温系统，其特征在于，所述测温系统包括：

如权利要求10所述的断路器；

测温接收终端，与所述断路器通过无线信号连接，用于接收所述断路器的温度数据；

诊断分析单元，与所述测温接收终端电性连接，用于接收所述测温接收终端传送的所述断路器的温度数据，并对该温度数据进行诊断分析；

显示单元，与所述测温接收终端电性连接，用于接收并显示所述测温接收终端传送的所述断路器的温度数据，并且对异常数据报警。

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