專利名稱：一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器及其測溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)高壓開關(guān)器件，具體地說涉及一種具有觸頭測溫功能的高壓 真空斷路器及其測溫方法。
背景技術(shù)：
真空斷路器是分?jǐn)喔邏弘娏芈返闹饕娖髟O(shè)備，其動(dòng)靜觸頭是否良好接觸是 保障設(shè)備可靠運(yùn)行的主要環(huán)節(jié)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，真空斷路器出事故有很大一部分原因是因?yàn)閯?dòng)靜 觸頭聯(lián)接處松動(dòng)或接觸不良而引起的接合部過熱而燒蝕而引發(fā)，觸頭的燒蝕有一個(gè)時(shí)間過 程，并不是立即發(fā)生事故，在出事故前總會(huì)有溫度過熱前兆，隨時(shí)間的推移，觸頭上的熱積 累越嚴(yán)重，最終造成事故。在線檢測斷路器觸頭的溫度，則是事故預(yù)警的一種有效手段，當(dāng) 溫度超過某一限值時(shí)，提前自動(dòng)預(yù)警，防止事故的發(fā)生。對(duì)于低電壓等級(jí)(380V)開關(guān)柜的溫度檢測，常采用鉬電阻、熱電偶等方法，把這 些傳感元件安置在帶電體上，將帶電體的溫度信號(hào)變換成電信號(hào)，送給溫度檢測儀進(jìn)行檢 測。但對(duì)6kV以上高電壓等級(jí)的帶電體溫度由于受其絕緣強(qiáng)度的影響已無法采用像 檢測低壓帶電體溫度的方法，使溫度傳感元件與帶電體直接接觸。對(duì)于高電壓等級(jí)帶電體 的溫度檢測常采用非接觸式方法，如等電位無線傳輸，紅外測溫、光纖傳導(dǎo)等方案。發(fā)明專利(ZL200710190086. 9)揭示了一種高壓斷路器手車，該手車上的高壓斷 路器采用光纖測溫，在斷路器一次觸點(diǎn)附近安裝光纖傳感器，通過熱光譜來換算溫度，實(shí)時(shí) 監(jiān)測斷路器一次觸點(diǎn)上的溫度，有效的避免觸點(diǎn)過熱而燒壞。目前，上述技術(shù)方案中光纖傳 感器的成本較高，難以大范圍的普及推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有觸頭測溫功能 的高壓真空斷路器及其測溫方法，使高壓真空斷路器具有安全，經(jīng)濟(jì)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并 便于產(chǎn)品化及推廣應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷 路器，其特征在于所述的高壓真空斷路器一次主觸點(diǎn)上設(shè)有測溫裝置通過光纖傳輸線與 控制裝置相連接，所述的控制裝置，用于接收測溫裝置發(fā)出的斷路器一次觸頭測溫信號(hào)與控制裝置 中設(shè)置的數(shù)據(jù)相比對(duì)，實(shí)時(shí)顯示并發(fā)出超溫報(bào)警，必要時(shí)發(fā)出分?jǐn)鄶嗦菲鞯男盘?hào)。利用等電 位原理，測溫采用接觸式，可采用常規(guī)測溫傳感器。數(shù)據(jù)傳輸采用光纖，并在工廠完成與斷 路器的無縫銜接。所述的測溫裝置由接觸式測溫傳感器、電流互感器、測溫微處理器和測溫光電轉(zhuǎn) 換器所組成，所述的電流互感器套裝在斷路器一次觸頭上，其輸出端與接觸式測溫傳感器 和測溫微處理器的電源端相連接，作為測溫傳感器與測溫微處理器的供電電源，形成測溫環(huán)節(jié)的等電位。接觸式測溫傳感器的輸出端通過測溫微處理器和測溫光電轉(zhuǎn)換器與光纖傳 輸線相連接作為信號(hào)遠(yuǎn)傳至安全區(qū)的控制裝置。所述的控制裝置由光電轉(zhuǎn)換器、控制微處理器和顯示電路、越限報(bào)警控制電路、超 溫保護(hù)跳閘控制電路所組成，所述的光電轉(zhuǎn)換器通過控制微處理器與顯示電路、報(bào)警電路、 超溫保護(hù)跳閘控制電路電路相連接，保護(hù)跳閘電路還與斷路器跳閘驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。所述的測溫裝置設(shè)在真空斷路器一次動(dòng)觸頭上。所述的測溫裝置設(shè)在真空斷路器一次靜觸頭上。所述的接觸式測溫傳感器為集成式半導(dǎo)體溫度傳感器，型號(hào)為MAX6577。所述測溫微處理器5的型號(hào)為STC11F32。一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器的測溫方法，該方法包括下列步驟；a)高壓區(qū)測溫步驟；互感器的飽和特性取電作為接觸式測溫傳感器和測溫微處 理器的供電電源，接觸式測溫傳感器溫度采樣、濾波，測溫微處理器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字脈 沖信號(hào)，通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成光信號(hào)，通過光纖以光傳輸方式傳至安全區(qū)控制裝置；b)安全區(qū)判斷、控制步驟；將接收光信號(hào)轉(zhuǎn)變數(shù)字脈沖信號(hào)通過控制微處理器顯 示，控制微處理器將此信號(hào)與設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和判斷，根據(jù)判斷的結(jié)果分別執(zhí)行超溫 報(bào)警或超溫跳閘。所述設(shè)置的數(shù)據(jù)為超溫報(bào)警數(shù)據(jù)和超溫跳閘數(shù)據(jù)。一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器及其測溫方法，由于采用上述結(jié)構(gòu)和測 溫方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)；1、將等電位技術(shù)應(yīng)用在高壓環(huán)境下，采用常規(guī)測 溫傳感器，使產(chǎn)品的硬件成本控制在幾百元以內(nèi)，并在工廠完成與斷路器的無縫銜接，便于 產(chǎn)品化及推廣應(yīng)用；2、測溫?cái)?shù)據(jù)光纖傳輸連通而電氣高壓絕緣隔離，實(shí)時(shí)監(jiān)測斷路器一次 觸點(diǎn)上的溫度，有效的避免觸點(diǎn)過熱而燒壞，使用安全可靠；3、將測溫技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)產(chǎn)品 上，提升了傳統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)含量，增加市場競爭力。


圖1為本發(fā)明一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器中測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、圖4為具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器測溫方法流程框圖；在圖1、圖2中，1、測溫裝置；2、控制裝置；3、電流互感器；4、接觸式測溫傳感器； 5、測溫微處理器；6、測溫光電轉(zhuǎn)換器；7、光纖傳輸線；8、光電轉(zhuǎn)換器；9、控制微處理器；10、 顯示電路；11、斷路器一次觸頭；12、斷路器觸頭臂；13、越限報(bào)警控制電路；14、超溫保護(hù)跳 閘控制電路；15、斷路器跳閘驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu) 件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、測溫方法 等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完 整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1、圖2所示，一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，所述的高壓真空斷
4路器一次觸頭11上設(shè)有測溫裝置1通過光纖傳輸線7與控制裝置2相連接，所述的控制裝 置2，用于接收測溫裝置1發(fā)出的一次觸頭11測溫信號(hào)與控制裝置2中設(shè)置的數(shù)據(jù)相比對(duì)， 實(shí)時(shí)顯示并發(fā)出超溫報(bào)警，必要時(shí)給出超溫跳閘信號(hào)驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘機(jī)構(gòu)15動(dòng)作。斷路器一次主觸點(diǎn)上安裝測溫裝置1，測溫裝置1由接觸式測溫傳感器4、電流互 感器3、測溫微處理器5和測溫光電轉(zhuǎn)換器6所組成，接觸式測溫傳感器4安裝在斷路器一 次觸頭11上，電流互感器3套裝在斷路器一次觸頭臂12上，其輸出端與接觸式測溫傳感器 4和測溫微處理器5的電源端相連接，接觸式測溫傳感器4的輸出端通過測溫微處理器5和 測溫光電轉(zhuǎn)換器6與光纖傳輸線7相連接?？刂蒲b置2由光電轉(zhuǎn)換器8、控制微處理器9和 顯示電路10、越限報(bào)警控制電路13、超溫保護(hù)跳閘控制電路14所組成，光電轉(zhuǎn)換器8通過 控制微處理器9與顯示電路10、越限報(bào)警控制電路13、超溫保護(hù)跳閘控制電路14相連接， 保護(hù)跳閘電路14還與斷路器跳閘驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15相連接。顯示電路10實(shí)時(shí)顯示斷路器一次 觸頭11上的溫度值，當(dāng)溫度越限時(shí)，控制微處理器9發(fā)出信號(hào)接通越限報(bào)警控制電路13發(fā) 出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)溫度超溫時(shí)，控制微處理器9發(fā)出信號(hào)通過超溫保護(hù)跳閘控制電路14接通 斷路器跳閘驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15，將斷路器分?jǐn)?。測溫裝置1設(shè)在真空斷路器一次動(dòng)觸頭上，根據(jù)斷路器的不同結(jié)構(gòu)也可以設(shè)在真 空斷路器一次靜觸頭上。接觸式測溫傳感器4的型號(hào)為MAX6577，測溫微處理器5的型號(hào)為 STC11F32。在斷路器一次觸頭臂12上安裝接觸式測溫傳感器4，利用等電位原理，同時(shí)在一 次觸頭臂12上安裝專用電流互感器3，當(dāng)一次觸頭臂12上有電流流過時(shí)，利用其互感器的 飽和特性取電作為接觸式測溫傳感器4和測溫微處理器5的供電電源，因二者處于同一電 位，不存在電位差，故對(duì)測溫元件不存在絕緣擊穿問題，可利用普通接觸式測溫傳感器4 ； 在接觸式測溫傳感器4處設(shè)低功耗測溫微處理器5，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào)，通過 光纖將該脈沖信號(hào)以光傳輸方式傳至“電氣安全區(qū)”中的控制裝置2，再由光電轉(zhuǎn)換器8還 原為數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)控制微處理器9數(shù)字處理后通過顯示電路10顯示或通過越限報(bào)警控制 電路13報(bào)警，完成由高電壓區(qū)域至“電氣安全區(qū)”的信號(hào)傳遞。參圖3，步驟10測溫采樣，步驟11將采樣值濾波，步驟12通過測溫微處理器A/D 轉(zhuǎn)換，并通過測溫光電轉(zhuǎn)換器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為光脈沖信號(hào)。步驟13通過光纖發(fā)送光脈沖 信號(hào)，執(zhí)行完步驟13后返回至步驟10。參見圖4，步驟20接收光脈沖信號(hào)，步驟21通過光電轉(zhuǎn)換器還原光脈沖信號(hào)為電 信號(hào)。步驟22通過控制微處理器顯示溫度值。步驟23判斷顯示溫度值是否大于超溫跳閘 設(shè)定值，如果是，則進(jìn)入步驟24驅(qū)動(dòng)跳閘繼電器動(dòng)作，若否，則進(jìn)入步驟25判斷顯示溫度值 是否大于報(bào)警的設(shè)定值，如果是，則進(jìn)入步驟26驅(qū)動(dòng)報(bào)警繼電器動(dòng)作。執(zhí)行完步驟26后返 回至步驟20。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的 限制，只要采用了發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將 本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，其特征在于所述的高壓真空斷路器一次主觸點(diǎn)上設(shè)有測溫裝置(1)通過光纖傳輸線(7)與控制裝置(2)相連接，所述的控制裝置(2)，用于接收測溫裝置(1)發(fā)出的斷路器一次觸頭(11)測溫信號(hào)與控制裝置(2)中設(shè)置的數(shù)據(jù)相比對(duì)，實(shí)時(shí)顯示，并發(fā)出超溫報(bào)警，必要時(shí)給出超溫跳閘信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，其特征在于所 述的測溫裝置(1)由接觸式測溫傳感器(4)、電流互感器(3)、測溫微處理器(5)和測溫光 電轉(zhuǎn)換器(6)所組成，所述的電流互感器(3)套裝在斷路器一次觸頭臂(12)上，其輸出端 與接觸式測溫傳感器(4)和測溫微處理器(5)的電源端相連接，接觸式測溫傳感器(4)的 輸出端通過測溫微處理器(5)和測溫光電轉(zhuǎn)換器(6)與光纖傳輸線(7)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，其特征在于所 述的控制裝置(2)由光電轉(zhuǎn)換器(8)、控制微處理器(9)和顯示電路(10)、越限報(bào)警控制 電路(13)、超溫保護(hù)跳閘控制電路(14)所組成，所述的光電轉(zhuǎn)換器(8)通過控制微處理器 (9)與顯示(10)電路、報(bào)警電路(13)、超溫保護(hù)跳閘控制電路(14)電路相連接，保護(hù)跳閘 電路(14)還與斷路器跳閘驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(15)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，其特征在于 所述的測溫裝置(1)設(shè)在真空斷路器一次動(dòng)觸頭上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，其特征在于 所述的測溫裝置(1)設(shè)在真空斷路器一次靜觸頭上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，其特征在于所 述的接觸式測溫傳感器(4)為集成式半導(dǎo)體溫度傳感器，型號(hào)為MAX6577。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器，其特征在于所 述測溫微處理器(5)的型號(hào)為STC11F32。
8.—種如權(quán)利要求1所述的具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器的測溫方法，該方法 包括下列步驟a)高壓區(qū)測溫步驟；互感器的飽和特性取電作為接觸式測溫傳感器和測溫微處理器 的供電電源，接觸式測溫傳感器溫度采樣、濾波，測溫微處理器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字脈沖信 號(hào)，通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成光信號(hào)，通過光纖以光傳輸方式傳至安全區(qū)控制裝置；b)安全區(qū)判斷、控制步驟；將接收光信號(hào)轉(zhuǎn)變數(shù)字脈沖信號(hào)通過控制微處理器顯示， 控制微處理器將此信號(hào)與設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和判斷，根據(jù)判斷的結(jié)果分別執(zhí)行超溫報(bào)警 或超溫跳閘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器的測溫方法，其特征在 于，所述設(shè)置的數(shù)據(jù)為超溫報(bào)警數(shù)據(jù)和超溫跳閘數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有觸頭測溫功能的高壓真空斷路器及其測溫方法，其特征在于所述的高壓真空斷路器一次主觸點(diǎn)上設(shè)有測溫裝置通過光纖傳輸線與控制裝置相連接，測溫裝置發(fā)出的斷路器一次觸頭測溫信號(hào)與控制裝置中設(shè)置的數(shù)據(jù)相比對(duì)，實(shí)時(shí)顯示并發(fā)出超溫報(bào)警，必要時(shí)發(fā)出分?jǐn)鄶嗦菲鞯男盘?hào)。采用上述結(jié)構(gòu)和方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)；1、將等電位技術(shù)應(yīng)用在高壓環(huán)境下，采用常規(guī)測溫傳感器，使產(chǎn)品的成本控制在幾百元以內(nèi)，并在工廠完成與斷路器的無縫銜接，便于產(chǎn)品化及推廣應(yīng)用；2、測溫?cái)?shù)據(jù)光纖傳輸連通而電氣高壓絕緣隔離，實(shí)時(shí)監(jiān)測斷路器一次觸點(diǎn)上的溫度，有效的避免觸點(diǎn)過熱而燒壞；3、將測溫技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)產(chǎn)品上，提升了產(chǎn)品的技術(shù)含量，增加市場競爭力。
文檔編號(hào)H01H33/66GK101930869SQ20101025833
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者劉權(quán), 周正長, 唐榮保, 孫磊, 宛玉超, 束龍勝, 汪桂林, 王聰, 秦小州 申請(qǐng)人:安徽鑫龍電器股份有限公司