用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒的製作方法
2023-06-16 17:21:11 2
專利名稱：用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高壓開關設備觸頭的在線檢測技術領域，更具體的說涉及一種用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒。
背景技術：
發電廠、變電站的高壓開關櫃是保證輸配電系統安全可靠運行的關鍵部件之一，高壓開關櫃正常工作與否關係著電力系統的穩定性，因此確保高壓開關櫃可靠運行尤其重要。據統計，電力系統發生事故的原因中有相當一部分與熱問題有關。在開關設備長期運行過程中，開關櫃中的高壓開關觸頭、母線搭接點等部位通常會因為安裝搭接不當或老化而使得接觸電阻過大，並造成主迴路溫度異常。若未能及時獲知此變化，繼續運行，則會進一步加劇發熱和氧化，並產生惡性循環，進而出現諸如觸指熔化脫落、觸頭燒毀以及相鄰絕緣材料劣化等現象，最後甚至會起火，發生事故，嚴重地甚至造成擊穿、爆炸等惡性事故。長期以來，因為高壓開關櫃的主迴路(主要是指觸臂、觸頭和母線)處於高電位環境，在直接測量條件下無法解決高壓絕緣、高低電位下電氣隔離等各類問題，使得斷路器主迴路溫度在線監測一直是一個難題。目前，主要是通過以下幾種手段直接或間接檢測主迴路溫升變色片、紅外線成像及測溫技術、通過金屬導線埋設溫度傳感器測溫或者光纖光柵測溫。其中，光纖光柵測溫系統具有抗電磁幹擾、抗腐蝕、電絕緣和高靈敏度等優點，在電力工業中得到廣泛的應用。但由於高壓開關觸頭結構複雜，觸頭盒內空間狹小，大大地增加了光纖光柵傳感器的安裝難度。另外，用於將光纖光柵傳感器固定於高壓開關觸頭上的裝置和夾具會導致觸頭盒內結構改變，觸頭同開關櫃殼體之間的空間淨距減小，絕緣等級下降，大大增加了發生高壓擊穿、短路的風險。而如果簡單黏貼固定，又會由於斷路器搖進搖出、開斷動作、日久、小動物接觸等原因脫落，造成監控失效，增加維護成本和運行人員的負擔。有鑑於此，本發明人針對現有高壓開關櫃的在線監測技術中的上述缺陷深入研究，遂有本案產生。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，其能在高壓開關觸頭上或觸頭盒內不外加任何設備的情況下，測量高電壓環境下高壓開關觸頭的溫度，以解決現有由於在母排上安裝光纖光柵測溫傳感器安裝後易造成空氣淨距減小、絕緣等級下降或容易脫落的問題。為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是一種用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，包括觸頭盒本體，該觸頭盒本體具有可供靜觸頭容設的容室；其中，該光纖複合觸頭盒還包括測溫插件以及澆注於測溫插件內的光纖、導熱嵌件以及光纖接口嵌件，該光纖一端與光纖接口嵌件相連，另一端部則形成有光纖光柵，該光纖光柵嵌設於導熱嵌件內，該導熱嵌件露出於該測溫插件，該觸頭盒本體上形成有與容室相通的通孔，該測溫插件容設在通孔內並使該導熱嵌件能貼合於該靜觸頭。進一步，該導熱嵌件在相背於靜觸頭的一側形成有盲孔，該光纖上除光纖光柵位置的外表面都套裝有熱縮套管，該光纖光柵以及熱縮套管的端部沉設入盲孔中。進一步,該光纖光柵的長度為10 20mm。進一步，該通孔為圓柱形孔或圓臺形孔，該測溫插件亦相應為圓柱形或圓臺形。進一步，該觸頭盒本體和測溫插件均採用環氧樹脂澆注成型。進一步，該觸頭盒本體還具有用於將靜觸頭固定在觸頭盒本體上的固定嵌件，該固定嵌件上開有內螺紋，該導熱嵌件上外部開有可與該內螺紋螺紋連接的外螺紋。採用上述結構後，本實用新型涉及的光纖複合觸頭盒，其當靜觸頭固定在觸頭盒本體的容室內時，該導熱嵌件會與靜觸頭保持良好的熱量傳遞，即讓導熱嵌件能與靜觸頭具有同樣的溫度；由此本實用新型基於光纖光柵溫度傳感原理，其以光纖光柵為傳感部件，能方便地通過與光纖接口嵌件相連的光譜分析儀而測出導熱嵌件的溫度，如此即可獲知當前靜觸頭的溫度信息，並且具有精度高、抗幹擾能力強以及實施簡單的特點。
圖I為本實用新型涉及一種用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒較佳實施例的結構示意圖；圖2為圖I中測溫插件的結構示意圖；圖3為圖I所示的光纖複合觸頭盒與靜觸頭相組配時的結構示意圖。圖中光纖複合觸頭盒 100觸頭盒本體 I 容室11通孔 12 固定嵌件13測溫插件 2 光纖21導熱嵌件 22 盲孔221光纖接口嵌件 23 光纖光柵24熱縮套管 25 靜觸頭200。
具體實施方式
為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進行詳細闡述。如圖I至圖3所示，其為本實用新型涉及一種用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒100較佳實施例。該光纖複合觸頭盒100包括觸頭盒本體I和測溫插件2，其中該觸頭盒本體1，具有容室11以及與容室11相連通的通孔12，該容室11可供靜觸頭200容設於其中，該通孔12優選採用圓柱形孔或圓臺形孔；該測溫插件2，具有光纖21、導熱嵌件22以及光纖接口嵌件23，該光纖21、導熱嵌件22以及光纖接口嵌件23都是澆注成型在測溫插件2內，該導熱嵌件22可以由導熱性佳的材質製成，比如在本實施例中其採用的為金屬；該光纖21 —端與光纖接口嵌件23相連，另一端部則形成有光纖光柵24，該光纖光柵24嵌設於導熱嵌件22內，該導熱嵌件22露出於該測溫插件2而可供與靜觸頭200發生熱量傳遞，該測溫插件2容設在通孔12內並使該導熱嵌件22能貼合於該靜觸頭200 ;優選地,該光纖光柵24的長度為10 20mm,與通孔12形狀相對應地，該測溫插件2也為圓柱形或圓臺形。作為進一步改進的方案，該導熱嵌件22在相背於靜觸頭200的一側形成有盲孔221，該光纖21上除光纖光柵24位置的外表面都套裝有熱縮套管25，該光纖光柵24以及熱縮套管25的端部均沉設入盲孔221中，並保持光纖光柵24外表面不與導熱嵌件22的表面 接觸。基於光纖光柵測溫是利用光的折射變化，對溫度進行標定的；即如果同其他物體表面接觸，在接觸的地方介質會發生變化，從而導致折射頻譜也發生變化，即形成測量誤差。如此，其能讓該光纖光柵24在感測溫度時具有靈敏度高的特點。作為整個光纖複合觸頭盒 100的一種材料選擇，該觸頭盒本體I和該測溫插件2均可以採用環氧樹脂或者其它高分子材料澆注成型；優選的，在該盲孔的封口處還可以通過套設一層或者多層的熱縮套而起到密封盲孔的作用。另外，為了讓該導熱嵌件22與靜觸頭200之間能進行穩定的熱量傳遞，該觸頭盒本體I還具有用於將靜觸頭200固定在觸頭盒本體I上的固定嵌件13，該固定嵌件13上開有內螺紋，該導熱嵌件22上外部開有外螺紋，該外螺紋可與該內螺紋螺紋連接，從而讓導熱嵌件22能穩定地與靜觸頭200接觸而獲取靜觸頭200上的溫度信息。這樣，本實用新型涉及的光纖複合觸頭盒100，其當靜觸頭200固定在觸頭盒本體I的容室11內時，該導熱嵌件22會與靜觸頭200保持良好的熱量傳遞，即讓導熱嵌件22能與靜觸頭200具有同樣的溫度；由此本實用新型基於光纖光柵24溫度傳感原理，其以光纖光柵24為傳感部件，能方便地通過與光纖接口嵌件23相連的光譜分析儀而測出導熱嵌件22的溫度，如此即可獲知當前靜觸頭200的溫度信息，並且具有精度高、抗幹擾能力強以及實施簡單的特點。光纖光柵溫度傳感器的原理為光纖光柵的反射率或透射峰的波長與光柵的折射率調製周期以及纖芯折射率有關。當寬帶光源入射到布喇格光柵時，會因為折射率的改變而折射、透射或反射，其中反射要符合布喇格條件，即光的反射波長要滿足下列光纖方程
權利要求1.一種用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，包括觸頭盒本體，該觸頭盒本體具有可供靜觸頭容設的容室；其特徵在於，該光纖複合觸頭盒還包括測溫插件以及澆注於測溫插件內的光纖、導熱嵌件以及光纖接ロ嵌件，該光纖一端與光纖接ロ嵌件相連，另ー端部則形成有光纖光柵，該光纖光柵嵌設於導熱嵌件內，該導熱嵌件露出於該測溫插件，該觸頭盒本體上形成有與容室相通的通孔，該測溫插件容設在通孔內並使該導熱嵌件能貼合於該靜觸頭。
2.如權利要求I所述的用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，其特徵在幹，該導熱嵌件在相背於靜觸頭的ー側形成有盲孔，該光纖上除光纖光柵位置的外表面都套裝有熱縮套管，該光纖光柵以及熱縮套管的端部沉設入盲孔中。
3.如權利要求I所述的用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，其特徵在幹，該光纖光柵的長度為10 20mm。
4.如權利要求I所述的用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，其特徵在幹，該通孔為圓柱形孔或圓臺形孔，該測溫插件亦相應為圓柱形或圓臺形。
5.如權利要求I所述的用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，其特徵在幹，該觸頭盒本體和測溫插件均採用環氧樹脂澆注成型。
6.如權利要求I所述的用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，其特徵在幹，該觸頭盒本體還具有用於將靜觸頭固定在觸頭盒本體上的固定嵌件，該固定嵌件上開有內螺紋，該導熱嵌件上外部開有可與該內螺紋螺紋連接的外螺紋。
專利摘要本實用新型公開一種用於測量高壓開關觸頭溫度的光纖複合觸頭盒，包括觸頭盒本體，該觸頭盒本體具有可供靜觸頭容設的容室；其特徵在於，該光纖複合觸頭盒還包括測溫插件以及澆注於測溫插件內的光纖、導熱嵌件以及光纖接口嵌件，該光纖一端與光纖接口嵌件相連，另一端部則形成有光纖光柵，該光纖光柵嵌設於導熱嵌件內，該導熱嵌件露出於該測溫插件，該觸頭盒本體上形成有與容室相通的通孔，該測溫插件容設在通孔內並使該導熱嵌件能貼合於該靜觸頭。本實用新型可即時獲知當前靜觸頭的溫度信息，並且具有精度高、抗幹擾能力強和實施簡單的特點。
文檔編號G01K11/32GK202403830SQ20112047008
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者張健, 張華光, 雷政 申請人:廈門Abb開關有限公司