本實用新型專利技術涉及隔離開關觸頭溫度在線測量設備，尤其是一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置。其特點是：包括至少一個懸掛測量裝置(1)、ZigBee基站和后臺PC，其中所有懸掛測量裝置(1)均與ZigBee基站之間通過ZigBee網絡無線連接，而ZigBee基站和后臺PC之間通過光纖或電纜連接。本實用新型專利技術通過電場感應供電的方式可以使裝置依靠電力系統高壓側自身來取電，無需外加電源，可靠性高且免維護，有效克服了懸浮裝置供電的技術瓶頸，對于實現變電站無人值守具有重要意義。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及隔離開關觸頭溫度在線測量設備，尤其是一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置。
技術介紹
目前電力系統對變電站高壓隔離開關觸頭溫度進行監測的常規方法是依靠人力以及紅外測溫儀進行定時巡檢，這種方法不僅耗費大量人力，也不能實現對觸頭溫度變化的實時監測。也有一些在線測量方案被提出，但是在這些方案中由于在線測量裝置安裝在隔離開關高壓導電臂上，因此如何解決裝置的供電的問題是技術的瓶頸。現有的方案包括(1)懸浮溫度測量裝置，采用太陽能電池供電。在這種方案中，太陽能電池板被用于為懸浮測量裝置供電，裝置內配置蓄電池，用于在光照條件下對能量進行存儲，在無光照條件下為裝置持續工作提供電源。這種技術方案的主要問題一是容易受到環境的影響，例如太陽能電池板的發電能力決定于光照條件，夜晚或陰雨天氣以及灰塵覆蓋下發電能力受到極大限制；其次，蓄電池的工作壽命有限，而且在低溫下儲能釋放能力受到極大的限制。(2)懸浮溫度測量裝置，采用磁場線圈感應供電。這種方案中測量裝置的供電通過線圈來感應線路中的負荷電流來實現。這種方案的最大問題是負荷電流總是處于不斷的波動之中，供電的穩定性面臨挑戰。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置，有效克服了懸浮裝置供電的技術瓶頸，供電可靠性高且免維護。一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置，其特別之處在于包括至少一個懸掛測量裝置、ZigBee基站和后臺PC，其中所有懸掛測量裝置均與ZigBee基站之間通過ZigBee網絡無線連接,而ZigBee基站和后臺PC之間通過光纖或電纜連接。其中懸掛測量裝置包括套裝在隔離開關導電臂上的鋁制圓筒，該鋁制圓筒通過絕緣支架與安裝在隔離開關導電臂上的安裝銅箍剛性連接，從而在鋁制圓筒與隔離開關導電臂之間形成空腔，在該空腔內的絕緣支架上安裝有兩個鋁制密封殼，在該兩個鋁制密封殼內分別安裝有測控電路和變壓器儲能電容電路，并且該兩個電路之間通過電纜連接；還包括一熱電偶，該熱電偶的測溫端與隔離開關觸頭接觸，而其信號輸出端通過電纜與鋁制圓筒內的測控電路電連接；該測控電路還與一天線電連接，該天線伸出鋁制圓筒外。其中熱電偶的測溫端焊接在一 Al2O3覆銅陶瓷板上，并且焊接一側的Al2O3覆銅陶瓷板表面采用硅橡膠密封，而Al2O3覆銅陶瓷板的另一側固定在隔離開關觸頭旁安裝的銅扣件上。其中變壓器儲能電容電路包括橋式整流器，該橋式整流器的交流輸入端分別與隔離開關導電臂和鋁制圓筒連接，其直流側則連接一個取能電容，從而讓位移電流給取能電容充電，該取能電容兩端分別與相串聯的脈沖降壓變壓器初級繞組和半導體放電開關兩端連接，從而在取能電容上的充電電壓達到設定閾值時通過脈沖降壓變壓器次級繞組向與該次級繞組串聯的儲能電容放電，該儲能電容與測控電路電連接從而供電。其中測控電路包括單片機，該單片機分別與熱電偶和帶有天線的ZigBee射頻收發器電連接。其中在兩個鋁制密封殼的內壁四周均貼有硅鋼片。目前電力系統對變電站高壓隔離開關觸頭溫度進行監測的常規方法是依靠人力以及紅外測溫儀進行定時巡檢，這種方法不僅耗費大量人力，也不能實現對觸頭溫度變化的實時監測。雖然目前也有一些在線測量方案被提出，但是在這些方案中由于在線測量裝置安裝在隔離開關高壓導電臂上，因此如何解決裝置的供電是瓶頸問題。本技術通過電場感應供電的方式可以使裝置依靠電力系統高壓側自身來取電，無需外加電源，可靠性高且免維護，有效克服了懸浮裝置供電的技術瓶頸，對于實現變電站無人值守具有重要意義。附圖說明附圖1為本技術的使用狀態示意圖；附圖2為本技術的原理圖；附圖3為本技術中懸掛測量裝置(I)的結構示意圖。具體實施方式圖1給出了本技術的安裝示意圖，如圖所示，整個測量裝置被安裝在隔離開關的導電臂2上，測溫的熱電偶4從裝置內伸出，在導電臂2觸頭5附近通過Al2O3覆銅陶瓷片和銅扣件實現了導熱接觸，同時保證了測控電路7與導電臂2之間的電氣隔離。測量數據通過ZigBee網絡實現了無線傳輸。圖2給出了整個測量裝置(包括無線傳輸網絡)的原理示意圖。整個測量裝置分為隔離開關上的懸掛測量裝置1、ZigBee基站以及后臺PC三個部分。懸掛測量裝置I與ZigBee基站之間通過無線射頻構成一個網絡，基站通過通訊光纖或電纜與后臺PC相連。懸掛測量裝置I主要用于測量隔離開關觸頭5溫度，并把溫度測量數據通過無線發送；ZigBee基站主要作用是建立ZigBee網絡，并接收各個懸掛測量裝置I發送的溫度測量數據，并通過光纖或電纜發送到后臺PC ;后臺PC的主要作用是對隔離開關觸頭5的當前溫度進行顯示，并運行IEC61850協議，把整個測量裝置接入到變電站的綜合自動化系統(DCS)。由于高壓隔離開關觸頭(簡稱觸頭)5溫升是隔離開關最重要的運行參數，過高的溫度會影響設備的安全運行，造成故障或事故，因此必須對其定時進行監測。現在電力系統對于觸頭5溫度的檢測多數采用人工巡檢和紅外測量的方法，即定時派人到各個變電站，采用紅外測溫儀或紅外熱像儀等非接觸式測量設備對觸頭5溫度進行檢測。由于電力系統變電站比較多，而且每個變電站內的隔離開關也數量眾多，因此這個工作要耗費大量人力和物力，特別是對于距離城區比較遠的變電站，這個問題是比較突出的。另外，人工巡檢不能及時發現隔離開關觸頭5溫度的變化，對于及時發現問題和防止故障是不利的。因此，本技術提出一種測量裝置的技術方案，該測量裝置安裝在隔離開關導電臂2上，它通過熱電偶4直接對觸頭5溫度進行接觸式測量，然后把測量結果通過無線網絡傳送到變電站主控制室的后臺PC上，并最終融入變電站DCS系統中。如圖2所示，整個隔離開關溫度測量以及數據傳送系統包括隔離開關導電臂2上的懸掛測量裝置1、ZigBee基站以及后臺PC三個部分。其中懸掛測量裝置I安裝在隔離開關的導電臂2上，是一個懸浮于高壓側的系統，它通過熱電偶4對觸頭5附近的溫度進行測量，測量結果通過內置的ZigBee射頻收發器發送到地面上50 IOOm遠的ZigBee基站。懸浮測量的核心問題是如何解決高壓側設備的供電，由于無法實現短期定時更換，所以一切蓄電池方案均不可行，必須采用自供電方式，即依靠裝置自身來解決電源的問題。本技術提出一種采用電場感應方式供電的懸浮測量方案。如圖2所示，在隔離開關導電臂2上安裝一塊感應極板(即鋁制圓筒3)，該感應極板與大地之間的寄生電容C(圖2中虛線連接的電容)在高電壓作用下會產生工頻位移電流。位移電流決定于寄生電容C的大小和聞壓等級。當感應極板大小和安裝位置確定后，在特定的聞壓等級下，該位移電流為交流恒流源。如果能夠把該恒流源攜帶的能量進行利用，則對于解決懸浮測量的供電問題將具有重要意義，因為該能量的提供是穩定和持續的，不受環境的影響，也沒有電池壽命的問題，而且取電的成本很低。基于這樣的思想，本技術提出了圖2所示的通過高壓交流電場感應取電的電路。四個二極管Dl D4構成一個橋式整流器，它的交流輸入端分別連接到隔離開關導電臂2和感應極板上，其直流側則連接一個小容量取能電容Cl。該電路的主要作用是讓位移電流給取能電容Cl充電。當取能電容Cl上本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置，其特征在于：包括至少一個懸掛測量裝置(1)、ZigBee基站和后臺PC，其中所有懸掛測量裝置(1)均與ZigBee基站之間通過ZigBee網絡無線連接，而ZigBee基站和后臺PC之間通過光纖或電纜連接。
【技術特征摘要】
1.一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置，其特征在于包括至少一個懸掛測量裝置(I)、ZigBee基站和后臺PC，其中所有懸掛測量裝置(I)均與ZigBee基站之間通過ZigBee網絡無線連接，而ZigBee基站和后臺PC之間通過光纖或電纜連接。2.如權利要求1所述的一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置，其特征在于其中懸掛測量裝置(I)包括套裝在隔離開關導電臂(2)上的鋁制圓筒(3)，該鋁制圓筒(3)通過絕緣支架(9)與安裝在隔離開關導電臂(2)上的安裝銅箍(8)剛性連接，從而在鋁制圓筒(3)與隔離開關導電臂(2)之間形成空腔，在該空腔內的絕緣支架(9)上安裝有兩個鋁制密封殼，在該兩個鋁制密封殼內分別安裝有測控電路(7)和變壓器儲能電容電路(10)，并且該兩個電路之間通過電纜連接；還包括一熱電偶(4)，該熱電偶⑷的測溫端與隔離開關觸頭(5)接觸，而其信號輸出端通過電纜與鋁制圓筒(3)內的測控電路(7)電連接；該測控電路(7)還與一天線(6)電連接，該天線(6)伸出鋁制圓筒(3)外。3.如權利要求2所述的一種采用圓筒型電場感應板的自供電高壓隔離開關觸頭溫度在線測量裝置，其特征在于其中熱電偶⑷的測溫端...
【專利技術屬性】
技術研發人員：艾紹貴，曾翔君，呂洪波，詹國紅，潘慶慶，梅華，駱一萍，
申請(專利權)人：寧夏電力公司銀川供電局，國家電網公司，
類型：實用新型
國別省市：
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