本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，主要為一種防止高寒地區(qū)sf6斷路器滅弧介質(zhì)液化的智能溫控系統(tǒng)。

技術(shù)背景

sf6氣體由于其優(yōu)異的絕緣、滅弧性能及較高的耐電強(qiáng)度而被廣泛應(yīng)用于高電壓設(shè)備中。我國(guó)幅員遼闊、南北地區(qū)溫差大，在一些霜凍頻繁的高寒地區(qū)，冬季部分地區(qū)最低溫度可達(dá)-40℃，有些地區(qū)甚至可達(dá)-50℃，sf6氣體的液化溫度較高，限制了其在高寒地區(qū)的應(yīng)用，如0.1mpa和0.6mpa時(shí)sf6氣體的液化溫度分別約為-64℃和-25℃,sf6出現(xiàn)液化現(xiàn)象，滅弧室內(nèi)氣體壓力降低，這時(shí)sf6滅弧能力和絕緣水平明顯下降，造成斷路器的絕緣性能和開(kāi)斷能力下降，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致斷路器不能正常操作，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。開(kāi)展高寒地區(qū)sf6斷路器滅弧介質(zhì)液化問(wèn)題的技術(shù)研究，可以減少由于溫度降低引起sf6氣體液化導(dǎo)致的斷路器閉鎖或是開(kāi)斷失敗造成的大面積停電事故的概率，提高線路運(yùn)行可靠性。

目前國(guó)內(nèi)高寒地區(qū)主要采用外部伴熱帶加熱結(jié)構(gòu)為斷路器加熱，但是由于斷路器的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，采用的加熱帶安裝位置距離滅弧室比較遠(yuǎn)，熱利用率不高并且斷路器內(nèi)部無(wú)溫度采集單元不能準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)滅弧室介質(zhì)溫度，滅弧室溫度控制效果不佳，溫差過(guò)大，沒(méi)有精確的溫控系統(tǒng)等問(wèn)題，這也是傳統(tǒng)加熱結(jié)構(gòu)不能很好解決高寒地區(qū)sf6斷路器滅弧介質(zhì)液化問(wèn)題的主要原因，本設(shè)計(jì)嘗試新的思路，設(shè)計(jì)全面的溫控系統(tǒng)及有效的加熱結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種防止高寒地區(qū)sf6斷路器滅弧介質(zhì)液化的智能溫控系統(tǒng)；搭建有效的高寒地區(qū)sf6斷路器滅弧室加熱結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)具有可觀可控功能的溫度操控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)初始溫度的設(shè)定，自動(dòng)投切加熱結(jié)構(gòu)，有效防止斷路器滅弧介質(zhì)出現(xiàn)液化。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容是：

在高壓斷路器的滅弧室頂部?jī)?nèi)壁、支柱絕緣子內(nèi)腔頂部、斷路器橫梁箱均設(shè)計(jì)有加熱帶，滅弧室頂部加熱帶以片狀緊貼于滅弧室頂部?jī)?nèi)壁，滅弧室頂蓋外壁包裹隔熱層，支柱絕緣子頂部加熱帶位于支柱絕緣子內(nèi)腔頂部，操動(dòng)機(jī)構(gòu)外箱加熱帶包裹在斷路器橫梁箱外側(cè)；滅弧室頂部加熱帶由自具能電源單元直接從高壓母線取能，支柱絕緣子頂部與操動(dòng)機(jī)構(gòu)橫梁加熱帶由近地端電源供電，支柱絕緣子頂部加熱帶供電線從支柱絕緣子內(nèi)部經(jīng)過(guò)與近地電源連接；加熱帶以硅橡膠為載體與斷路器緊密貼合，提高其工作效率；

該智能溫控系統(tǒng)主要由溫度采集傳輸單元、溫度顯示調(diào)節(jié)單元、加熱帶單元和自具能電源單元組成。溫度采集傳輸單元采集溫度并將溫度數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送到溫度顯示調(diào)節(jié)單元進(jìn)行溫度顯示。同時(shí)，溫度顯示調(diào)節(jié)單元對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并與預(yù)設(shè)溫度范圍進(jìn)行比較，然后根據(jù)實(shí)際情況驅(qū)動(dòng)后續(xù)加熱帶單元對(duì)斷路器氣室內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，形成溫度測(cè)控的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，提升溫度系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

溫度采集傳輸單元由溫度采集器、微處理器、無(wú)線發(fā)射器、電源組成。電源為溫度傳感器和微處理器供能，溫度采集器采集斷路器溫度并輸出溫度數(shù)據(jù)到微處理器進(jìn)行處理，然后經(jīng)無(wú)線發(fā)射器發(fā)出，利用無(wú)線接收器收集溫度數(shù)據(jù)至溫度顯示調(diào)節(jié)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示和分析比較，然后進(jìn)行后續(xù)電路驅(qū)動(dòng)；溫度顯示調(diào)節(jié)單元主要的目的是更好地顯示斷路器氣室內(nèi)部的溫度，并且對(duì)斷路器氣室內(nèi)部溫度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，所以溫度顯示部分要求有良好的人機(jī)交互功能和視覺(jué)效果，遇到緊急情況可以發(fā)出明顯的報(bào)警信號(hào)以便工作人員察覺(jué)。該單元設(shè)計(jì)有溫度直觀顯示的顯示屏，通過(guò)簡(jiǎn)單的按鍵調(diào)節(jié)即可對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)定，操作簡(jiǎn)便。

該系統(tǒng)是在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)溫度顯示調(diào)節(jié)單元設(shè)置初始最低溫度和最高溫度，數(shù)字溫度采集器采集斷路器不同位置溫度，然后利用無(wú)線傳輸技術(shù)將溫度信息傳輸給溫度顯示調(diào)節(jié)單元，該單元利用顯示屏將溫度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀顯示，溫度顯示調(diào)節(jié)單元核心芯片將收到的溫度信息與預(yù)設(shè)的溫度最小值和最大值進(jìn)行比較，當(dāng)測(cè)取溫度低于最低值時(shí)，溫控顯示調(diào)節(jié)單元導(dǎo)通加熱帶電源使加熱帶工作，改變滅弧室溫度，當(dāng)溫度升至預(yù)設(shè)值最大值時(shí)，溫度顯示調(diào)節(jié)單元切斷加熱帶電源停止加熱，當(dāng)溫度降低至最低值再啟動(dòng)加熱帶電源，如此反復(fù)進(jìn)行，形成閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)斷路器溫度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證sf6斷路器滅弧介質(zhì)不出現(xiàn)液化現(xiàn)象、保證操動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油不凍結(jié)，保障了斷路器安全運(yùn)行。

本發(fā)明有益效果是在利用溫控調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制及合理的加熱帶設(shè)置有效解決高寒地區(qū)sf6斷路器滅弧介質(zhì)液化問(wèn)題，斷路器頂部設(shè)計(jì)了自具能電源單元，簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)高位供電方式，提高斷路器工作環(huán)境整潔，加強(qiáng)安全運(yùn)行，加熱帶的設(shè)置有效解決滅弧介質(zhì)液化和操動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油凍結(jié)的問(wèn)題。斷路器溫度采集器采用數(shù)字溫度傳感器，高精度，提高了系統(tǒng)的溫控精確性，溫度采集器采集到的溫度信息以無(wú)線的形式發(fā)送給溫度顯示調(diào)節(jié)單元，提高了系統(tǒng)抗干擾性，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，溫度顯示調(diào)節(jié)單元以高精度芯片為核心，通過(guò)簡(jiǎn)單按鍵調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)溫度的初始值設(shè)定，將傳輸回來(lái)的溫度信息與設(shè)定值初始值比較，然后核心芯片控制后續(xù)加熱帶電路進(jìn)行滅弧室及操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

附圖說(shuō)明

圖1是斷路器智能溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2溫度采集無(wú)線傳輸流程圖；

圖中：

1斷路器滅弧室；2支柱絕緣子；3滅弧室頂部加熱帶；

4支柱絕緣子頂部加熱帶；5橫梁箱外部加熱帶；

6溫度顯示調(diào)節(jié)單元；7溫度采集傳輸單元；8自具能電源模塊；

9取能線圈；10高壓母線；11操作柜；

12斷路器底座支柱；13斷路器橫梁箱；14隔熱套；

15溫度采集器；16微處理器；17無(wú)線發(fā)射器；18電源。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)例。

溫控系統(tǒng)正常工作時(shí)，首先經(jīng)溫度顯示調(diào)節(jié)單元（6）進(jìn)行斷路器滅弧室（1）及斷路器橫梁箱（13）的目標(biāo)溫度最低值和最高值設(shè)定，例如最低溫度設(shè)為0℃，最高溫度設(shè)為20℃。同時(shí)溫度采集傳輸單元（7）開(kāi)始工作，溫度采集器（15）實(shí)時(shí)檢測(cè)斷路器滅弧室（1）頂部、支柱絕緣子（2）內(nèi)部、斷路器橫梁箱（13）內(nèi)部的溫度，溫度采集器（15）將溫度數(shù)據(jù)傳輸給微處理器（16）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后經(jīng)無(wú)線發(fā)射器（17）同步傳輸給位于操作柜中（11）的溫度顯示調(diào)節(jié)單元（6），然后溫度顯示調(diào)節(jié)單元（6）對(duì)收到的溫度數(shù)據(jù)同預(yù)先設(shè)定的最小值和最大值進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，當(dāng)傳輸?shù)臏囟鹊陀?℃時(shí)，溫度顯示調(diào)節(jié)單元（6）使能滅弧室頂部加熱帶（3）與支柱絕緣子頂部加熱帶（7）的供電電源繼電器，導(dǎo)通電源電路，此時(shí)滅弧室頂部加熱帶（3），支柱絕緣子頂部加熱帶（4）同時(shí)對(duì)斷路器滅弧室（1）加熱，加熱帶通過(guò)熱傳遞的方式將熱量擴(kuò)散至斷路器滅弧室（1）內(nèi)部，從而改變滅弧介質(zhì)的溫度，當(dāng)溫度采集傳輸單元（7）傳輸回來(lái)的溫度高于20℃時(shí)，溫度顯示調(diào)節(jié)單元（6）切斷滅弧室頂部加熱帶（3）和支柱絕緣子頂部加熱帶（7）電源，停止加熱。

同理，當(dāng)斷路器橫梁箱（13）內(nèi)溫度采集傳輸單元（7）傳回的溫度低于設(shè)定的最低值時(shí)，溫度顯示調(diào)節(jié)單元（6）使能斷路器橫梁箱（13）外加熱帶繼電器，導(dǎo)通電源，對(duì)斷路器橫梁箱（13）進(jìn)行加熱，當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到設(shè)置溫度最大值時(shí)，溫度顯示調(diào)節(jié)單元（6）切斷加熱帶電源，停止加熱，令操動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油在寒冷環(huán)境下不出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，保障斷路器的可靠動(dòng)作。

通過(guò)上述操作，溫控系統(tǒng)形成閉合控制回路加強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定，合理的加熱帶位置、溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋，提高了加熱帶工作效率，保證滅弧室和操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作環(huán)境的適宜溫度。