专利名称：一种用于高压开关柜的测温装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于高压开关柜的测温装置，尤其是高压开关柜内 断路器的测温装置。 技术背景发电厂、变电站的高压开关柜等是重要的电器设备， 一般由母线室、旋 转隔离开关、真空断路器、上接线端、下接线端、电流互感器、龟缆室等组 成。高压开关柜是电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起切断和 接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行的设备。 这类高压开关柜在长期运行过程中，开关柜中的触点和母线排连接处等部 位，经常因老化或接触电阻过大而产生发热的现象，情况严重时会造成大面 积停电或引发火灾事故。在实际使用中，为避免事故的发生，常采用定期检 修或更换部件的方法来避免产生发热现象，即便如此也不可避免事故的发 生，而且一些还可继续使用的部件被强迫更换，造成大量浪费。为解决该问 题，人们希望通过测温装置来监测开关柜内触点的运行情况，以防止事故发 生，但由于开关柜内存在高压电，尤其是开关触头处于高电压、高温度、大 电流的状态，系统事故瞬间还会出现强烈的电磁暂态过程。在该环境下产生 的强电场、磁场及强电磁干扰，采用常规的测温装置很难实现。对此，也有 人提出采用红外线或光纤技术来监测高压开关柜内的温度，但由于其价格较 昂贵，设备结构复杂，限制了该技术在这一领域的应用，故至今还没有一种价格低、结构简单、使用方便的测温装置被使用。 发明内容本实用新型发明的目的是提供一种用于高压开关柜的测温装置，它可 以实时监测高压开关柜内的温度，且结构简单、成本低。为实现上述目的，本实用新型装置由温度传感器和信号处理器组成，其 特征在于温度传感器由两个气囊和塑料管道、压敏电阻组成，塑料管道的 两端分别连接两个气囊，在两个气囊和塑料管道内充满气体， 一个气囊固定 在高压开关柜断路器内，另一个气囊内安装压敏电阻，并置于高压开关柜断 路器外，压敏电阻连接信号处理器。使用时，高压开关柜断路器内的温度变 化，使两个气囊和塑料管道内气压随之变化，该气压的变化作用在压敏电阻 上，压敏电阻将气压的变化信号输送到信号处理器，由信号处理器将压力变 化信号转化成温度测量值。上述气囊由甲基乙烯基硅橡胶或陶瓷材料制成，塑料管道由甲基乙烯基 硅橡胶制成。上述信号处理器由压敏电阻构成的桥式电路、信号隔离电路、电压放大 电路、温度补偿电路、电压转换电路、电压/电流转换电路、电压/频率转换 电路组成。本实用新型装置由于采用了高绝缘和耐高温特性材料制成的温度传感 器，故不受高温、强电场、磁场及强电磁的影响，从根本上避免了由高压电 产生的强电场、磁场及强电磁对温度测量设备的干扰。此外，本实用新型装 置与红外线或光纤监测技术的装置相比有结构简单、成本低廉、使用方便的 优点。
图1、为本实用新型的结构图；图2、为本实用新型的信号处理器图。
具体实施方式
按图1所示，温度传感器由两个气囊1、 3和塑料管道2、压敏电阻4 组成。塑料管道2的两端分别连接两个气囊1、 3，在两个气囊l、 3和塑料 管道2内充满气体，气囊l固定在高压开关柜断路器内，气囊3内安装压敏 电阻4，并置于高压开关柜断路器外，压敏电阻4通过导线连接信号处理器 6。使用时，由于气囊l、 3和塑料管道2密封的，其内部容积是固定的，当 高压开关柜断路器内温度发生变化时，气囊l、 3和塑料管道2内部气压也 随之发生变化，即作用在压敏电阻4上的压力也发生变化，这种变化通过压 敏电阻4变化转换成电阻的变化，并通过导线5送入信号处理器6作处理。按图2所示，桥式电路由压敏电阻4、 4-1、 4-2、 4-3组成。信号隔离 电路由运算放大器A1、 A2、 二极管D1、 D2、 D3、 D4、电阻R1、 R2、电容C1、 C2组成，运算放大器A1、 A2选用0P-07。电压放大电路由仪表运算放大器 A3、电阻Rg、 R3、 R4、 R5、 R6组成，仪表运算放大器A3选用AD623，运 算放大器A4选用0P-07。电压转换电路由运算放大器A5、电阻R7、 R8、 R9、 RIO、 Rll、 R12组成，运算放大器A5选用0P-07。电压/电流转换电路A6 选甩集成电路XTR101，电压/频率转换电路A7选用集成电路LM331。工作时， 桥式电路中的压敏电阻4在压力的作用下电阻值发生变化，引起桥式电路不 平衡，在电源E的作用下，桥式电路的输出端就有电压输出，把压力信号转 换成相应的电压信号。导线5把电压信号通过电阻R1、 R2加到运算放大器Al、 A2的同相输入端，实现信号隔离的作用，电容C1、 C2为滤波电容，二 极管Dl、 D2、 D3、 D4为限压二极管，保护运算放大器Al、 A2输入端。Rg 是仪表运算放大器A3的电压放大调节电阻，改变Rg可以调节放大器A3的 放大倍数，R3为负载电阻，R6为热敏电阻，环境温度变化使R6的阻值发生 变化，改变了电路的放大倍数，从而起到温度补偿作用。电阻R7、 R8提供 一个参考电压，R9、 RIO、 Rll、 R12和运算放大器A5组成电压减法器，使 运算放大器A5输出l-5V的标准电压信号，以表示温度的测量值。该l-5V 的标准电压信号通过电压/电流转换电路A6，转换成4-20mA的标准电流信 号来表示温度的测量值;或者该l-5V的标准电压信号通过电压/频率转换电 路A7，转换成1000-4000Hz的数字信号来表示温度的测量值。
权利要求1、一种用于高压开关柜的测温装置，它由温度传感器和信号处理器(6)组成，其特征在于温度传感器由两个气囊(1)、(3)和塑料管道(2)、压敏电阻(4)组成，塑料管道(2)的两端分别连接两个气囊(1)、(3)，在两个气囊(1)、(3)和塑料管道(2)内充满气体，气囊(1)固定在高压开关柜断路器内，气囊(3)内安装压敏电阻(4)，并置于高压开关柜断路器外，压敏电阻(4)连接信号处理器(6)。
2、 据权利要求1所述的一种用于高压开关柜的测温装置，其特征在 于信号处理器(6)由压敏电阻构成的桥式电路、信号隔离电 路、电压放大电路、温度补偿电路、电压转换电路、电压/电流 转换电路、电压/频率转换电路组成，桥式电路由压敏电阻(4)、(4-1)、 (4-2)、 (4-3)组成，信号隔离电路由运算放大器(Al)、 (A2)、 二极管(Dl)、 (D2)、 (D3)、 (D4)、电阻(Rl)、 (R2)、 电容(Cl)、 (C2)组成，运算放大器(Al)、 (A2)选用0P-07， 电压放大电路由仪表运算放大器(A3)、 (A4)、电阻(Rg)、 (R3)、 (R4)、 (R5)、 (R6)组成，仪表运算放大器(A3)选用'AD623， 运算放大器(A4)选用0P-07，电压转换电路由运算放大器(A5)、 电阻(R7)、 (R8)、 (R9)、 (RIO)、 (Rll)、 (R12)组成，运算放 大器(A5)选用0P-07，电压/电流转换电路(A6)选用集成电 路XTR101，电压/频率转换电路(A7)选用集成电路LM331。
专利摘要本实用新型公开了一种用于高压开关柜的测温装置，尤其是高压开关柜内断路器的测温装置。它由温度传感器和信号处理器组成。温度传感器由两个气囊和塑料管道、压敏电阻组成。塑料管道两端连接两个气囊，一个气囊固定在高压开关柜断路器内，另一个气囊内安装压敏电阻，并置于高压开关柜断路器外，压敏电阻连接信号处理器。使用时，气囊内的气压随高压开关柜断路器内的温度变化而变化，该变化通过压敏电阻输送到信号处理器转化成温度测量值。本实用新型优点是避免了由高压电产生的强电场、磁场及强电磁对温度测量设备的干扰，且结构简单、成本低廉、使用方便。
文档编号G01K5/00GK201107124SQ20072019872
公开日2008年8月27日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年12月3日
发明者曹柏荣 申请人:曹柏荣