CN104681367B - 电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置及方法，包括通过高压导线电性连接的隔离开关和断路器，以及用于检测隔离开关合闸状态时触头温度的带红外测温探头的红外测温传感器、AD转换器、用于控制断路器带负荷跳闸的跳闸装置、光纤、控制电缆；所述跳闸装置包括跳闸线圈及与该跳闸线圈通过控制电缆连接的控制模块。本发明通过带红外测温探头的红外测温传感器实时检测隔离开关合闸状态时触头温度，并将该温度数据与控制模块内设置的阈值温度比较，判断隔离开关触头温度是否异常，控制断路器的开断，从而达到间接控制隔离开关的开断，有效的防止了电力事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置及方法。
背景技术
电力高压隔离开关在运行中由于电磁作用，会产生热量，当其触头接触不好，或隔离开关过载等故障时，电力高压隔离开关的触头都会异常发热，当温度超过一定范围时，如果不采取将与隔离开关相连接的断路器跳闸切断电源的措施，将导致由于过热引起隔离开关烧毁，甚至导致扩大电网事故的危险。现在广泛使用的传统电力高压隔离开关检测接触不良的方法，一是在停电时由试验人员做直流电阻试验，检查出是否有接触不良的隔离开关，进行事先处理，再投运；二是在运行中由工作人员携带红外测温设备，通过对每台运行中电力高压隔离开关的测温，如发现有温度异常升高的，再通知其他有关运行人员采取断开相应的断路器进行停电检修的措施。传统电力高压隔离开关的接触不良发热或过载发热，均无法实现实时连续的在线检测和自动跳闸，且受操作人员人为操作因素的影响，特别对电力高压隔离开关的突发性过热故障，可能导致电力高压隔离开关由于过热而损坏，甚至危及电网安全的严重事故。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置及方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置，包括通过高压导线电性连接的隔离开关和断路器，以及用于检测隔离开关合闸状态时触头温度的带红外测温探头的红外测温传感器、AD转换器、用于控制断路器带负荷跳闸的跳闸装置、光纤、控制电缆；所述跳闸装置包括跳闸线圈及与该跳闸线圈通过控制电缆连接的控制模块；所述带红外测温探头的红外测温传感器的红外测温探头通过发射和接收红外线对运行中电力高压隔离开关合闸后的触头进行非接触在线连续测温，并将温度信号通过光纤传输给AD转换器，AD转换器将带红外测温探头的红外测温传感器传输来的温度电信号转换成数字信号，再通过另一光纤传输至控制模块，控制模块根据预先设置的动作温度值，对传输来的温度数据进行分析判断，当温度值超过设置值时，控制模块对断路器跳闸线圈发出指令，跳闸线圈接收到指令后动作，使断路器进行带负荷跳闸。
在本发明实施例中，所述控制模块还连接有一用于对隔离开关温度异常状态进行报警的报警器。
在本发明实施例中，所述断路器包括充油开关、真空开关和充SF6气体开关。
在本发明实施例中，所述带有红外测温探头的红外测温传感器的红外测温探头外部包有绝缘套，并安装在用于固定所述隔离开关的隔离开关钢结构上，且正对隔离开关合闸状态时的触头。
在本发明实施例中，所述控制模块为PLC控制器。
本发明还提供了一种采用如上述所述的电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置的自动跳闸控制方法，包括如下步骤，
1）将带有红外测温探头的红外测温传感器的红外测温探头安装在电力高压隔离开关处合闸状态触头的附近，并正对隔离开关合闸状态时触头位置，其安装距离应满足电力高压隔离开关运行高压电等级的安全距离；
2）电力高压隔离开关运行时，由红外测温探头对隔离开关合闸状态时触头发射红外射线，进行在线非接触实时在线测温；
3）带有红外测温探头的红外测温传感器将实时的测温电信号数据传送至AD转换器；
4）AD转换器将由带有红外测温探头的红外测温传感器传送来的测温电信号转换为数字信号并放大，再通过光纤传送给控制模块；
5）控制模块由AD信号转换器传送来的实时温度数字信号，根据预先设计编程的温度设置值进行分析计算，同时将实时温度值通过网络传输至网上服务器中，描绘成温度-时间曲线存储至服务器数据库中；
6）当隔离开关触头温度异常升高至设置值时，控制模块通过控制电缆对断路器的跳闸线圈发出指令，跳闸线圈接收到指令后动作，使断路器进行带负荷跳闸，以断开电力隔离开关电源。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过光纤红外在线非接触测温、传感和自动控制技术，以及PLC微处理器的运用，当运行中电力高压隔离开关触头过热至温度超过设置值时，能及时自动控制断路器带负荷跳闸，切断电源，本发明装置还可以对变电站所有高压隔离开关采取集群在线自动控制方式，有力保障运行中电力高压隔离开关和电网的安全运行，与传统由工作人员携带红外测温设备，对每台运行中电力高压隔离开关进行测温，当发现其中有过热故障的隔离开关时，再通知运行人员对相应负荷开关进行分闸操作的情况相比，有着巨大优势。
附图说明
图1是本发明实施例的电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置在隔离开关触头温度正常，断路器处运行合闸状态时的工作示意图。
图2是本发明实施例的隔离开关处运行合闸状态的俯视图。
图3是本发明实施例的当隔离开关触头温度异常升高至设置值时，控制模块通过跳闸装置自动控制断路器动、静触头跳闸分离，切断电源的工作示意图。
图4是本发明实施例的电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置在隔离开关处分闸状态时，停止工作示意图。
图5是本发明实施例的隔离开关处分闸状态的俯视图。
图6是本发明实施例的电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置集群控制工作原理方框示意图。
图中标号说明：0-断路器；01-高压导线；02-隔离开关钢架构；03-绝缘瓷套；04-刀闸；1-带有红外测温探头的红外测温传感器；2-红外测温探头；3-红外射线；4-隔离开关触头；5-光纤；6-AD转换器；7-控制模块；8-控制电缆；9-跳闸线圈；10-红外探头绝缘套；11-断路器静触头；12-断路器动触头。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
请参见图1-图6，本发明的电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置，由断路器0、跳闸装置、隔离开关、带有红外测温探头的红外测温传感器1、传输信号数据的光纤5、AD转换器6、控制电缆8等组成。断路器0与隔离开关通过高压导线01电性连接，断路器0可以是充油开关、真空开关、充SF6气体开关等断路器；跳闸装置包括断路器跳闸线圈9和控制模块7，在当隔离开关发生过热故障时，跳闸线圈9能根据控制模块7的指令动作，使断路器0带负荷跳闸，断开电力隔离开关电源，保护隔离开关和电网的安全运行。
本实施例中，带有红外测温探头的红外测温传感器1的红外测温探头2外部包有红外探头绝缘套10，并安装在用于固定所述隔离开关的隔离开关钢结构02上，且正对隔离开关合闸状态时的隔离开关触头4。
电力高压隔离开关在运行中由于电磁作用，会产生热量，当其触头接触不好，或隔离开关通过电流超过其设置值等故障时，电力高压隔离开关的触头都会异常发热，当温度超过一定范围时，如果不采取断开电源措施，将导致由于过热引起隔离开关烧毁，甚至导致扩大电网事故的危险，但电力隔离开关在运行中自身不能带负荷切断电源，只能在与其连接的断路器带负荷切断电源后，再进行断开，隔离开关如带负荷断开电源，轻则导致刀闸触头烧毁，重则会造成危及电网安全的严重事故，因此在发生隔离刀闸事故时，首先应使断路器跳闸，切断隔离开关电源，以保护隔离开关。本发明通过光纤传输、非接触红外测温技术以及PLC微机处理器的运用，当运行中电力高压隔离开关触头过热至温度超过设置值时，自动控制断路器带负荷跳闸，切断电源，有力保障运行中电力高压隔离开关和电网的安全运行，具体工作原理如下：带红外测温探头的红外测温传感器1的红外测温探头2通过发射和接收红外射线3对运行中电力高压隔离开关合闸后的触头4进行非接触在线连续测温，并将温度信号通过光纤5传输给AD转换器6，AD转换器6将带红外测温探头的红外测温传感器1传输来的温度电信号转换成数字信号，再通过另一光纤5传输至控制模块7，控制模块7根据预先设置的动作温度值，对传输来的温度数据进行分析判断，当温度值超过设置值时，控制模块7对断路器跳闸线圈9发出指令，跳闸线圈9接收到指令后动作，使断路器0进行带负荷跳闸。
本发明还提供了一种采用如上述所述的电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置的自动跳闸控制方法，包括如下步骤，
1）将带有红外测温探头的红外测温传感器1的红外测温探头2安装在电力高压隔离开关处合闸状态触头4的附近，并正对隔离开关合闸状态时触头4位置，其安装距离应满足电力高压隔离开关运行高压电等级的安全距离；
2）电力高压隔离开关运行时，由红外测温探头2对隔离开关合闸状态时触头4发射红外射线3，进行在线非接触实时在线测温；
3）带有红外测温探头的红外测温传感器1将实时的测温电信号数据传送至AD转换器；
4）AD转换器6将由带有红外测温探头的红外测温传感器1传送来的测温电信号转换为数字信号并放大，再通过光纤5传送给控制模块7；
5）控制模块7由AD信号转换器传送来的实时温度数字信号，根据预先设计编程的温度设置值进行分析计算，同时将实时温度值通过网络传输至网上服务器中，描绘成温度-时间曲线存储至服务器数据库中；
6）当隔离开关触头4温度异常升高至设置值时，控制模块7通过控制电缆8对断路器0的跳闸线圈9发出指令，跳闸线圈9接收到指令后动作，使断路器0进行带负荷跳闸，以断开电力隔离开关电源。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种采用电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置的自动跳闸控制方法，其特征在于：所述电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置，包括通过高压导线电性连接的隔离开关和断路器，以及用于检测隔离开关合闸状态时触头温度的带红外测温探头的红外测温传感器、AD转换器、用于控制断路器带负荷跳闸的跳闸装置、光纤、控制电缆；所述跳闸装置包括跳闸线圈及与该跳闸线圈通过控制电缆连接的控制模块；所述带红外测温探头的红外测温传感器的红外测温探头通过发射和接收红外线对运行中电力隔离开关合闸后的触头进行非接触在线连续测温，并将温度信号通过光纤传输给AD转换器，AD转换器将带红外测温探头的红外测温传感器传输来的温度电信号转换成数字信号，再通过另一光纤传输至控制模块，控制模块根据预先设置的动作温度值，对传输来的温度数据进行分析判断，当温度值超过设置值时，控制模块对跳闸线圈发出指令，跳闸线圈接收到指令后动作，使断路器进行带负荷跳闸；
所述自动跳闸控制方法，包括如下步骤，
1）将带红外测温探头的红外测温传感器的红外测温探头安装在电力隔离开关处合闸状态触头的附近，并正对隔离开关合闸状态时触头位置，其安装距离应满足电力隔离开关运行高压电等级的安全距离；
2）电力隔离开关运行时，由红外测温探头对隔离开关合闸状态时触头发射红外射线，进行在线非接触实时在线测温；
3）带红外测温探头的红外测温传感器将实时的测温电信号数据传送至AD转换器；
4）AD转换器将由带红外测温探头的红外测温传感器传送来的测温电信号转换为数字信号并放大，再通过光纤传送给控制模块；
5）控制模块由AD信号转换器传送来的实时温度数字信号，根据预先设计编程的温度设置值进行分析计算，同时将实时温度值通过网络传输至网上服务器中，描绘成温度-时间曲线存储至服务器数据库中；
6）当隔离开关触头温度异常升高至设置值时，控制模块通过控制电缆对断路器的跳闸线圈发出指令，跳闸线圈接收到指令后动作，使断路器进行带负荷跳闸，以断开电力隔离开关电源。
2.根据权利要求1所述的采用电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置的自动跳闸控制方法，其特征在于：所述控制模块还连接有一用于对隔离开关温度异常状态进行报警的报警器。
3.根据权利要求1所述的采用电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置的自动跳闸控制方法，其特征在于：所述断路器包括充油开关、真空开关和充SF6气体开关。
4.根据权利要求1所述的采用电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置的自动跳闸控制方法，其特征在于：所述带红外测温探头的红外测温传感器的红外测温探头外部包有绝缘套，并安装在用于固定所述隔离开关的隔离开关钢结构上，且正对隔离开关合闸状态时的触头。
5.根据权利要求1所述的采用电力隔离开关热故障的光纤红外控制自动跳闸装置的自动跳闸控制方法，其特征在于：所述控制模块为PLC控制器。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |