RU218569U1

RU218569U1 - Устройство мониторинга температуры элементов электроэнергетических устройств, находящихся под высоким напряжением 6-10-35 кВ

Info

Publication number: RU218569U1
Application number: RU2022129393U
Authority: RU
Inventors: Вадим Анатольевич Герасимов; Елена Владимировна Романова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МисТэк"
Filing date: 2022-11-13
Publication date: 2023-05-31

Abstract

Техническое решение относится к области электроэнергетики, в частности к средствам контроля превышений температуры токоведущих частей электроустановок, находящихся под высоким напряжением переменного тока с учетом безопасности эксплуатационного персонала. Питание электронных схем устройства производится от высоковольтной шины через балластный конденсатор, выполненный в виде измерительного электрода - опорного изолятора для крепления электрической шины со встроенным высоковольтным конденсатором. Техническое решение обеспечивает мониторинг температуры элементов и устройств, находящихся под высоким напряжением в длительном режиме без технического обслуживания и без необходимости замены элементов питания.

Description

Область техники

Электротехника, электроэнергетика.

Уровень техники

Техническое решение относится к области электроэнергетики, в частности к средствам контроля превышений температуры контактных и разъемных и неразъемных соединений токоведущих частей в высоковольтных устройствах переменного тока.

Задача, на которую направлено техническое решение, достигается за счет применения контактного способа контроля температуры в местах непосредственного разогрева. Для обеспечения безопасности эксплуатационного персонала из-за наличия высокого напряжения в точке выполнения измерений возможен только беспроводной способ передачи информации о температуре по радиоканалу, оптическому каналу и т.п. Существующая в настоящее время элементная база приемопередатчиков и других электронных схем способна работать в условиях сильных электромагнитных помех и в широком диапазоне температур.

Наиболее близким по технической сущности является устройство «Индикатор наличия напряжения, имеющий контакт с шиной под высоким напряжением 6-35 кВ» (патент RU 192929). В этом устройстве для питания измерителя напряжения используется емкость паразитного конденсатора, сформированного корпусом устройства, связанным с высоковольтной шиной, и заземленным корпусом оборудования. Казалось бы, по подобному принципу можно питать любое функциональное устройство, например, для измерения температуры высоковольтной шины. Однако электрическая емкость такого конденсатора весьма мала и составляет единицы пикофарад. Как следствие, недостатком такого решения являются:

малый зарядный ток устройства накопления энергии и недостаток энергии для решения функциональной задачи устройства;

большой интервал времени между моментами передачи измерительной информации;

зависимость емкости конденсатора от конфигурации конкретного высоковольтного шкафа.

Указанные недостатки препятствуют созданию стабильного надежного источника питания для измерительных схем на основе рассмотренного решения.

Сущность предлагаемого технического решения

Указанные выше проблемы позволяет решить полезная модель, реализованная в устройстве с емкостным источником питания для мониторинга температуры контактных разъемных и неразъемных необслуживаемых соединений, находящихся под высоким напряжением 6-10-35 кВ, характеризующееся тем, что питание электронных схем устройства производится от высоковольтной шины через балластный конденсатор, выполненный в виде измерительного электрода, включенный в цепь: высоковольтная шина - измерительная схема - балластный конденсатор - нейтральный провод сети («земля»), а формирование необходимого напряжения питания электронных схем датчика температуры и передатчика выполняют выпрямительный диод и накопительная емкость.

В качестве балластного используется конденсатор, встроенный в опорный изолятор крепления высоковольтной шины. Подобные изоляторы, называемые измерительными электродами, применяются в устройствах индикации наличия напряжения на высоковольтных шинах, однако отличаются схемой их включения. Упомянутые измерительные электроды широко применяются в промышленности, сертифицированы на соответствие требованиям безопасности и имеют нормированные стабильные параметры конденсатора.

Выполненное согласно настоящему техническому решению устройство для контроля температуры контактных соединений элементов электроэнергетического оборудования, находящихся под высоким напряжением 6-10-35 кВ, содержит цифровой датчик температуры, связанный с приемопередатчиком, и источник питания электронных схем цифрового датчика температуры и приемопередатчика. Источник питания выполнен в виде конденсатора, встроенного в опорный изолятор крепления шины.

Техническое решение обеспечивает мониторинг температуры контактных соединений, крепления сборных шин и отходящих линий, а также других элементов и устройств, находящихся под высоким напряжением в длительном режиме без технического обслуживания и без необходимости замены элементов питания.

Работоспособность устройства, выполненного согласно предложенному принципу, не зависит от уровня тока, протекающего по шине.

Технический результат заключается в обеспечении надежности работы, упрощении и унификации устройства для контроля температуры контактных соединений в устройствах высокого напряжения с учетом безопасности эксплуатационного персонала.

Краткое описание чертежей

Питание электронных схем осуществляется от высоковольтной шины через балластный конденсатор, выполненный в виде измерительного электрода, обеспечивающего гашение избыточного напряжения и гарантирующего безопасность от короткого замыкания на землю. На фиг. 1 представлена функциональная схема источника питания электронных схем датчика температуры и передатчика.

Питание электронных схем устройства производится от высоковольтной шины через балластный конденсатор 1, включенный в цепь: высоковольтная шина - измерительная схема - балластный конденсатор - нейтральный провод сети («земля»). Выпрямительный диод 2 и накопительная емкость 3 служат для формирования необходимого напряжения питания электронных схем датчика температуры и передатчика 4.

Электрический ток в цепи «высоковольтная шина - «земля» ограничивается балластным конденсатором, который в данной схеме представляет собой источник тока I=U/Xc, изменяющегося по синусоидальному закону, где:

U - высокое напряжение на шине;

Xc - реактивное сопротивление емкости;

Xc = 1/(2⋅π⋅f⋅C),

C - емкость конденсатора;

f = 50 Гц - частота сети.

При нарастании напряжения на емкости 3 до уровня достаточного для работы электронных схем датчика температуры и передатчика 4 происходит измерение температуры и передача ее значения в схему автоматики. Схема работоспособна в широком диапазоне напряжений. При минимальном напряжении схема питания переходит в импульсный режим работы. При этом измерение температуры и передача ее значения происходит периодически (с малыми интервалами).

Величина емкости накопительного конденсатора 3 рассчитывается таким образом, что за время измерения спад напряжения питания не превышает заданного уровня 5-10%. Поскольку процессы изменения температуры имеют значительную инерционность, периодический режим измерения температуры является приемлемым.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели

Реализация полезной модели в шкафу комплектного распределительного устройства КРУ производства Чебоксарского электромеханического завода ЧЭМЗ представлена на фиг. 2.

Claims

Устройство с емкостным источником питания для мониторинга температуры контактных электрических соединений, находящихся под высоким напряжением 6-10-35 кВ, содержащее измерительную схему, включающую электронные схемы датчика температуры и передатчика, отличающееся тем, что содержит выпрямительный диод, накопительный конденсатор и балластный конденсатор, выполненный в виде измерительного электрода, включенный в цепь: высоковольтная шина - измерительная схема - балластный конденсатор - нейтральный провод сети, при этом к выводам питания электронных схем подключен накопительный конденсатор, один вывод питания электронных схем датчика температуры и передатчика через выпрямительный диод соединен с выводом измерительной схемы, соединенным с высоковольтной шиной, другой вывод питания электронных схем датчика температуры и передатчика соединен с выводом измерительной схемы, соединенным с балластным конденсатором.