專利名稱：高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及高電壓開關設備的溫度在線監測裝置，具體說是一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構。
背景技術：
目前移開式開關設備中動、靜觸頭由于制造、安裝偏差以及在運行動作過程會因電磨損、機械操作和短路電動力引起機械振動等原因，使接觸電阻增加，引起溫度升高，加劇接觸面氧化、導致局部溫度過高造成設備重大事故屢有發生。這種現象已成為開關設備的薄弱環節，因此如何既準確又方便地在線監測其真實溫度是業內人士關注的課題。
現有溫度在線監測方式主要有兩種類型紅外輻射的非接觸式和采用熱敏器件的接觸式測溫。非接觸式紅外傳感器由于受環境、濕度、大氣壓的影響較大，紅外輻射受遮擋就無法準確測量，使用有很大局限性。而接觸式的傳感器直接與測溫點相接觸，受環境因素干擾小，可實現準確、快速溫度檢測。
接觸式采用熱電偶作傳感器時。由于熱電偶冷端不可能保持在0℃，在室溫下測定要加冷端補償。在實際測量中熱端與冷端間距較遠時，還需要采用補償導線。
采用電阻式傳感器直接接觸測量，在高電位用有線輸送信號，簡單運用空氣間隙隔離高低電位，通過紅外光電轉換傳輸溫度信號是一個不錯的辦法。但紅外發射、接收管外露，長期使用會落灰塵、污穢，使得信號傳輸的可靠性逐漸變差，影響測量值也是一個很難解決的問題。另外還必須進行現場專業安裝調試。
本發明人在設計和實驗過程中發現采用光纖從高電壓輸送溫度光信號給控制單元，光纖絕緣性能良好，應該是個好辦法，可以實現電壓隔離。但是光纖暴露在空氣中，受污染、導電塵埃、潮濕等影響，會產生高電壓沿光纖表面閃絡，將高電壓引入低壓控制和通信系統，將會引發重大設備和人身事故，是相當危險的。
本發明是在本發明人(申請人)申請的《高電壓溫度在線監測光電變換觸頭盒的結構》，申請號200510126612.6的基礎上提出了一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接觸頭盒結構。
發明內容
為了達到直接接觸測量，有效隔離高、低電壓，又不影響開關設備基本結構，實現既準確、安全、可靠又方便地在線監測置于觸頭盒中的觸頭溫度。本發明的目的是要提供一種新型的10kV及以上高電壓封閉移開式開關設備的溫度在線監測的高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接觸頭盒結構。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是以絕緣觸頭盒為主體，注入感應電源，與熱檢測器、光電變換器、紅外發射管以及本結構外面的紅外接收管光纖和蓋子等組成的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是有一個觸頭盒主體，主體上端一側開設有通孔，主體內上側通孔內側的內部注入有絕緣體中的感應電源，感應電源通過引線與光電變換器連接以提供其工作電源；主體內腔在中心線位置的內壁上固定嵌件上埋入有熱檢測器，以檢測靜觸頭溫度，其引線與光電變換器連接以輸入溫度信號；主體的頂端在光電變換器的位置上設有一個蓋子；可打開的蓋子是便于它們的安裝連接和調試。主體在上端通孔相對應另一側設置有一個左右通透的孔，孔的左端安裝有與光電變換器連接的紅外發射管，紅外發射管與光纖連接，光纖穿透長孔與外面的控制單元上的紅外接收管連接。紅外接收管又將光信號轉變為電信號，傳輸給控制單元溫度信號輸入端。最終完成溫度在線監測和實現溫度保護。
所述的紅外發射管和光纖之間有開設有長孔和不開設長孔將光纖直接埋入，使它們封閉在其中；所述的觸頭盒絕緣材料為主體的可以是環氧樹脂、SMC不飽和樹脂等材料并包括固定嵌件；所述感應電源及其引線是在澆注觸頭盒時一起注入的，其引線沿邊緣布置，應便于與光電變換器連接；所述熱檢測器與引線與光電變換器連接；所述光電變換器固定連接在觸頭盒上；所述的紅外發射管是與光電變換器連接在一起的。
所述的熱檢測器為熱敏器件；所述的光電變換器具有RC無穩態多諧振蕩電路；所述的感應電源的輸出端連接到RC無穩態多諧振蕩電路的電源輸入端，RC無穩態多諧振蕩電路的輸出連接到紅外發射管，熱敏電阻的兩個引線連接到RC無穩態多諧振蕩電路的電阻上。所述的RC無穩態多諧振蕩電路由振蕩器555及其阻容元件構成，熱敏電阻和振蕩器555的第1腳接感應電源的地；振蕩器555第4和8腳連接到感應電源的正端；第2和6腳連接在一起，再連接到一個電容C5的一端，該電容的另外一端接感應電源的地；連接在一起的第2和6腳又連接到一個電阻R3的一端，這個電阻的另外一端連接到第7腳；第7腳又串接一個電阻R2和熱敏電阻R1連接到電源正端；第3腳通過一個電阻R5連接到三極管Q2的基極，三極管的集電極串連接一個電阻R4和一個紅外發射管D4到感應電源的地，三極管的發射極接到感應電源的正端；第5腳連接到一個電容C6的一端，電容C6的另外一端連接到感應電源的地。
工作原理振蕩器555和熱敏電阻R1、電阻R2、R3、R4、R5以及電容C5、C6構成無穩態多諧振蕩電路。一加電源，則起振，振蕩頻率取決于阻容元件構成的充、放電時間。當被測物的溫度變化時，引起熱敏電阻R1的阻值發生變化，所以多諧振蕩電路的振蕩頻率也會發生變化。
振蕩方波從振蕩器555的第3腳輸出，經限幅電阻R5，加至三極管，驅動紅外發射管，從而完成了溫度信號變成電信號再變成光信號的過程，根據紅外發射管發射的頻率的不同，就可以測量出相對應的溫度。
本發明可適用于大、中、小全系列額定電流的不同觸頭盒。
本發明的有益效果是由于本發明采用高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒，熱檢測器直接接觸被測點準確檢測其溫度，通過觸頭盒實現高電壓絕緣，由紅外光傳送溫度信號，隔離高、低電壓。實現準確、可靠高電壓的溫度在線監測。由于保留原有觸頭盒的基本結構。故保留原觸頭盒的功能，同時原安裝尺寸不變，更方便于使用中的設備改造更換等等。另外，本發明的紅外發射管與紅外接收管用光纖直接其抗電磁干擾能力強。光纖在觸頭盒內部布置后不受外界環境污穢影響。而且途徑接近安裝鋼板的位置再引到控制單元這樣不僅光纖嚴防高電壓竄入低電壓系統，實現既準確、安全、可靠又方便地在線監測的目的。因此，本發明能夠達到觸頭盒中的高電壓動、靜觸頭插接處的實時溫度。
以下結合附圖和實施例對本發明進行進一步的描述。
圖1是本發明大電流結構的全剖視視圖。
圖2是圖1的右視視圖。
圖3是圖1的左視視圖。
圖4是本發明中電流結構的全剖視視圖。
圖5是圖4的右視視圖。
圖6是本發明小電流結構的全剖視視圖。
圖7是圖6的右視視圖。
圖8是側向安裝光纖線視圖。
圖9是光纖線埋入式視圖。
圖10是本發明工作電路原理框圖。
圖11是本發明工作電路圖。
圖中1主體，2感應電源，3熱檢測器，4蓋子，5光電變換器，6紅外發射管，7光纖。
具體實施例方式
實施例1請參閱圖1-圖3，有一個觸頭盒主體1，主體1上端一側開設有通孔，主體1內上側通孔內側的內部注入有絕緣體中的感應電源2，感應電源2通過引線與光電變換器5連接以提供其工作電源；主體1內腔在中心線位置的內壁上固定嵌件上埋入有熱檢測器3，以檢測靜觸頭溫度，其引線與光電變換器5連接以輸入溫度信號；主體1在上端通孔相對應另一側設置有一個左右通透的孔，孔的左端安裝有與光電變換器5連接的紅外發射管6，紅外發射管6與光纖7連接，光纖7穿透長孔與本結構外面的控制單元上的紅外接收管連接；主體1的頂端在光電變換器5的位置上設有一個蓋子4。紅外接收管又將光信號轉變為電信號，傳輸給控制單元溫度信號輸入端；最終完成溫度在線監測和實現溫度保護。
實施例2請參閱圖1-圖3和圖8，有一個觸頭盒主體1，主體1上端一側開設有通孔，主體1內上側通孔內側的內部注入有絕緣體中的感應電源2，感應電源2通過引線與光電變換器5連接以提供其工作電源；主體1內腔在中心線位置的內壁上固定嵌件上埋入有熱檢測器3，以檢測靜觸頭溫度，其引線與光電變換器5連接以輸入溫度信號；主體1在側端通孔相對應處設置有一個左右通透的孔，孔的左端安裝有與光電變換器5連接的側端紅外發射管6，紅外發射管6與光纖7連接，光纖7穿透長孔與本結構外面的控制單元上的紅外接收管連接；主體1的頂端在光電變換器5的位置設有一個蓋子4；紅外接收管又將光信號轉變為電信號，傳輸給控制單元溫度信號輸入端；最終完成溫度在線監測和實現溫度保護。
實施例3請參閱圖1-圖3和圖9，有一個觸頭盒主體1，主體1上端一側開設有通孔，主體1內上側通孔內側的內部注入有絕緣體中的感應電源2，感應電源2通過引線與光電變換器5連接以提供其工作電源；主體1內腔在中心線位置的內壁上固定嵌件上埋入有熱檢測器3，以檢測靜觸頭溫度，其引線與光電變換器5連接以輸入溫度信號；主體1在上端通孔相對應端安裝有與光電變換器5連接的紅外發射管6，紅外發射管6與直接埋入的光纖7連接，光纖7與外面的控制單元上的紅外接收管連接；主體1的頂端在光電變換器5的位置設有一個蓋子4；紅外接收管又將光信號轉變為電信號，傳輸給控制單元溫度信號輸入端；最終完成溫度在線監測和實現溫度保護。
權利要求
1.一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是有一個觸頭盒主體，主體上端一側開設有通孔，主體內上側通孔內側的內部注入有絕緣體中的感應電源，感應電源通過引線與光電變換器連接；主體內腔在中心線位置的內壁上固定嵌件上埋入有熱檢測器，其引線與光電變換器連接；主體的頂端在光電變換器的位置上設有一個蓋子；主體在上端通孔相對應另一側設置有一個左右通透的長孔，孔長的一端安裝有與光電變換器連接的紅外發射管，紅外發射管與光纖連接，光纖穿透長孔與外面的控制單元上的紅外接收管連接。
2.根據權利要求1所述的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是所述的紅外發射管和光纖之間有開設有長孔和不開設長孔將光纖直接埋入，使它們封閉在其中。
3.根據權利要求1所述的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是所述感應電源及其引線是在澆注觸頭盒時一起注入的，其引線沿邊緣布置，應便于與光電變換器連接。
4.根據權利要求1所述的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是所述熱檢測器與引線與光電變換器連接；所述光電變換器固定連接在觸頭盒上。
5.根據權利要求1所述的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是所述的紅外發射管是與光電變換器連接在一起的。
6.根據權利要求1所述的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是所述的熱檢測器為熱敏器件。
7.根據權利要求1所述的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是所述的光電變換器具有RC無穩態多諧振蕩電路；所述的感應電源的輸出端連接到RC無穩態多諧振蕩電路的電源輸入端，RC無穩態多諧振蕩電路的輸出連接到紅外發射管，熱敏電阻的兩個引線連接到RC無穩態多諧振蕩電路的電阻上。
8.根據權利要求7所述的一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，其特征是所述的RC無穩態多諧振蕩電路由振蕩器555及其阻容元件構成，熱敏電阻和振蕩器555的第1腳接感應電源的地；振蕩器555第4和8腳連接到感應電源的正端；第2和6腳連接在一起，再連接到一個電容C5的一端，該電容的另外一端接感應電源的地；連接在一起的第2和6腳又連接到一個電阻R3的一端，這個電阻的另外一端連接到第7腳；第7腳又串接一個電阻R2和熱敏電阻R1連接到電源正端；第3腳通過一個電阻R5連接到三極管Q2的基極，三極管的集電極串連接一個電阻R4和一個紅外發射管D4到感應電源的地，三極管的發射極接到感應電源的正端；第5腳連接到一個電容C6的一端，電容C6的另外一端連接到感應電源的地。
全文摘要
本發明公開了一種高電壓溫度在線監測光電變換光纖直接連接的觸頭盒結構，屬高電壓開關設備的溫度在線監測裝置。有一個觸頭盒主體，主體上端開設有通孔，通孔內側的內部注入有絕緣體中的感應電源，其引線與光電變換器連接；主體內壁上固定嵌件上埋入有熱檢測器，其引線與光電變換器連接；主體的頂端在光電變換器的位置上設有蓋子；主體在上端通孔相對應另一側設置有一個通透的長孔，孔長的一端安裝有與光電變換器連接的紅外發射管，紅外發射管與光纖連接，光纖穿透長孔與外面的控制單元上的紅外接收管連接。本發明采用直接接觸測量，有效隔離高、低電壓，又不影響開關設備基本結構，實現既準確、安全、可靠又方便地在線監測置于觸頭盒中的觸頭溫度。
文檔編號G01R31/327GK101034018SQ20071000855
公開日2007年9月12日 申請日期2007年2月6日 優先權日2007年2月6日
發明者陳津 申請人:陳津
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
