[发明专利]用于总线结构挠性连接器的温度监视器

说明书

技术领域

本发明涉及温度监视器，并且更具体地涉及用于提供在跨相隔离 式电总线导体的挠性连接的预定位置处进行的温度测量的温度监视 器。

背景技术

大型工业电磁机器、诸如用在发电站的大型发电机以极高的能量 水平运行。例如，大型蒸汽动力发电机可能以20000V AC量级的电压 和20000A AC量级的电流运行。来自发电机的电功率一般通过功率导 体结构而被运送到高电位升压变压器，该功率导体结构包括三个彼此 隔离并且通常公知为相隔离式(isolated phase)或等相(isophase) 总线结构的大的铜总线结构。每个等相总线结构包括沿总线结构以相 间隔的间距定位的由挠性铜带形成的挠性连接。例如，可以存在沿总 线结构每隔六到二十英尺定位的挠性带连接。这些挠性连接一般包括 具有相对末端的多个重型挠性铜带，所述相对末端被螺栓固定到总线 结构的相邻定位的部分上的位置。挠性铜带适应可能由经由总线结构 传输的高电流引起的这些结构的热致膨胀。大型蒸汽动力单元可以针 对总线结构的相邻部分之间的每个挠性连接具有高达四十个挠性铜 带。

沿等相总线结构的温度变化诸如可能由通过总线结构所传导的功 率的变化引起，会造成挠性带的任一末端处的螺栓在总线结构膨胀和 收缩时松动。在挠性带和总线结构的相邻部分之间的界面处的松动连 接将导致松动的带中下降的电流，造成其余适当相连的带因为它们运 送松动的带的电流而温度上升，可能导致连接挠性带的螺栓的进一步 松动。

挠性带连接被密封在等相总线外壳中，该等相总线外壳包围总线 结构并且直径一般为30到60英寸。因而，挠性连接的观测被总线外 壳所阻碍，使得很难监视挠性连接的状况。总线结构的最终故障通常 突然发生而很少有或没有警报，原因在于仅利用牢固地在适当位置的 几个挠性带的操作可能足以避免或最小化跨挠性连接的电压降直到总 线结构的故障发生为止。尤其，如果带的故障发展到末端，则可能存 在大的电弧，其会爆裂等相总线结构在带故障位置处的部分。最终得 到的接地故障会使发电机跳闸。然而，电流会继续流过总线，提供能 量以支持电弧，直到发电机转子场中的大量能量已经衰退并被转换成 热量为止。用于维修这样的故障的更换件通常很难快速获得，以致总 线故障可能导致扩展的非计划断电。

已知的是提供一种用于测量等相总线上的挠性连接的温度的红外 监视装置。例如，这样的红外监视装置包括开放孔隙传感器(open aperture sensor)、诸如热电堆，其中孔隙的几何形状提供宽阔的视 场。仅孔隙的视场的小部分包括挠性带，并且视场的相对较大部分包 括总线外壳的内表面。因而，外壳的内表面的温度变化比挠性带具有 高得多的能量输出，所述外壳的内表面的温度变化比挠性带的温度的 甚至巨大的变化对监视设备的读数产生较大的影响。

在上述监视技术的可替代实施方式中，红外透镜位于孔隙处以使 传感器所见的视场变窄，并且因而限制对挠性带的区域的视场。尽管 红外透镜的添加对于使监视挠性带的视场变窄而言是有效的，但是仍 然存在与这种技术相关联的消极因素，包括红外透镜的成本显著增加 了系统的花费。另外，红外透镜通常具有波长带，其中在所述波长带 所述红外透镜不通过红外辐射，并且透镜提供暴露的光学表面，该暴 露的光学表面可能收集灰尘和/或尘埃从而由于经过透镜透射到传感 器的能量降低而造成错误的低温测量。而且，即使在添加红外透镜的 情况下，监视装置仍然只提供跨位于透镜的视场中的所有带所进行的 平均温度测量，而不是使能够实现处于连接中的各个带的温度测量。

发明内容

依据本发明的一个方面，提供一种用于监视结构上的多个位置的 温度监视器。温度监视器包括：传感器，用于接收指示与所述传感器 间隔的多个位置的温度的能量；位于所述传感器和所述多个位置之间 的第一构件，所述第一构件定义第一孔隙；以及位于所述传感器和所 述多个位置之间的第二构件，所述第二构件定义第二孔隙。所述第一 构件和第二构件中的至少一个相对于所述第一构件和第二构件中的另 一个可移动以产生所述第一孔隙和第二孔隙之间的相对移动。所述第 一孔隙和第二孔隙之间的所述相对移动提供所述传感器和所述多个位 置的至少第一位置之间的无阻碍第一视线，以允许所述传感器接收指 示所述第一位置的温度的能量。