[发明专利]一种直接接触测量高电压物体温度的传感器

说明书

本发明涉及一种直接接触测量高电压物体温度的传感器，括高分子绝缘体、绝缘导热陶瓷体、热电转换元件、接地屏蔽套、电信号导线以及金属导热层；绝缘导热陶瓷体位于高分子绝缘体中，且设有热电转换元件，绝缘导热陶瓷体与热电转换元件的接触面涂覆有导电层，接地屏蔽套与导电层连接，电信号导线与热电转换元件连接；绝缘导热陶瓷体的一端设有金属导热层，绝缘导热陶瓷体位于高分子绝缘体的内部一端，金属导热层外围形成有均压屏蔽罩。本发明提供的直接接触测量高电压物体温度的传感器具有承受高电压能力，克服了现有技术存在的绝缘水平不高，传感器与高电压被测物体连接部位容易因高压场强产生电晕、闪络等放电现象的问题。

技术领域

本发明涉及传感器，具体是一种在高电压状态下直接接触测量高电压物体温度的传感器。

背景技术

在高压电器设备中要持续检测带高电压物体的温度，必须解决温度传感器长期运行中的绝缘问题；现有的温度传感器以测量时跟被测物体的是否接触来分类，可分为直接接触测量和非直接接触测量；非直接接触测量的方法，不存在绝缘的问题，如红外线测量，但红外测量的仪器成本很高，如要持续检测，成本会更高；直接接触测量又分为有线信号传输和无线信号传输；无线信号传输的方法是温度传感器及其信号转换电路、发送电路直接安装在被测带电物体上，温度测量信号由其发送电路通过无线电信号传输，这种方式避免为安装温度传感器后带来的绝缘问题，安装温度传感器后的高压带电物体的绝缘水平与未装差别不大，这种无线温度传感器的主要弱点是受微电子元件寿命的影响，使用寿命难以超过十年，而且一旦出现故障，必须停电检修，在电力系统中，停电检修意味着要付出一定的代价；直接接触测量的有线信号传输方法分金属导线传输和光纤传输；用金属导线传输信号的方法，测量精度高，成本较低，但要解决因为热电转换传感元件及信号线相对被测物体是低电位所带来的绝缘问题，特别是用于电力系统中长时间持续工作时的绝缘问题；用光纤传输信号的方法是以光热转换传感元件为信号探测元件，光纤为信号传输元件，也有以光纤同时为光热转换零件和信号传输元件的方法，用光纤传输；这类方法都需要对光信号进行解调，成本高昂。

在电力系统中，要求高压元器件必须承受比实际正常运行电压高数信的试验电压，称之为短时耐受电压，这种试验电压是用于评估元器件的绝缘水平，是否满足长期运行的要求，在10kV电压等级中，线路短时耐受电压为42kV(有效值)，时间为一分钟，同时要求高压对地的沿面绝缘距离，有机介质不小于240毫米，无机介质不小于100毫米；

专利号为ZL200420055437.7《高压温度传感器》描述了一种用耐高压陶瓷复合管，作为传感器探头绝缘保护的技术；CN201444084V《耐高压防击穿高压温度传感器》描述了一种将温度感应头及屏蔽套共同包封于感应头壳体内的温度传感器技术；ZL200420032229.5《高压温度传感器》描述了一种将信号导线的绝缘包裹与测量探头的绝缘体紧密连接以提高绝缘的技术。这三种结构如用于10kV电压水平的电网系统时，要求陶瓷复合管的长度大于100毫米以上。这种传感器尺寸在实际应用中就显得过大了。

专利号200610050793.3《中高压开关接触式温度传感器》描述了一种用陶瓷绝缘传热基座作为传感器探头绝缘保护的温度传感器，同上述专利号ZL200420055437.7一样，由于其金属屏蔽外壳是地电位，致使绝缘传热基座与高压物体机接触时，高压物体到金属屏蔽外壳的沿面距离要大于100mm以上，这样的尺寸在中高开关柜显得过大。

上述四种技术还有一个明显的不足是，作为直接接触测量高压物体的传感器其金属信号导线和热电转换元件均处于低电位，由于直接接触高电压物体，传感器跟被测物体接触的外表面处于被接触高电压物体等同的电压水平，这就使传感器内部电路跟传感器外部的电势差等同所处高电压场合的电压水平，由于包裹传感器内部电路的导热绝缘体厚度不可能做的较大，而使传感器的外表面电场强度过高，会在空气中产生放电现象，长时间的放电现象会损坏传感器和被测物体的绝缘。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种直接接触测量高电压物体温度的传感器，为实现上述目的本发明的具体方案如下：