[发明专利]一种防止高寒地区SF6断路器灭弧介质液化的智能温控系统

说明书

一种防止高寒地区SF6断路器灭弧介质液化的智能温控系统，涉及高压电气领域。本发明旨在有效提升SF6断路器灭弧室灭弧介质温度和操动机构工作环境温度，该系统由加热带单元、温度显示调节单元、温度采集传输单元、自具能电源单元组成，温度采集传输单元将灭弧室及断路器横梁箱温度数据以无线的形式传输至温度显示调节单元，同时温度显示调节单元将数据比对处理，驱动后续加热带电路对灭弧室和断路器横梁箱内温度进行调整，该系统形成了闭环控制，有效提升SF6断路器灭弧室灭弧介质温度和操动机构工作环境温度，提高断路器工作稳定性。

技术领域

本发明涉及电气领域，主要为一种防止高寒地区SF6断路器灭弧介质液化的智能温控系统。

技术背景

SF6 气体由于其优异的绝缘、灭弧性能及较高的耐电强度而被广泛应用于高电压设备中。我国幅员辽阔、南北地区温差大，在一些霜冻频繁的高寒地区，冬季部分地区最低温度可达-40℃，有些地区甚至可达-50℃，SF6气体的液化温度较高，限制了其在高寒地区的应用，如0.1 MPa和0.6 MPa时SF6气体的液化温度分别约为-64℃和-25℃,SF6出现液化现象，灭弧室内气体压力降低，这时SF6灭弧能力和绝缘水平明显下降，造成断路器的绝缘性能和开断能力下降，严重时导致断路器不能正常操作，影响电网安全运行。开展高寒地区SF6断路器灭弧介质液化问题的技术研究，可以减少由于温度降低引起SF6气体液化导致的断路器闭锁或是开断失败造成的大面积停电事故的概率，提高线路运行可靠性。

目前国内高寒地区主要采用外部伴热带加热结构为断路器加热，但是由于断路器的结构问题，采用的加热带安装位置距离灭弧室比较远，热利用率不高并且断路器内部无温度采集单元不能准确的监测灭弧室介质温度，灭弧室温度控制效果不佳，温差过大，没有精确的温控系统等问题，这也是传统加热结构不能很好解决高寒地区SF6断路器灭弧介质液化问题的主要原因，本设计尝试新的思路，设计全面的温控系统及有效的加热结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防止高寒地区SF6断路器灭弧介质液化的智能温控系统；搭建有效的高寒地区SF6断路器灭弧室加热结构；设计具有可观可控功能的温度操控系统，通过对初始温度的设定，自动投切加热结构，有效防止断路器灭弧介质出现液化。

本发明的技术内容是：

在高压断路器的灭弧室顶部内壁、支柱绝缘子内腔顶部、断路器横梁箱均设计有加热带，灭弧室顶部加热带以片状紧贴于灭弧室顶部内壁，灭弧室顶盖外壁包裹隔热层，支柱绝缘子顶部加热带位于支柱绝缘子内腔顶部，操动机构外箱加热带包裹在断路器横梁箱外侧；灭弧室顶部加热带由自具能电源单元直接从高压母线取能，支柱绝缘子顶部与操动机构横梁加热带由近地端电源供电，支柱绝缘子顶部加热带供电线从支柱绝缘子内部经过与近地电源连接；加热带以硅橡胶为载体与断路器紧密贴合，提高其工作效率；

该智能温控系统主要由温度采集传输单元、温度显示调节单元、加热带单元和自具能电源单元组成。温度采集传输单元采集温度并将温度数据无线发送到温度显示调节单元进行温度显示。同时，温度显示调节单元对接收到的数据进行分析处理并与预设温度范围进行比较，然后根据实际情况驱动后续加热带单元对断路器气室内部温度进行调节，形成温度测控的闭环结构，提升温度系统的可靠性和稳定性。

温度采集传输单元由温度采集器、微处理器、无线发射器、电源组成。电源为温度传感器和微处理器供能，温度采集器采集断路器温度并输出温度数据到微处理器进行处理，然后经无线发射器发出，利用无线接收器收集温度数据至温度显示调节单元进行数据的显示和分析比较，然后进行后续电路驱动；温度显示调节单元主要的目的是更好地显示断路器气室内部的温度，并且对断路器气室内部温度进行有效调节，所以温度显示部分要求有良好的人机交互功能和视觉效果，遇到紧急情况可以发出明显的报警信号以便工作人员察觉。该单元设计有温度直观显示的显示屏，通过简单的按键调节即可对温度进行设定，操作简便。