一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，包括空心圆柱体、柔性压力传感器、数据采集器和移动终端；所述柔性压力传感器粘附在空心圆柱体外侧圆周面，移动终端用于接收数据采集器无线发射的数据信号。本发明专利技术能够实时监测梅花触头接触压力的大小，柔性压力传感器能完全贴合到曲面形状上，且耐高温、绝缘性能好，适应高压开关柜内的高温高压环境。数据采集器就地采集数据，然后通过无线传输方式将信号传递给移动终端，避免了有线传输方式在高压开关柜内爬电的情况。移动终端能够分析、显示各个数据采集器发送来的数据，并提供声光报警功能。运维人员能够实时掌控梅花触头的接触状态，从而避免严重缺陷或故障的发生。

An on-line monitoring device for contact pressure of plum contacts in high voltage switchgear

【技术实现步骤摘要】
一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置
本专利技术涉及电力设备状态监测
，具体地，涉及一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置。
技术介绍
高压开关柜是电力系统中十分重要的电气设备，起着控制电路与保护电路的作用，广泛应用于10kV至35kV的输配电系统中。开关柜中的梅花触头是指一次动触头，为主要的载流部件。当开关柜在工作位置时，梅花触头插接到圆柱型的静触头上，依靠环形弹簧的弹力使梅花触头的触片与静触头保持接触压力。在负荷电流的长期作用下，环形弹簧由于发热易发生变形软化，使弹力减弱，引起触头接触压力减小。接触压力的减小将使回路电阻增大，使发热进一步增加，弹簧弹力进一步减小，从而形成恶性循环。严重时，将造成触头烧损、引发故障停电，给电力系统的安全运行造成巨大威胁。因此如何在线测量梅花触头接触压力成为一个亟待解决的问题。目前，高压开关柜梅花触头接触压力主要是利用模拟静触头法进行离线测量。其基本原理为：制造出同静触头样式相似的模拟工装，在模拟工装中嵌入测力传感器，把模拟工装推入梅花触头中，然后通过测量电路测出接触压力的大小。其中的核心元件为电阻应变式传感器，电阻应变片将弹性体受力产生的形变转换成自身电阻值的变化，再通过测量电路转化为电压变化，从而计算出力的大小。当前的测试方法有以下几个问题：（1）只能在停电条件下且开关柜手车拉出时测量，无法实现在线监测；（2）将模拟工装推入梅花触头的过程存在较大的不确定性，推入角度的偏差将带来测量结果的变化；（3）每次只能测量一个梅花触头，且试验人员将模拟工装推入梅花触头的过程需要克服较大的摩擦阻力，费时费力，造成测试效率低下。因此，亟需提供一种解决上述问题的高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，以实现梅花触头接触压力的在线监测，从而能实时掌控梅花触头的接触状态，达到提升高压开关柜运行可靠性的目的。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，包括空心圆柱体、柔性压力传感器、数据采集器和移动终端；所述柔性压力传感器粘附在空心圆柱体外侧圆周面，所述数据采集器位于空心圆柱体内部，所述移动终端用于接收数据采集器无线发射的数据信号。作为本专利技术的进一步改进，所述空心圆柱体的外径略大于高压开关柜的静触头的内径，利用热装法使空心圆柱体与静触头之间形成过盈配合；所述空心圆柱体的材质与静触头相同，均采用T紫铜制成；所述空心圆柱体的外表面涂有耐高温绝缘漆；所述空心圆柱体侧面开设有一个贯穿的通孔。作为本专利技术的进一步改进，所述柔性压力传感器包括依次覆合的上柔性基底、上电极层、纳米压力敏感层、下电极层和下柔性基底，一端与上电极层电连接的上电极引出线，以及一端与下电极层电连接的下电极引出线；所述上电极引出线的另一端和下电极引出线的另一端穿过通孔后与数据采集器电连接。作为本专利技术的进一步改进，所述柔性压力传感器的下柔性基底采用环氧树脂胶粘贴在空心圆柱体外侧圆周面上，使柔性压力传感器固定在空心圆柱体外侧。作为本专利技术的进一步改进，所述上柔性基底和下柔性基底均采用聚亚酰胺薄膜。作为本专利技术的进一步改进，所述上电极层和下电极层均采用导电银浆制成，各自覆盖在相对应的柔性基底内表面。作为本专利技术的进一步改进，所述上电极引出线和下电极引出线均为银线芯，银线芯的外层包覆有聚亚酰胺保护套。作为本专利技术的进一步改进，所述数据采集器包括信号放大模块、模数转换模块、无线发射模块和电源模块；所述信号放大模块的输入端连接上电极引出线和下电极引出线，所述信号放大模块的输出端连接模数转换模块的输入端，模数转换模块的输出端连接无线发射模块的输入端，无线发射模块通过4G或5G网络将采集到的数据发送出去；所述电源模块分别与信号放大模块、模数转换模块、无线发射模块电连接。作为本专利技术的进一步改进，所述数据采集器由环氧树脂外壳包裹，固定于空心圆柱体的内表面上。作为本专利技术的进一步改进，所述移动终端包括无线接收模块、数模转换模块、主控制模块、数据存储模块、触摸显示模块、声光报警模块和电源模块；无线接收模块的输入端接收数据采集器的无线发射模块发来的信号，无线接收模块的输出端连接数模转换模块的输入端，数模转换模块的输出端连接主控制模块；主控制模块分别与数模转换模块、触摸显示模块、声光报警模块和数据存储模块相连；电源模块分别与无线接收模块、数模转换模块、主控制模块、数据存储模块、触摸显示模块和声光报警模块电连接，为各模块供电。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益效果如下：本专利技术提供了一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，能够实时监测梅花触头接触压力的大小。柔性压力传感器能完全贴合到曲面形状上，且耐高温、绝缘性能好，适应高压开关柜内的高温高压环境。数据采集器就地采集数据，然后通过无线传输方式将信号传递给移动终端，避免了有线传输方式在高压开关柜内造成“爬电”的可能。移动终端能够分析、显示各个数据采集器发送来的数据，并提供声光报警功能。运维人员能够实时掌控梅花触头的接触状态，从而避免严重缺陷或故障的发生。附图说明图1是动触头与静触头的结构示意图。图2是本专利技术柔性压力传感器层间结构示意图。图3是本专利技术空心圆柱体与柔性压力传感器的结合示意图。图4是本专利技术所述静触头、空心圆柱体、柔性压力传感器、数据采集器组合到一起的结构示意图。图5是本专利技术所述数据采集器的原理图。图6是本专利技术所述移动终端的原理图。其中，1动触臂、2静触头、3触片、4环形弹簧、5环形栅、11上柔性基底、12下柔性基底、13上电极层、14下电极层、15纳米压力敏感层、16上电极引出线、17下电极引出线、18空心圆柱体、19柔性压力传感器、20通孔、21数据采集器。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，其特征在于：包括空心圆柱体（18）、柔性压力传感器（19）、数据采集器（21）和移动终端；/n所述柔性压力传感器（19）粘附在空心圆柱体（18）外侧圆周面，所述数据采集器（21）位于空心圆柱体（18）内部，所述移动终端用于接收数据采集器（21）无线发射的数据信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，其特征在于：包括空心圆柱体（18）、柔性压力传感器（19）、数据采集器（21）和移动终端；
所述柔性压力传感器（19）粘附在空心圆柱体（18）外侧圆周面，所述数据采集器（21）位于空心圆柱体（18）内部，所述移动终端用于接收数据采集器（21）无线发射的数据信号。


2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，其特征在于：所述空心圆柱体（18）的外径大于高压开关柜的静触头（2）的内径，利用热装法使空心圆柱体（18）与静触头（2）之间形成过盈配合；
所述空心圆柱体（18）的材质与静触头（2）相同，均采用T2紫铜制成；
所述空心圆柱体（18）的外表面涂有耐高温绝缘漆；
所述空心圆柱体（18）侧面开设有一个贯穿的通孔（20）。


3.根据权利要求2所述的一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，其特征在于：所述柔性压力传感器（19）包括依次覆合的上柔性基底（11）、上电极层（13）、纳米压力敏感层（15）、下电极层（14）和下柔性基底（12），一端与上电极层（13）电连接的上电极引出线（16），以及一端与下电极层（14）电连接的下电极引出线（17）；
所述上电极引出线（16）的另一端和下电极引出线（17）的另一端穿过通孔（20）后与数据采集器（21）电连接。


4.根据权利要求3所述的一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，其特征在于：所述柔性压力传感器（19）的下柔性基底（12）采用环氧树脂胶粘贴在空心圆柱体（18）外侧圆周面上，使柔性压力传感器（19）固定在空心圆柱体（18）外侧。


5.根据权利要求4所述的一种高压开关柜梅花触头接触压力在线监测装置，其特征在于：所述上柔性基底（11）和下柔性基底（12）均采用聚亚酰胺薄膜。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：董驰，李晓峰，夏彦卫，陈志勇，顾朝敏，李天辉，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13