用于架空輸電線路的在線測溫裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于架空輸電線路在線測溫的測溫裝置，包括架空導線和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括外殼、測溫傳感器、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置、電路板和支撐腳架，所述外殼與支撐腳架一體連接，所述測溫傳感器的一端、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置和電路板由導線依次連接，所述測溫傳感器的另一端穿過空心環(huán)的內(nèi)環(huán)的環(huán)壁貼于架空導線的外表面，具有測溫結(jié)果準確等優(yōu)點。
【專利說明】用于架空輸電線路的在線測溫裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種架空輸電線路技術(shù)，特別涉及一種用于架空輸電線路的在線測溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力領(lǐng)域，高壓架空導線的最高允許運行溫度是影響架空線路輸電能力的重要因素。我國現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程規(guī)定高壓架空導線(鋼芯鋁絞線)的最高允許運行溫度是70°C，而導線實際長期運行所能允許的溫度要高于70°C。目前提高壓架空輸電線路輸電能力的方法主要有兩種:靜態(tài)提溫增容技術(shù)和動態(tài)增容技術(shù)。其中靜態(tài)增容技術(shù)是突破現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，提高導線的最高允許運行溫度。動態(tài)增容技術(shù)則是在不突破現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程規(guī)定前提下，在輸電線路上安裝在線監(jiān)測裝置，對導線狀態(tài)和環(huán)境氣象條件等因素進行實時監(jiān)測，從而計算出任意時刻導線允許的最大載流量，充分利用線路客觀存在的隱性容量，提高輸電線路的輸送容量。
[0003]在電力領(lǐng)域，針對提高現(xiàn)有輸電線路輸電能力的技術(shù)研究主要集中在動態(tài)增容方面。目前，國內(nèi)外各研究機構(gòu)在架空導線動態(tài)增容技術(shù)方面的研究成果主要提出了一些動態(tài)增容模型，包括基于氣候模型、溫度模型、張力模型以及熱路模型等。以上這些模型技術(shù)若要在實際運行線路中得到應用的提前條件是，需要在線測溫設備。因此，在線測溫設備對于動態(tài)增容技術(shù)來說是必不可少的。然而，由于高壓輸電線路周圍空間上存在比較強的電磁場，以及受周圍環(huán)境因素變化的影響，這就可能影響在線監(jiān)測的準確性，可靠性和穩(wěn)定性。
[0004]目前市場上使用的在線測溫設備將相關(guān)測量儀器置于一個球形的裝置中，將球形裝置裝夾在導線上，使導線穿過球心；在裝置內(nèi)部，測溫探頭與導線接觸進行測溫。利用金屬材質(zhì)的球形裝置對外部電磁場進行屏蔽。此種裝置的缺點在于，測溫部分處于封閉的裝置內(nèi)部，散熱條件與外部線路真實的散熱條件存在較大差異，所測溫度數(shù)據(jù)不能反映線路的真實情況。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種用于架空輸電線路的在線測溫裝置，該測溫裝置結(jié)構(gòu)簡單。
[0006]本實用新型的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種實現(xiàn)用于架空輸電線路的在線測溫裝置的測溫方法，該測溫方法能夠讓在線測溫裝置在強電磁場下準確測量導線的真實溫度。
[0007]本實用新型的首要目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):用于架空輸電線路在線測溫的測溫裝置，包括架空導線和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括外殼、測溫傳感器、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置、電路板和支撐腳架，所述外殼為空心環(huán)，所述空心環(huán)的橫截面為圓角矩形，所述測溫傳感器的一端、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置和電路板均固定于空心環(huán)的腔體內(nèi)，所述外殼與支撐腳架一體連接，所述測溫傳感器、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置和電路板由導線依次連接，所述空心環(huán)用于屏蔽監(jiān)測裝置內(nèi)部的電磁場，所述測溫裝置的另一端穿過空心環(huán)的內(nèi)環(huán)的環(huán)壁貼于架空導線的外表面。
[0008]還包括橡膠圈，所述橡膠圈鑲嵌于支撐腳架和架空導線之間，所述橡膠圈用于將測溫裝置緊固在架空導線上，所述架空導線被包夾于橡膠圈中，所述橡膠圈嵌套在支撐腳架上；所述支撐架腳有3個，撐腳架兩兩之間的截面夾角為120度，以形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)軸心周圍內(nèi)部與裝置外部的空氣對流。
[0009]所述測溫傳感器為熱電阻溫度傳感器，所述熱電阻溫度傳感器具有測溫探頭，所述測溫探頭通過彈性裝置緊貼于架空導線的外表面，所述架空導線為電線。
[0010]所述彈性裝置為彈簧，所述測溫傳感器所測量的溫度為架空導線的表面溫度，所述外殼和支撐腳架的材料為鋁合金。
[0011]把所述空心環(huán)分成第一部分、第二部分、第三部分和第四部分這四個部分，所述第一部分和第三部分通過螺釘和定位銷連成一體，形成左半環(huán)；所述第二部分和第四部分通過螺釘和定位銷連成一體，形成右半環(huán)；所述左半環(huán)和右半環(huán)通過開啟與閉合結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動連接，所述開啟與閉合結(jié)構(gòu)為蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，所述開啟與閉合結(jié)與外殼之間具有連接件。
[0012]所述開啟與閉合結(jié)構(gòu)用于左半環(huán)與右半環(huán)的開啟和閉合，所述開啟與閉合結(jié)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)工具旋動，所述旋轉(zhuǎn)工具為正六角金屬螺桿。
[0013]本在線測溫裝置的空心環(huán)的環(huán)中心部分除用于使該裝置夾緊于導線上的支撐腳架外，沒有任何遮擋物，以方便監(jiān)測裝置外部空氣和內(nèi)部空氣的流通；架空導線除了與支撐腳架以及測溫裝置有接觸外，其余部分均暴露在流通空氣中，模擬架空導線的真實工作情況，以保證所測導線溫度準確反映架空線路的真實溫度情況。
[0014]測溫傳感器的測溫探頭通過彈簧裝置與導線表面緊密接觸。
[0015]本實用新型的另一目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):應用于所述的用于架空輸電線路在線測溫裝置的測溫方法，包括以下步驟:
[0016]步驟1、用所述旋轉(zhuǎn)工具旋動開啟與閉合結(jié)構(gòu)，開啟測溫裝置的左半環(huán)和右半環(huán)；
[0017]步驟2、當架空導線穿過空心環(huán)的軸心后，用旋轉(zhuǎn)工具旋動開啟與閉合結(jié)構(gòu)，閉合測溫裝置的左半環(huán)和右半環(huán)，使橡膠圈固定在架空導線上；以保證測溫裝置的密封性；鎖緊測溫裝置的同時，測溫傳感器通過彈簧裝置的彈性作用貼于架空導線的外表面上；以保證測溫的可靠性。
[0018]步驟3、所述測溫傳感器所測得的溫度數(shù)據(jù)通過通信裝置，以無線通信方式發(fā)送給數(shù)據(jù)接收站，從而實現(xiàn)對架空導線溫度準確和可靠的在線監(jiān)測。
[0019]本測溫方法中，在線測溫裝置緊夾在架空導線上，而測溫裝置由于設計成中心部分是支撐腳架的結(jié)構(gòu)，使得測溫裝置所測架空導線部分的空氣對流情況與裝置外部周圍導線的空氣對流情況相一致，即反映了架空導線真實的環(huán)境條件，從而保證了測溫結(jié)果的準確性；本實用新型的在線測溫裝置緊夾在架空導線上，由于導線通過導電橡膠與測溫裝置相連，整個裝置與導線處于等電位狀態(tài)，此時裝置整體在外表面上各點電勢相同，裝置體表面任意兩點的電勢差為零，整個裝置形成一個等勢體，使裝置內(nèi)部電場處處為零，即形成內(nèi)部無電場空間；而穿過裝置的磁通絕大部分從取能鐵芯穿過，屏蔽了內(nèi)部空間的磁場，從而起到電磁屏蔽的作用；測溫傳感器的測溫探頭利用彈簧裝置的彈力與導線表面緊密接觸，保證能夠測得導線溫度數(shù)據(jù)。處于測溫裝置內(nèi)部的架空導線除了兩端被裝置的支撐腳架包夾緊固連接外，其余部分都暴露與空氣中，而測溫裝置的三個支撐腳架結(jié)構(gòu)保證了空氣的流通，即使得處于測溫裝置內(nèi)部架空導線與外部的架空導線的空氣對流情況一致，從而確保測溫裝置內(nèi)部測溫傳感器所測架空導線的溫度更接近于導線的真實表面溫度，即使得所測導線表面溫度更加準確。
[0020]本實用新型的工作原理:架空導線輸送的高壓交流電會在周圍空間形成強電磁場，在線監(jiān)測技術(shù)中通常包含供電電源模塊、測溫模塊和通信模塊等電子元件，這些電子元件暴露在強電磁場下工作，會影響其正常工作性能，甚至出現(xiàn)嚴重錯誤結(jié)果。本實用新型的在線測溫裝置是一個環(huán)狀的外形設備，形成整體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在電磁場下是一個等勢體，設備外表面各處電勢相等，從而使得內(nèi)部空間沒有電場的存在，即屏蔽了外部電場；而穿過設備內(nèi)部的磁通基本集中于設備內(nèi)部供電模塊中用于取能的鐵芯中，使得設備內(nèi)部磁場變得很小，這樣各儀器設備就能夠不受強電磁場干擾而正常工作。在線測溫裝置緊夾于架空導線上，由于導線通過導電橡膠與測溫裝置相連，整個空心環(huán)與導線處于等電位狀態(tài)，此時裝置整體在外表面上各點電勢相同，裝置體表面任意兩點的電勢差為零，整個裝置形成一個等勢體，使裝置內(nèi)部電場出處為零，即形成內(nèi)部無電場空間；而穿過裝置的磁通絕大部分從取能鐵芯穿過，屏蔽了內(nèi)部空間的磁場，從而起到電磁屏蔽的作用；測溫探頭通過彈簧裝置的彈性作用與導線表面緊密接觸，保證能夠測得導線溫度數(shù)據(jù)。處于測溫裝置內(nèi)部的架空導線除了兩端被裝置的支撐腳架包夾緊固連接外，其余部分都暴露與空氣中，而測溫裝置的三個支撐腳架結(jié)構(gòu)保證了空氣的流通，即使得處于測溫裝置內(nèi)部架空導線與外部的架空導線的空氣對流情況一致，從而確保測溫裝置內(nèi)部測溫傳感器所測架空導線的溫度更接近于導線的真實表面溫度，即使得所測導線表面溫度更加準確。
[0021]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0022](I)電磁屏蔽效果良好同時，本實用新型的測溫裝置的外殼為空心環(huán)，對于屏蔽掉在線測溫裝置外部的強電磁場干擾有著顯著效果。
[0023](2)測量結(jié)果準確可靠；在強電磁場下，由于空心環(huán)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)能夠有效的屏蔽掉在線測溫裝置外部的電磁場對測 溫裝置內(nèi)部測溫電路的電磁干擾，使得空心環(huán)內(nèi)部的元件能夠正常工作而空心環(huán)外部電磁場的影響，從而使本實用新型的在線測溫裝置能夠準確地測量高壓架空導線的真實表面溫度，使在線測溫裝置所測得的數(shù)據(jù)能夠準確反映線路的真實情況。
[0024](3)結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠；本實用新型提出一種用于架空線在線監(jiān)測的測溫裝置，空心環(huán)的外形結(jié)構(gòu)簡單；裝置表面光滑無棱角等突出狀，裝夾在架空導線上，不會引起放電或雷擊等不良后果，安全可靠性高。
[0025](4)散熱效果好，性能穩(wěn)定可靠；本實用新型的測溫裝置，材料為鋁合金，質(zhì)輕，同時散熱性能好，能保證內(nèi)部元件工作環(huán)境溫度不會過高，使本在線測溫裝置的性能穩(wěn)定可
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有的球狀在線測溫設備外形示意圖，圖中:I表示球狀在線測溫設備，2表示架空輸電線路上的導線。[0027]圖2是環(huán)狀在線測溫裝置外殼結(jié)構(gòu)的截面圖示意圖。
[0028]圖3是環(huán)狀在線測溫裝置外殼底部開閉結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖4是環(huán)狀在線測溫裝置外殼結(jié)構(gòu)的剖面圖示意圖。
[0030]圖5是環(huán)狀在線測溫裝置外殼四分之一結(jié)構(gòu)的三維立體示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0032]實施例
[0033]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的在線測溫設備將測量儀器置于一個球狀在線測溫設備I中，將球狀在線測溫設備I夾在導線2上，使導線2穿過球狀在線測溫設備I的球心；在球狀在線測溫設備I內(nèi)部，測溫探頭與導線2接觸進行測溫。利用金屬材質(zhì)的球狀在線測溫設備I對外部電磁場進行屏蔽；此種裝置的缺點在于，測溫部分處于封閉的裝置內(nèi)部，散熱條件與外部線路真實的散熱條件存在較大差異，所測溫度數(shù)據(jù)不能反映線路的真實情況。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型采用了一種環(huán)狀的在線測溫設備，具體的實現(xiàn)方案如下:
[0034]用于架空輸電線路在線測溫的測溫裝置，包括架空導線和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括外殼、測溫傳感器、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置、電路板和支撐腳架，所述外殼為空心環(huán)，所述空心環(huán)的橫截面為圓角矩形，所述測溫裝置的一端、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置和電路板均固定于空心環(huán)的腔體內(nèi)，所述外殼與支撐腳架一體連接，所述測溫傳感器、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置和電路板由導線依次連接，所述空心環(huán)用于屏蔽監(jiān)測裝置內(nèi)部的電磁場，所述測溫傳感器的另一端穿過空心環(huán)的內(nèi)環(huán)的環(huán)壁貼于架空導線的外表面。
[0035]還包括橡膠圈，所述橡膠圈鑲嵌于支撐腳架和架空導線之間，所述橡膠圈用于將測溫裝置緊固在架空導線上，所述架空導線被包夾于橡膠圈中，所述橡膠圈嵌套在支撐腳架上；所述支撐架腳有3個，撐腳架兩兩之間的截面夾角為120度，以形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)軸心周圍內(nèi)部與裝置外部的空氣對流。
[0036]所述測溫傳感器為熱電阻溫度傳感器，所述熱電阻溫度傳感器具有測溫探頭，所述測溫探頭通過彈性裝置緊貼于架空導線的外表面，所述架空導線為電線。
[0037]所述彈性裝置為彈簧，所述測溫傳感器所測量的溫度為架空導線的表面溫度，所述外殼和支撐腳架的材料為鋁合金。
[0038]如圖3所示，把所述空心環(huán)分成第一部分A、第二部分B、第三部分C和第四部分D這四個部分，所述第一部分A和第三部分C通過螺釘和定位銷連成一體，形成左半環(huán)；所述第二部分B和第四部分D通過螺釘和定位銷連成一體，形成右半環(huán)；所述左半環(huán)和右半環(huán)通過開啟與閉合結(jié)構(gòu)h轉(zhuǎn)動連接，所述開啟與閉合結(jié)構(gòu)h為蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)。所述開啟與閉合結(jié)構(gòu)h用于左半環(huán)與右半環(huán)的開啟和閉合，所述開啟與閉合結(jié)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)工具旋動，使架空導線能夠穿過空心環(huán)，以方便在線測溫裝置緊夾于架空導線上，同時保證空心環(huán)閉合后的密封性。
[0039]所述旋轉(zhuǎn)工具為正六角金屬螺桿。
[0040]如圖2所示，a為在線監(jiān)測裝置的外殼；b為測溫探頭；c為與外界相連通的空氣層；d為支撐腳架，三個支撐腳架兩兩之間的夾角為120°角；e為架空導線；f為橡膠圈，g表示在線測溫裝置的頂部；h為在線測溫裝置底部的開啟與閉合結(jié)構(gòu)，利用六角螺桿實現(xiàn)在裝置頂部的開啟和閉合；如圖3所示，j表示開啟與閉合結(jié)構(gòu)h與外殼a之間的連接件，空心環(huán)由A、B、C和D這四個部分組成；如圖4和圖5所示，①為空心環(huán)體腔體內(nèi)部的圓角矩形凹槽，所述圓角矩形凹槽用于放置取能鐵芯、測溫傳感器、電源裝置、通信裝置和電路板，②表示空心環(huán)的外壁，所述空心環(huán)外壁的材料為鋁合金。
[0041]如圖5所示，為在線測溫設備的外殼的四分之一結(jié)構(gòu)的三維立體示意圖，在線測溫設備的外殼的第一部分A、第二部分B、第三部分C和第四部分D這四個部分的結(jié)構(gòu)完全相同。
[0042]架空導線從環(huán)狀體的軸心位置穿過，測溫裝置的測溫探頭穿過環(huán)狀體的外壁，與導線的表面緊密接觸，實現(xiàn)對架空導線表面溫度的實時監(jiān)測；如圖4所示，除了套在支撐腳架上的橡膠圈和測溫探頭與穿過在線測溫裝置的架空導線緊密接觸之外，架空導線的其余部分均暴露在流通空氣中，使在線測溫裝置所測量的架空導線的溫度接近于線路的真實溫度。
[0043]在線測溫裝置采用在線取能的方式，為本在線測溫裝置提供電源，由取能鐵芯將導線周圍電磁場轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋撨^程中取能鐵芯相當于變壓器，經(jīng)過電源裝置的電路板為測溫及通信裝置提供穩(wěn)定的供電電源；測溫儀器測得的數(shù)據(jù)，通過通信裝置發(fā)射出去，由監(jiān)控中心接收數(shù)據(jù)后進行后臺數(shù)據(jù)處理，這樣就完成了對導線溫度的實時監(jiān)測。
[0044]由于支撐腳架為金屬材質(zhì)，如果與導線直接接觸會對導線造成磨損，所以支撐腳架中間套著橡膠圈，導線穿過橡膠圈中心，使得裝置能夠夾緊在導線上，橡膠圈同時起到導線與裝置之間的緊固作用。這樣，由本實用新型提供的方法所測得的導線溫度能夠更真實的反映線路的真實情況，同時空心環(huán)的環(huán)狀外殼對測溫裝置及其他相關(guān)儀器設備具有良好的電磁屏蔽作用。架空導線輸送的高壓交流電會在周圍空間形成強電磁場，在線監(jiān)測技術(shù)中通常包含供電電源模塊、測溫模塊和通信模塊等電子元件，這些電子元件暴露在強電磁場下工作，會影響其正常工作性能，甚至出現(xiàn)嚴重錯誤結(jié)果。本實用新型的在線測溫裝置是一個空心環(huán)的外殼，形成整體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在電磁場下是一個等勢體，空心環(huán)外表面各處電勢相等，設備表面任意兩點之間電勢差為零，從而使得空心環(huán)的內(nèi)部空間沒有電場的存在，即屏蔽了外部電場；而穿過設備內(nèi)部的磁力線基本集中于設備內(nèi)部供電模塊中用于取能的鐵芯中，因此，設備內(nèi)部磁場變得很小，使得本在線測溫裝置中的各個電子儀器就能夠不受強電磁場干擾而正常工作。
[0045]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于架空輸電線路在線測溫的測溫裝置，包括架空導線和監(jiān)測裝置，其特征在于，所述監(jiān)測裝置包括外殼、測溫傳感器、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置、電路板和支撐腳架，所述外殼為空心環(huán)，所述空心環(huán)的橫截面為圓角矩形，所述測溫裝置的一端、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置和電路板均固定于空心環(huán)的腔體內(nèi)，所述外殼與支撐腳架一體連接，所述測溫傳感器的一端、電源裝置、取能鐵芯、通信裝置和電路板由導線依次連接，所述測溫傳感器的另一端穿過空心環(huán)的內(nèi)環(huán)的環(huán)壁貼于架空導線的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測溫裝置，其特征在于，還包括橡膠圈，所述橡膠圈鑲嵌于支撐腳架和架空導線之間；所述支撐架腳有3個，所述支撐腳架兩兩之間的截面夾角為120度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測溫裝置，其特征在于，所述測溫傳感器為熱電阻溫度傳感器，所述熱電阻溫度傳感器具有測溫探頭，所述測溫探頭通過彈性裝置貼于架空導線的外表面，所述架空導線為電線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測溫裝置，其特征在于，所述彈性裝置為彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測溫裝置，其特征在于，還包括開啟與閉合結(jié)構(gòu)為蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，所述開啟與閉合結(jié)與外殼之間具有連接件。
【文檔編號】G01K7/16GK203432707SQ201320540240
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】劉剛, 劉志陸 申請人:華南理工大學