高压带电导体上温度传感器的固定结构及其带电安装工具

摘要

本发明涉及高压带电导体上温度传感器的固定结构及其安装工具，属于高压带电导体的温度测量技术领域，该固定结构由外壳、磁性吸盘及支撑温度传感头的弹簧组成；磁性吸盘由吸盘本体及嵌固在该吸盘本体上的磁铁组成，外壳分成下部腔体和上部腔体，磁性固定吸盘设置在上部腔体内，在磁性吸盘的外缘设有能沿腔体内壁移动并固定的结构，弹簧设置在小腔体内；传感器的传感头放置在弹簧上端。安装工具由绝缘操作杆和安装托架组成，绝缘操作杆包括托架本体、万向节结构及锁紧机构；该托架本体为设置有一竖直凹槽，该凹槽内壁与所述固定结构的外壳外壁形状相适应。本发明具有安全、可靠、成本低的特点。

说明书

技术领域

本发明属于高压带电导体的温度测量技术领域，特别涉及用于高压导体温度测量的温度传感器的固定结构，也包括能够实现温度传感器带电安装和带电拆除的配套工具。

背景技术

在电力系统中，高压导体接头处经常由于接触不良而产生局部发热现象，这种局部过热严重时会把导体加热到融点温度，从而引发严重的停电事故。为了随时监测高压带电导体的发热情况，最直接的方法就是将温度传感器安装在可能的发热部位。但是带电的高压导体具有很大的危险性，而停电安装又会影响电力系统的正常运行，因此如何将传感器在带电的情况下安装上去并固定牢固成为一个难于解决的问题。现有的温度测量方法大都是基于红外线测温原理构成的，可以远距离测量高压带电体的温度，但是受环境因素的影响比较大，而且不易于进行实时测量和长期监视。而有些产品开始采用了直接把温度传感器安装在发热点的方法进行测量，具有准确性高的优点，但缺点是必须停电后才能安装和拆除温度传感器，难以实际应用。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种高压带电导体上温度传感器的固定结构及其带电安装和拆除工具，具有安全、可靠、成本低的特点。

本发明的特点及效果

本发明也可以用于其他一些特殊环境下的温度测量，例如在一些高温、高电压或者其他危险环境条件下，又需要经常安装和拆卸温度传感器的时候也可以采用本发明的技术解决问题。

附图说明

图1为本发明的传感器的固定装置总体结构及固定在高压导体下的示意图。

图2为本发明的固定装置的磁性吸盘结构示意图。

图3为本发明的安装工具结构示意图。

图4为本发明的安装工具与传感器配合使用方法示意图。

具体实施方式

本发明提出的高压带电导体上温度传感器的固定、带电安装及拆除方法结构附图及实施例详细说明如下：

本发明由两大部件构成，第一部件是温度传感器的固定结构，第二部件是带电安装与拆卸工具。

1、温度传感器固定结构

本发明的温度传感器固定结构如图1所示，由外壳1、磁性吸盘2及支撑温度传感头的弹簧6组成；所述磁性吸盘2由吸盘本体20及嵌固在该吸盘本体上的磁铁3组成，所述外壳1将其内部分割成下部具有底盖的腔体101和上部敞口的大腔体102和小腔体103，所述磁性固定吸盘2设置在上部的大腔体102内，在磁性吸盘的外缘设有能沿上部的大腔体内壁移动并与该内壁固定的结构，弹簧6设置在小腔体103内；传感器的传感头放置在弹簧上端，所述下部腔体用于安装传感器的温度测量电路和通讯电路。

上述温度传感器固定结构用于使传感器吸附于被测物体上(例如高压导体的接头等)，图中，两个导体由铁质固定螺钉5连接并固定，磁性吸盘上的磁铁3与螺钉5吸附固定；弹簧6压紧温度敏感元件7，使其紧密接触需要测量温度的目标物体4，为了适应不同被测温目标的螺母高度和表面情况，可以在现场通过调节磁性吸盘的高度来与不同高度的被测目标螺钉相配合，以保证温度传感头与被测物紧密接触，实现测量精度和响应速度。

所述外壳的形状不限，或采用圆柱形，或直径为上小下大的圆台柱，或多边形柱之中的一任种柱体，也可采用其它形状的外壳。

所述磁性吸盘形状可采用与该外壳上部大腔体相应的形状，例如，大腔体内截面为圆形，则吸盘可为相应的圆盘或部分圆盘；大腔体为多边形，则吸盘为相应的多边形或只要满足吸盘能在大腔体内移动并固定在所需高度即可。

本发明的磁性吸盘2的一种实施例结构如图2所示，四个相同的永磁圆柱体3(也可以采用一个或两个以上的永磁圆柱体，最好为偶数)对称嵌固在吸盘本体上。永磁圆柱体的剖面为台阶状，以利安装在吸盘本体上，也可采用梯形或者其它形状。其中，吸盘本体2由阻燃塑料制造；该永磁圆柱体可由高性能稀土永磁材料制成(如高性能钕铁硼磁铁)。吸盘本体的外缘设有外螺纹，可安装在外壳中设有内螺纹的上部大圆柱腔体内。图中5是被测物体上的铁质固定螺栓。通常在两段导体连接的位置都有若干个铁质固定螺栓用于紧固，而本发明的固定结构只需要将磁性吸盘吸附在任意一个位置合适的螺栓上即可把温度传感器固定在被测物体上。同时磁性吸盘的吸附力及合适高度，可以保证温度探头紧密接触被测物体，直接测量目标的温度。

2、安装工具

本发明的温度传感器固定结构主要用于测量常规方法难以接近的高电压、高温等特殊环境下的温度测量，依靠手工安装和拆卸是不可能的，因此必须要有配套的安装和拆卸工具。

本发明设计的安装(也可用于拆卸)工具由绝缘操作杆和与其相连接的安装托架组成；所述绝缘操作杆包括托架本体、与该托架本体相连的万向节结构及将万向节结构固定的锁紧机构；该托架本体为设置有一坚直凹槽，该凹槽内壁与所述固定结构的外壳外壁形状相适应。

根据固定结构外形的变化，托架本体的坚直凹槽也可以有多种形状，例如方形或者圆形等等。托架本体可为开有凹槽的实体，也可采用由带有凹槽的上下两块板及将该两块板连接成整体的侧板构成。

万向节是安装工具必不可少的部分，为了适合于不同安装位置的特殊角度和位置，万向节可以任意改变角度以便保证温度传感器的磁性吸盘能够从被吸附对象的法线方向接近并正确吸附。万向节自身必须有锁紧结构，以便调节方向后保持不变，并有一定的强度满足安装过程操作的需要。

本发明的绝缘操作杆采用常规的高压带电操作绝缘杆，长度根据不同电压等级(10kV~500kV)的需要确定，一般采用环氧树脂玻璃丝电工材料制成。

本发明的安装托架的托架本体采用耐高压、高温的环氧树脂电工绝缘板制作，也可以用其他符合要求的绝缘材料制作。

上述安装工具的一种实施例结构如图3所示，其中，安装托架9包括托架本体9和由万向节10、11、12，螺栓13、14组成的万向节结构，其中，螺栓13将万向节10和11固定锁紧；螺栓14将万向节11和12固定锁紧，万向节12上端通过螺钉与托架本体9下端相连；万向节10下端开有螺孔，绝缘操作杆8上端设有与万向节10的螺孔相配合的螺栓。托架本体9开有与温度传感器固定结构中下部腔体为圆柱体的外圆周相应的半圆弧，可使温度传感器固定结构下部恰置于其中。若外壳的上部的外圆周小于下部外圆周，如图1所示，则托架本体9的半圆弧上表面可设一凸缘，以更利于该工具拆卸温度传感器的固定结构。

图4为安装托架与一种温度传感器固定结构的圆柱形的壳体配合，图中，温度传感器固定结构圆形外壳1插入安装工具的半圆形该凹槽内，温度敏感元件7放置在固定结构的小圆腔体内的弹簧上端，磁性吸盘磁铁3调节到固定结构的大圆形腔体预定的高度，通过托架与温度传感器壳体的合理配合，可以保证传感器的在安装过程中处于一种稳定的状态，便于对准安装位置的铁质螺钉。

本发明与现有的温度传感器安装技术相比，最大的优势在于可以带电安装和拆卸温度传感器，这个优点在电力系统中尤其有实用价值。需要安装温度传感器的位置一般都是正在运行的高压带电线路，如果停电安装就会给供电企业造成很大损失，而且也影响用户的正常用电。而如果利用本发明的技术带电安装和拆卸温度传感器就完美解决了温度测量和停电安装之间的矛盾，必然受到电力企业的欢迎。

本发明的实施例和操作使用详细如下：

本实施例用于110kV系统温度监测的传感器的固定结构及安装工具的参数设计和制作：固定结构的外壳为上小下大的圆台柱，上部圆台柱直径为60mm，下部圆台柱直径为80mm，壁厚2mm，总高度100mm，下部空腔高度30mm，上部空腔高度68mm，小空腔直径10mm；内装的传感器头下部外径为4mm，上部外径8mm；磁性吸盘的结构如图2所示，磁性吸盘直径为50mm，钕铁硼磁铁柱为圆台柱(图1)，其大头直径为12mm，小头直径10mm，长度10mm；弹簧采用直径0.3的弹簧钢制作，圈数为8，静态长度为70mm，外径9mm。

本实施例的安装工具采用图3所示结构，其中，托架本体采用5mm厚的绝缘板制作成上下两块板及将该两块板连接成整体的侧板构成箱体，外形尺寸为高70mm×长100mm×宽100mm，该托架本体上板面开有一半圆槽，槽的直径为62mm，传感器固定结构的下部外壳可放置在槽中，并由下板托住；下部用4颗M5螺钉与万向节紧固；万向节由三块高碳钢材料制作，总高度为150mm，三者之间用M8六角螺栓固定。为满足110kV系统带电作业的最小安全距离要求，采用4.5米长的环氧树脂绝缘操作杆，这样就可以构成一套满足110kV系统带电安装温度传感器基本要求的本发明产品。

安装过程描述如下：

首先要目测预备安装传感器部位铁质螺钉的方向和角度，据此调节操作杆上万向节的角度，以便适合于待安装位置的方位。

其次，根据待安装部位螺钉的高度，调节磁性吸盘的高度，保证磁盘与螺钉顶部的紧密接触。

最后，采取好绝缘措施，例如带绝缘手套、穿绝缘靴等，将温度传感器放置于安装托架上，然后利用绝缘操作杆直接将温度传感器放置到预定位置，并确认吸合紧密后撤出安装托架，收回绝缘操作杆，安装结束。

拆除过程与前述安装过程类似，采取好安全措施后，用托架扣住温度传感器本体，然后直接用力拽下来就可以实现拆除操作。