敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置

敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置

陈模生

佛山供电局，广东省佛山市528000

摘要：

随着科技的不断进步和社会的快速发展，现代电力系统已经成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。然而，电力系统的安全运行和稳定供电面临着越来越多的挑战和需求，其中敞开式刀闸的位置检测和触头测温技术逐渐成为电力系统管理的重要环节之一。本文将介绍该传感器装置的设计和原理，重点探讨其在智能电网中的应用前景和发展趋势。通过实验验证，将评估该传感器装置的精度和可靠性，为电力系统的高效、安全、智能化运营提供有力的技术支持和保障。

关键词：敞开式刀闸；传感器装置；电力系统

引言：

敞开式刀闸在电力系统中具有重要的作用，主要用于电力系统的控制和保护。随着电力系统的发展，敞开式刀闸的位置和触头温度的实时监测越来越受到重视。传统的位置检测和温度测量方法存在一些缺陷，如精度低、响应慢、不可靠等问题。因此，研发一种高精度、实时性强的敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置显得尤为重要。本文将介绍敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置的设计和原理，并对传感器的精度和可靠性进行实验验证。最后，将探讨传感器在电力系统中的应用前景和发展趋势。

一、设计和原理

（一）设计和组成

敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置主要由以下组成部分：

1.机械结构：包括传感器外壳和安装装置，用于固定传感器并保护传感器内部电路。

2.位置检测传感器：使用非接触式传感器来检测敞开式刀闸的位置。常用的传感器包括磁传感器、光电传感器和电容传感器等。

3.触头温度传感器：使用温度传感器来检测触头的温度，一般采用热电偶或红外线温度传感器。

4.数据采集和信号处理电路：用于采集和处理位置检测和温度测量的信号，一般包括模拟信号放大器、滤波器、A/D转换器和微处理器等。

5.通讯接口：用于将传感器采集的数据传输给其他设备或控制系统。常用的接口包括RS-485、CAN、以太网和无线通信等。

6.电源模块：用于提供传感器工作所需的电源，一般包括直流电源和充电电路。

其主要作用是实现对敞开式刀闸位置和触头温度的实时监测，并将监测结果传输给其他设备或控制系统，以实现对电力系统运行状态的实时监控和管理[1]。

（二）传感器装置的工作原理和原理图

图1 刀闸分合闸辅助识别装置原理图

刀闸分合闸辅助识别装置原理图如图1所示，搭配分闸、合闸金属接近传感器和刀闸开关触点红外测温装置实现对刀闸开关的分闸、合闸状态识别，然后将分闸信号、合闸信号传输至测控终端或者主站。

刀闸开关触点红外测温装置搭配红外测温探头实现对刀闸开关触点工作温度的测量并输出告警遥信信号。当刀闸动静触头之间接触不够紧密时，刀闸开关电阻会增大导致发热，这种不正常的工作状态是需要给予关注的。因此在机械运动到位检测的基础上每相增加一个红外测温探头，安装在刀闸的横梁上，使红外测温探头正对着刀闸开关触点，对刀闸闭合时接触点进行工作温度监测，对不正常的工作温度变化进行识别，进而快速辨识出刀闸开关合闸时触点接触不够紧密的情况，然后输出温度异常告警信号给到刀闸辅助识别装置，进一步提高刀闸位置第二判据的准确性和可靠性。

二、实验验证

（一）传感器装置实验的结果和数据

通过将该装置敞开式刀闸进行带电实验，模拟刀闸在分合闸状态下（环境温度为25OC,电流为1000A,风速度为2m/s），触点在不同接触情况下装置的输出结果，输出结果如表1所示。

表1刀闸在分合闸状态下触点在不同接触情况下装置的输出结果

到位经过实验验证，敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置具有良好的性能和可靠性。实验结果表明，传感器装置能够准确地检测敞开式刀闸的位置，并通过实时测量触头的温度，综合判断刀闸的分合闸到位情况。同时，传感器装置具有较高的精度和稳定性，在不同工作条件下能够保持稳定的工作状态。例如，在测试中，传感器装置能够检测到敞开式刀闸的位置，并将位置信息以数字信号的形式传输给微处理器。同时，触头温度传感器能够实时测量触头的温度，并将温度信号传输给微处理器。在传感器装置的信号处理电路和微处理器的支持下，实验结果显示，传感器装置的位置检测和温度测量精度均达到了预期的目标。因此，该传感器装置可被广泛应用于电力系统的实时监测和管理中。

（二）传感器的精度和可靠性

敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置具有较高的精度和可靠性。传感器的精度主要受到位置检测传感器和触头温度传感器的影响，而可靠性则取决于传感器的信号处理和电路设计。

在传感器的设计中，为了提高精度和可靠性，一般采用高精度的传感器和稳定性好的电子元器件，同时使用有效的信号处理算法和电路设计方法。例如，通过使用差分放大器、滤波器和校准电路等技术手段，可以有效地减小传感器测量误差，并提高传感器的稳定性和可靠性。

在实验验证中，传感器装置的精度和可靠性得到了充分的验证。实验结果显示，传感器装置具有较高的精度和可靠性，能够在不同工作条件下保持稳定的工作状态。因此，该传感器装置可被广泛应用于电力系统的实时监测和管理中，为电力系统的安全稳定运行提供了重要的支持和保障。

总结:

敞开式刀闸位置检测及触头测温一体化传感器装置是电力系统管理的重要组成部分。本文介绍了一种高精度、实时性强的传感器装置，详细介绍了装置的设计和原理，并通过实验验证了传感器装置的精度和可靠性。实验结果表明，该传感器装置具有较高的精度和可靠性，能够满足电力系统的高效、安全、智能化运营需求。同时，本文还探讨了该传感器在智能电网中的应用前景和发展趋势，为电力系统的可持续发展提供了有效的技术支持和保障。

参考文献：

[1]蒋立新, 郑文静, 徐峰, 等. 基于 MEMS 传感器的高压开关电接触温度在线监测系统[J]. 电子技术应用, 2020(18):156-160.

[2]周传兵, 宋瑞军, 陈忠军, 等. 电力系统故障在线监测技术研究综述[J]. 电子测试, 2020, 34(8):23-26.