一种具有互锁机构的红外测温观察窗

引言

随着社会生产和生活中用电设备的增多,人们对输电线路的运行可靠性提出了更高的要求。由于线路线芯材料存在一定的电阻,在输电过程中,会有部分电能转化为热能而散失。如果单位时间内通过电流过大,就会导致线路温度过高,加速线路老化,甚至引起用电安全事故的发生。通过设置红外测温观察窗,可以及时了解线路目前的运行温度,一旦触碰到预警红线,工作人员可以及时采取措施对其进行处理,有效提高输电线路运行的稳定性。

1电气柜的传统测温方法分析

1.1发光材料法

在电气柜的传统测温方法中,发光材料法的使用成本相对低廉,应用时间也相对较长。在具体应用中,该技术的具体操作方法如下:首先,选择发光材料,该材料需要具备温感变化的特性,在不同的运行温度下,可以变换不同的颜色,常用的材料有感温贴片、测温纸（变化不可逆性）等。其次,对母线进行清理,清除母线上的杂质,对于已经出现破损的母线应及时修复,必要时应更换新的母线后再进行发光材料的施工。最后,在线路表面贴上感温贴片或测温纸,根据材料变化的颜色确定目前输电线路的运行情况。此方法在应用过程中,只能确定温度的大致范围,无法完成定量测量,可以作为预警措施,确保线路运输的安全性。

1.2温度传感器法

与发光材料法类似,在对输电线路运行温度进行监测时,温度传感器法也是常见的方法之一。在具体应用过程中,该方法主要依托于热电阻温度传感器、热电偶温度传感器或半导体温度传感器完成温度监测任务。以热电阻温度传感器应用为例,在实际应用过程中:首先,选定合适的位置安放热电阻温度传感器,通常情况下,传感器位置与电气柜开关触点进行关联,以确保数据信息采集的时效性。然后,传感器在工作过程中会将目前线路运行情况进行实时反馈,反馈的相关信息若达到预警值,系统便会发出预警信息,提醒人员对线路进行排查,从而提升线路运行的安全性。需要注意的是,该方法所采用的传感器绝缘性较差,因此在实际应用过程中不能与高压开关触点进行关联。

1.3红外测温法

除了上述温度检测方法外,红外测温法的研发时间虽然不长,但是目前已经取得了不错的发展。该技术主要应用原理是借助红外检测仪器对输电线路温度进行实时监测。该技术在应用过程中,不需要和线路直接接触,采用的是红外线反馈目标温度,安装操作过程无需停电。相比其他的应用技术,该技术的测量精度较高,可以获取瞬时区域的温度变化情况,但是对于操作人员的技能水平要求较高,操作工序也相对繁琐。

2一种具有互锁机构的红外测温观察窗

2.1红外测温观察窗的应用特点

（1）不同于传统的单点测温方式,红外测温观察窗可以实现区域温度监测,借助成像了解区域电路运行情况,保证监测的全面性。

（2）观察窗可以帮助监测人员进行实时检测,红外成像可以实时反馈目前线路的运行情况,提高检测过程的安全性。

（3）为了确保线路整体的运输安全性,在实际检测过程中,需要对一些危险区域进行预防性监测,可以在窗口架设紫外线成像设备,因为窗口的透视性较强,所以可以准确获取到线路是否存在局部放电现象,提高设备运行的可靠性。

（4）相比其他的监测模式,红外测温观察窗的应用成本较低,可以在线路正常运行的基础上完成测量,测量便捷。

2.2红外测温观察窗的工作原理

在红外测温观察窗工作过程中,其主要应用原理在于将光学窗口安装在电气设备外壳上,该光学窗口对于可见光、红外线、紫外线具有较高透射率,在进行检测时,可以借助红外测温仪,采集窗口反馈的红外线信息,结合相关参数判定设备是否存在发热故障,同时还可以对设备进行无损检测,提高了实际线路运行检测的效率。该技术最大的应用优势在于可以免除电磁信号的干扰,提高测量结果的准确性。

2.3红外测温观察窗的应用分析

目前提出了3种不同的红外测温观察窗设计方案,如表1所示。第一种,孔洞加盖测温窗,此类型窗口是在柜门上钻孔,外加一个带锁盖板,在具体测量过程中通过柜门上的孔洞直接测温。该方案最大的优点在于简单、直接,但柜内与柜外没有屏蔽,甚至人手都能伸进柜内,达不到安全标准:同时,因为每个孔都得加锁,所以操作较为繁琐。第二种,固定式红外测温窗,此类型窗口是在柜门上钻孔,将红外玻璃（可红外测温）固定在孔上,封堵空洞。在测量过程中通过固定的红外光学玻璃（透红外线特殊材料制作）测温,测温方便,但价格昂贵,每个孔制造费用大概在2000～5000元。第三种,活动式红外测温窗,此类型窗口是在柜门上钻孔,将窗口通过螺栓或者焊接固定在柜门上,日常用防爆玻璃密封,测温时通过通用的一块红外玻璃测温,并通过内部弹簧与防爆玻璃组成联锁机构,实现测温孔始终呈密闭状态。本文重点研究活动式红外测温窗的相关内容。

2.3.1结构组成

如图1所示,活动式红外测温窗的主要零件包括顶盖、底盖、防爆玻璃片、防爆玻璃卡槽、隔层、红外玻璃卡槽、红外玻璃片、螺栓和弹簧。

其中,红外玻璃片是进行红外测温的主要部件,而防爆玻璃片则起到保护窗口的作用,确保检测过程的安全性。在具体应用中,各零件的相关应用尺寸如图2所示。

2.3.2安装步骤

如图3所示,在活动式红外测温窗的构建组成过程中,具体的安装步骤如下:第一步,将防爆玻璃卡槽固定在底盖上,同时将弹簧固定在防爆玻璃卡槽的两端,使其作为固定防爆玻璃片的应用结构。第二步,将防爆玻璃固定在防爆玻璃卡槽中,同时用螺栓固定,此时需要校验安装位置的准确性,为后续步骤做准备。第三步,进行红外玻璃卡槽的安装,其安装步骤与防爆玻璃卡槽安装大体一致,但是不需要进行弹簧的固定操作。第四步,将顶盖安装在整体结构上方,将螺栓固定在既定结构上即可。在实际应用过程中,将红外玻璃放入卡槽中进行固定,同时在弹簧作用下,解锁防爆玻璃,将其从结构中抽出,完成一次测温工作后,将防爆玻璃放回原位后将红外玻璃抽出,从而实现联锁。

3结语

现阶段电能已经成为支撑社会经济发展的重要能源,随着用电量的激增,提高了输电线路的运行载荷,容易导致线路温度过高,出现线路老化或绝缘皮破损的情况,造成线路局部放电,存在安全隐患。通过在被测设备上加装红外测温窗,不仅可以提升温度观测的便捷性,而且能够对其进行定量测量,提高测量结果的准确性。