[发明专利]高压开关的在线检测装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于装备制造技术领域，特别涉及应用于高压开关压缩弹簧的使役信息采集和处理技术。

背景技术

控制高压开关工作状态的弹簧是由￠5～￠50的弹簧钢丝制造的大型螺旋压缩弹簧。一般经淬火加中温回火的调质热处理后，当硬度达到HRC45～50时，借助压缩载荷安装到高压开关上。一旦弹簧钢材质及其调质热处理制度、压缩弹簧的装配等产生工程意义上的偏差时，压缩弹簧在高压开关的使役条件下就会存在疲劳失效的危险。疲劳失效将会导致压缩弹簧发生屈服而丧失弹性，使高压开关无法跳闸熄弧，高压电网因而处于短路状态，产生灾难性的事故，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。高压输配电行业对高压开关的现行定期大修作业，只是对压缩弹簧疲劳失效现象的定性认识，无法对疲劳失效程度进行量化。大修时良莠不齐的压缩弹簧的回用既形成了事故隐患，又使高压开关的可靠性低于出厂水平，导致高压电网的运行品质降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压开关的在线检测装置和方法。其特征在于：采用测力传感器实时拾取高压开关压缩弹簧在使役条件下的随机非电量信息，经过非电量/电量转换后由数码仪表显示出压缩弹簧在使役条件下的张力，形成在线检测的基础。将压缩弹簧的实时张力与弹簧设计的损伤容限张力在比拟增益器中进行处理，并将处理结果作为预警信号，一旦实时张力与损伤容限张力接近，预警器即报警，从而实现高压开关的在线检测。在线检测装置的组成和实时检测方法的过程具体如下：

(1).设计压缩弹簧的完能使役张力值和损伤容限张力值。

(2).将测力传感器安装于压缩弹簧挡片处。压缩弹簧/弹簧挡片，电阻应变片组成的惠斯登电桥和补偿电路等三部分是在线检测装置的基本组成。

(3).当压缩弹簧实时张力作用于弹簧挡片上时，电阻应变片阻值发生变化，惠斯登电桥产生非平衡输出Δu。Δu与压缩弹簧实时张力的大小成正比，从而在数码仪表上可实时读取到压缩弹簧张力的动态变化。

(4).将实时检测时的Δu与压缩弹簧损伤容限张力所对应的Δu进行比拟分析处理，并经增益放大后作为预警信号，压缩弹簧一旦屈服，预警信号即可驱动报警器或隔离高压电网。

本发明的有益效果是：采用本发明的在线检测装置和检测方法，可以实时检测高压开关压缩弹簧在使役条件下的张力变化，实现高压开关性能的在线量化监测；尤其当压缩弹簧屈服时，能够实时预警，保护高压电网，避免灾难性事故的发生；为高压开关的大修作业提供压缩弹簧张力的分级量化依据，使高压开关的重复使用更加合理，改善高压电网的运行品质。下面结合实施例对本发明作进一步说明

具体实施方式

实施例1：110kV高压电网的的高压开关，采用￠5的60Si2Cr弹簧钢丝成型压缩弹簧，其完能使役拉伸应力为1800MPa，屈服极限为1200MPa。在弹簧中部安装应变片，应力传感器实时检测应力，四位兆帕表显示应力，比拟/增益放大器处理实时检测信号。当实时检测的应力值接近1200MPa时，频闪计进行红灯报警。

实施例2：330kV高压电网的的高压开关，采用￠50的60Si2Cr弹簧钢丝成型压缩弹簧，其完能使役的张力为30000N，损伤容限张力为27000N。在弹簧挡片处安装测力传感器实时检测压缩弹簧张力，四位千克力数码表显示张力，比拟/增益放大器处理实时检测张力。当实时检测的张力值接近27000N时，蜂鸣器报警。

实施例3：550kV高压电网的的高压开关，采用￠50的60Si2Cr弹簧钢丝成型压缩弹簧，其完能使役的张力为30000N，损伤容限张力为27000N。在弹簧挡片处安装测力传感器实时检测压缩弹簧张力，四位千克力数码表显示张力，比拟/增益放大器处理实时检测张力。当实时检测的张力值接近27000N时，高压电网自动隔离。

实施例4：550kV高压电网的的高压开关定期大修时，采用测力传感器测量使役后的压缩弹簧的实际张力，四位千克力数码表显示检测张力。并将张力值在27000N以上的弹簧按500N一档分级，同级的弹簧重新安装在一个高压电网的高压开关中，实现了高压开关大修的在线控制。