[发明专利]一种基于光纤光栅实时测温的GIS局部过热性故障模拟实验装置

权利要求书

1.一种基于光纤光栅实时测温的GIS局部过热性故障模拟实验装置，其特征在于：包括直流电源(1)、固态继电器(2)、过热性故障模拟元件(3)、PID温度控制仪(4)、光纤光栅温度传感器(16)及光纤光栅解调仪(5)，

所述直流电源(1)输入端接市交流电，输出端的正极通过导线与所述固态继电器(2)输出端的正极连接，所述固态继电器(2)输出端的负极通过导线与所述过热性故障模拟元件(3)的发热体接线柱(12)的正极连接，所述直流电源(1)的输出端的负极通过导线与所述的过热性故障模拟元件(3)的发热体接线柱(12)的负极连接；

所述的固态继电器(2)的控制端通过导线与所述的PID温度控制仪(4)的控制信号输出端连接；

所述的PID温度控制仪(4)的输入端通过导线与所述的过热性故障模拟元件(3)的温度传感器接线柱(11)连接，所述的PID温度控制仪(4)的输出端通过导线与所述的固态继电器(2)的输入端连接；

光纤光栅解调仪(5)接将光纤光栅传感器(16)传出的电压信号解调为温度值，分别得到所述的过热性故障模拟元件(3)的外壳在上下方不同位置的温度值，并将4个点的温度值显示在光纤光栅解调仪(5)的显示屏上；光纤光栅传感器(16)固定在过热性故障模拟元件(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅实时测温的GIS局部过热性故障模拟实验装置，其特征在于：所述过热性故障模拟元件(3)包括缸体(8)、发热体(9)、发热体温度传感器(10)、真空泵(14)和真空泵球阀(13)、SF₆气瓶(18)、进气球阀(17)；所述的缸体(8)的形状为底端封闭的圆柱形，在所述缸体(8)的一侧壁的下部设置一通孔作为抽气孔，所述真空泵(14)通过所述真空泵球阀(13)和特氟龙导气管(19)与抽气孔连通，在所述缸体(8)的一侧壁的上部设置一通孔作为进气孔，所述进气球阀(17)的一端通过特氟龙导气管(19)与进气孔连通，所述进气球阀(17)的另一端通过塑料导管与所述SF₆气瓶(18)连通，在所述的缸体(8)的抽气孔和进气孔之间的侧壁上，设置一通孔作为真空压力表孔，所述真空压力表(20)通过真空压力表球阀(21)和特氟龙导气管(19)与真空压力表孔连通，在所述缸体(8)的底端的中心处设置两个圆形通孔，并分别通过环氧树脂将两个温度传感器接线柱(11)分别固定在这两个通孔内，所述两个发热体接线柱(12)位于所述的缸体(8)内的一端，分别通过硬质铜线分别与所述发热体(9)的两极连接，所述发热体(9)通过固接在所述缸体(8)的内壁上的绝缘支柱并定位于所述缸体(8)的轴向中心的中部，所述的两个发热体接线柱(12)位于所述的缸体(8)外的一端，分别通过导线分别与所述直流电源(1)的负极和所述的固态继电器(2)的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅实时测温的GIS局部过热性故障模拟实验装置，其特征在于：所述的发热体(9)的形状为直径为1.5～5cm、厚度为6～16cm的圆柱体，在所述的发热体(9)一侧表面的中部设置有发热体温度传感器(10)，所述的发热体温度传感器(10)的两端分别通过绝缘铜导线分别与所述两个温度传感器接线柱(11)位于所述缸体(8)内的一端连接，所述两个温度传感器接线柱(11)位于所述缸体(8)外的一端分别通过导线与所述的PID温度控制仪(4)的输入端连接，在所述缸体(8)的侧壁位于进气孔上方和下方分别设置一对光栅光纤温度传感器(16)，分别位于缸体(8)两侧，用以监测缸体(8)不同位置的温度值。

4.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅实时测温的GIS局部过热性故障模拟实验装置，其特征在于：所述的缸体(8)的材料为不锈钢，所述的缸体(8)的形状为内径为40～50cm、厚度为0.8～1.5cm、高度为60～80cm的底端封闭的圆柱形，在所述缸体(8)的一侧壁的下部设置一孔径为1.5～2cm的通孔作为抽气孔，在所述缸体(8)的一侧壁的上部设置一孔径为1.5～2cm的通孔作为进气孔，在所述的缸体(8)的抽气孔和进气孔之间的侧壁上，设置一孔径为1.5～2cm的通孔作为真空压力表孔，在所述缸体(8)的底端的中心处设置两个孔径为0.5～0.7cm的圆形通孔。

5.根据权利要求4所述的一种基于光纤光栅实时测温的GIS局部过热性故障模拟实验装置，其特征在于：所述的发热体(9)的形状为直径为1.5～5cm、厚度为6～16cm的圆柱体。