专利名称：高压开关的在线检测装置和方法
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縮弹簧的使役 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C5 C50的弹簧钢丝制造的大型螺旋 压縮弹簧。 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， 借助压縮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、压縮 弹簧的装配等产生工程意义上的偏差时，压縮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縮弹簧发生屈服而丧失弹性，使 高压开关无法跳间熄�。哐沟缤蚨τ诙搪纷刺帜研缘氖鹿剩� 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，只是对压縮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縮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縮弹簧在使役条件下的张力，形成 在线检测的基础。将压縮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
3(1) .设计压縮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縮弹簧挡片处。压縮弹簧/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) .当压縮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AU。 AU与压縮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縮弹簧张力的动态变化。
(4) .将实时检测时的A U与压縮弹簧损伤容限张力所对应的A U进行比拟 分析处理，并经增益放大后作为预警信号，压縮弹簧一旦屈服，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，发明的在线检测装置和检测方法，可以实时 检测高压开关压縮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；尤其当压縮弹簧屈服时，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縮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
具体实施例方式
实施例l: 110kV高压电网的的高压开关，采用C5的60Si2Cr弹簧钢丝成 型压縮弹簧，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<2 50的60Si2Cr弹簧钢丝 成型压縮弹簧，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縮弹簧张力，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C50的60Si2Cr弹簧钢丝 成型压縮弹簧，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縮弹簧张力，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 量使役后的压縮弹簧的实际张力，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 —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。
权利要求
一种高压开关的在线检测装置和方法，具体如下(1)采用测力或应力传感器检测高压开关压缩弹簧的实时张力或应力。测力传感器安装于弹簧挡片处，应力传感器的应变片安装于压缩弹簧中部。(2)采用数码表实时显示高压开关压缩弹簧的千克力张力或兆帕应力。(3)将实时检测的压缩弹簧张力或应力与弹簧损伤容限的张力或应力值在比拟/增益器中进行处理，形成驱动预警的信号。一旦高压开关压缩弹簧产生屈服，即可实施报警或隔离高压电网。(4)高压开关大修时，采用在线检测装置对使役后的压缩弹簧进行分级，同级的安装在一个高压电网的高压开关上，从而实现高压开关大修的在线控制，改善高压电网的运行品质。
全文摘要
本发明公开了一种高压开关的在线检测装置和方法。既有助于实时监测高压开关压缩弹簧在使役条件下的性能；避免因弹簧屈服而诱发的灾难性事故；又有利于高压开关大修时对使役后的压缩弹簧的分级，实现大修作业的在线控制。包括以下步骤；(1)设计压缩弹簧的完能使役和损伤容限张力或应力值。(2)采用测力或应力传感器，实时检测压缩弹簧在使役条件下的张力或应力。(3)当实时检测的张力或应力值低于损伤容限时，系统自动报警或隔离高压电网。(4)高压开关大修时，采用检测装置对使役后的压缩弹簧分级，同级的安装在一个高压电网的高压开关上。改善高压电网的运行品质。
文档编号G01L5/00GK101650241SQ20081018189
公开日2010年2月17日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者余少军, 王忠平 申请人:陕西安中机械有限责任公司
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