【正文】 熱阻的計算方法如下： 1) 熱傳導熱阻的計算方法 由于熱傳導散熱量和接觸面成正比和板厚成反比，故此有熱傳導熱阻計算 公式如下： [ / ]tR K WA??? （ ） 式中：δ――導熱體厚度 [m]； A ――導熱體截面 [ 2m ] λ――熱導率 [W / m .K ]，也稱熱導系數(shù)。 傳導 當直接接觸的物體之間有溫度差時，溫度高的物體將熱量傳給溫度 低的物體。 （ 2） 接觸形式 分為點接觸、線接觸和面接觸，接觸點數(shù)越多接觸 電阻越小。 【 28】 斷路器的發(fā)熱與散熱 a 斷路器發(fā)熱源 [17] 斷路器發(fā)熱的來源在于內(nèi)部的能量損耗，降低斷路器的工作溫度的主 要途 徑就是設法減小損耗。 累計電磨損是從工程實際角度考慮，來實現(xiàn)對斷路器觸頭的電壽命在 線監(jiān)測的一種實用方法，它方便、易行。 b SF6 斷路器觸頭相對電磨損公式的推導 對于 SF6斷路器觸頭的電磨損，用文 [27]中所給弧觸頭的允許開斷次數(shù) 與開斷電流的關系曲線和對應的公式，推導相對電磨損公式。凈損失多是在電弧高溫作用下已熔融或氣化的觸頭表面被流體介質(zhì)沖走或噴濺所造成。 取， 22k T t a k? ? ? ?? ? ? ? ? 則有 : 2 2 2T T Tk t a k? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? () 本文僅給出最大誤差點 222TTt a k??????? ? ? ? 時的仿真結果，其他情況的誤差比該情況下小。對前節(jié)得出的最大斜率算法公式（ ）進行定性分析如下：當 ? 增加時，兩采樣點間時間間隔 T? 不變， T?? 增大，故該式的分 母增加。即： cos 2T?? ? m a xc o s ( )2Tt ?? ?? ? ? ? 1 （ ） 取每周 12 點時，則有： ? m a xc o s ( )2Tt ?? ?? ? ? ? 1 （ ） 從以上分析可以看出，在每周 12 點時，（ ）式的左式恒不大于 1，而 其右式恒大于 1，（ ）式的左式和右式不相等是產(chǎn)生誤差的原因。在被開斷電流變化范圍寬、短路電流含有直流分量、短路電流大到一定程度時 CT 會出現(xiàn)不同程度的磁飽和等因素的影響下，恰當?shù)倪x擇算法是很困難的。事實上，同一斷路器在同樣的外部條件下先后兩次開斷同樣大小的電流值，其燒損程度也不可能相同，而且，開斷電流相差很大時，斷路器觸頭的燒損機理不同，燒損相差更大。而我們可以精確測得平均速度，故本在線監(jiān)測裝置只給出平均速度。關鍵問題是：如何有效的提取首相開始有電流和三相全部有電流信號。主觸頭超行 程幾乎沒有變化，而滅弧觸頭超行程則隨著開斷次數(shù)增多而減小。關于換位點的確定不同文獻有不同的方法。且任一時刻的計數(shù)速率就是此時的速度。現(xiàn)在一些生產(chǎn)廠家 干脆在合閘時只測超程，在分閘時只測開距，以回避彈跳過程。所以，為了提高測量精度和測量結果 的有效性，在本設計中，狀態(tài)量為中斷方式輸入，沒有延時；位移量脈沖記錄由高速計數(shù)器自動完成；模擬信號的采樣頻率為 6000Hz，最大延時不超過 。事實上是單片機的定時器配合斷路器分、合閘過程中的如下輸入信號： （ 1） 分、合閘命令信號。各個動作過程又是順序時間鏈的子時間鏈。 分閘不同期：從首極分開始到所有極都分為止的時間之差。因此，斷路器的機械特性參數(shù)對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行意義重大。以Ｚ 80 單板機作微處理器的微機系統(tǒng)測速誤差大、導電桿總行程和導電桿超行程測量精度低、達不到對速度、行程、超行程的測量精度，隨著 MCS51 系列單片機的出現(xiàn)而逐漸被淘汰。其參數(shù)包括：分、合閘時間、分、合閘同期性、開距、超程、剛分、合速度、平均速度和最大速度等。以該單片機為核心，構造硬件電路對斷路器的各參量進行采集、處理和運算實現(xiàn)上述各功能，并用匯編語言實現(xiàn)之。相同領域，國內(nèi)正在發(fā)展一種超高頻法，旨在對局部放電進行定位和監(jiān)測，目前尚未投入實際應用。 （ 2）高壓斷路器的機械振動信號包含豐富的信息，受到國內(nèi)外普遍重視。 GIS 技術的廣泛應用成了高壓斷路器在線監(jiān)測技術發(fā)展的另一股推動力。目前，國家依然推行的是計劃性預防檢修。 （ 7）系統(tǒng)應具有故障診斷能力。 （ 4）在不斷積累監(jiān)測數(shù)據(jù)和診斷經(jīng)驗的基礎上發(fā)展人工智能技術，建立 人工神經(jīng)網(wǎng)和專家系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)診斷自動化。清華大學、西安交通大學等高校則開始了絕緣診斷技術的研究。 電力設備在線監(jiān)測 電力設備在線監(jiān)測技術發(fā)展史 早在 1951 年，美國西屋公司的約翰遜（ John ）針對運行 中的發(fā)電機因槽放電[5]導致電機損壞現(xiàn)象，提出并研究了在電機運行條件下對槽放電現(xiàn)象進行監(jiān)視。長期以來的計劃檢修，盲目解體拆卸，浪費了大量的人力物力和財力，同時也造成了停電損失，甚至會導致設備壽命的降低。高壓斷路器所造成的事故無論是在次數(shù)，還是在事故所造成的停電時間上都占據(jù)總量 60％以上。 關鍵詞： 斷路器 在線監(jiān)測 機械特性 觸頭電壽命 觸頭溫度 III Online Monitoring of HVCB Abstract HVCBonlinemonitoring isessentialforpredictingmaintenance and as a supplement to the traditional offline preventive maintenance is the key factor of its reliable operation. In fact, the faults on HVCB account for over 60 percent both in number and duration of all the faults occurring in a substation. Therefore, online monitoring ofHVCB could significantly improvepower supply reliability and greatly reduce the expense for regular overhaul. In this thesis, the inspecting methods of HVCB mechanical characteristics are discussed. According the shutoff times of HVCB at rated short circuit given by manufacturer,the contacts life loss can be calculated for each operation, and the remaining life can be forecast. In this thesis, an indirect method is proposed for determining the main contact temperature based on the breaker shell temperature, air circumference temperature and breaker’s heat resistance, and furthermore, determining the main contact esistance provided the load current is know. The online monitoring ris implemented with MSP430, a new Single Chip Microputer by Texas Instrument, with its lower supply voltagerange of this chip （ ～ ） is well treated. In the design of munication module, interfacing problem caused by different voltage supply levels (MAX1480 and MSP430) is carefully solved, and a connection scheme is devised in this paper as well. Kywords: HVCB Online Monitoring Mechanical Characteristic Touch Electricity Endurance Touch Temperature IV 目 錄 第 1 章 緒 論 ..........................................................1 電力設備在線監(jiān)測 ................................................... 1 電力設備在線監(jiān)測技術發(fā)展史 .................................... 1 電力設備在線監(jiān)測技術展望 ...................................... 2 在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本要求 ........................................ 2 高壓斷路器在線監(jiān)測 ................................................. 2 高壓斷路器在線監(jiān)測技術發(fā)展史 .................................. 2 國內(nèi)外高壓斷路器在線監(jiān)測技術現(xiàn)狀 ............................... 3 論文主要工作及取得的成果 ........................................... 3 第 2 章 在線監(jiān)測方案設計 ................................................5 機械特性在線監(jiān)測 ................................................... 5 機械特性在線監(jiān)測的必要性 ...................................... 5 機械特性參數(shù)的標定 ............................................ 5 機械特性參數(shù)的采集 ........................................... 8 機械特性參數(shù)的確定 ........................................... 9 機械故障診斷 ................................................. 10 觸頭電壽命在線監(jiān)測 ................................................ 10 分閘電流數(shù)據(jù)采集及算法 ....................................... 11 滅弧觸頭電壽命預測原理 ....................................... 17 主觸頭導電性能在線監(jiān)測方法的探討 .................................. 19 斷路器的發(fā)熱與散熱 ........................................... 19 主觸頭溫度和主回路電阻間接算法 ................................ 22 第 3 章 硬件設計 .......................................................24 硬件系統(tǒng)組成概述 .................................................. 24 新一代單片機 MSP430 簡介 ...................................