[发明专利]一种气体绝缘断路器的加热装置和方法

说明书

本发明公开了一种气体绝缘断路器的加热装置和方法，在断路器支柱绝缘内部合适的位置设置红外加热器工作时，红外加热器发射的红外线具有方向性，从断路器支柱绝缘子的底部射向支柱绝缘子顶端，在此过程中，SF₆会吸收一部分红外线，支柱绝缘子内壁和断路器绝缘拉杆外壁会吸收照射到其表面的红外线，支柱绝缘子内壁和断路器绝缘拉杆外壁也会温度升高。当红外线照射到断路器灭弧室时，它们都会吸收红外线，温度升高。红外加热器由控制器控制工作，控制器通过地电位处的交流或直流电源供电，并接受人工操作和温度传感器信号，使得加热系统工作形成闭环。温度监测传感器测量温度，与红外加热器的控制器形成闭环，使得整个系统达到所需的温度。

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体属于一种气体绝缘断路器的加热装置和方法。

背景技术

使用SF₆作为绝缘气体的高压断路器，在SF₆在充气压力一定时，随着温度降低到，则会出现液化现象。当SF₆液化严重时，产品绝缘性能降低，产品闭锁报警。目前罐式断路器在罐体上设置加热套进行加热，其加热器件直接就地取能，比较好实现。但对于支柱式断路器，在产品支柱下端设置加热装置时，由于断路器支柱绝缘子比较高，灭弧室离热源远，底部的热量向灭弧室传递方式以热传递和对流为主，离热源越远，温度下降速度越快，热传递效率低，气室内温升值小。线圈高压端取能加热方式虽然能为高压端提供热能，但断路器开路时，线圈无法取到能量，无法加热。

1)罐式断路器和金属封闭组合电器GIS产品外壳内部或外部增加加热器，低压处电源给加热器供电，但是不能适用于大尺寸的支柱式断路器加热。

2)对于支柱式断路器，在产品支柱下端使用加热片，加热片通电后发热，热量以热传递为主要方式从断路器支柱绝缘子底部向上传递热量，达到加热气室气体的目的。但是存在热传递效率低，提高温升能力差的问题。

3)在断路器高压端设置取能线圈，线圈的能量传递给加热片，加热片再依次将热量传递到灭弧室密封法兰、静触头零部件、绝缘气体等；缺点是传热方式以热传递为主，对流弱，传递效率低，不能远距离传递热能，且断路器在开路时，不能取能，无法加热。

综上所述，现有技术中的传热方法存在适用范围窄，不能远距离传递热能，传热效率低的问题

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种气体绝缘断路器的加热装置和方法，加热范围广，热能传输距离远，可定向设计热能传输路径、加热零部件。使得断路器的零部件和内部的绝缘气体温度升高，避免断路器因环境温度过低而引起绝缘气体液化和气压降低而报警闭锁。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气体绝缘断路器的加热装置，包括控制器、电源、红外加热器、温度传感器、吸热黑体件和反射罩；

所述红外加热器设置在气体绝缘断路器内部支柱绝缘子的底部，所述温度传感器监测断路器外部环境温度、断路器支柱绝缘子内壁温度和红外加热器反射罩外部温度，所述反射罩设置在气体绝缘断路器内部，反射罩用于反射红外加热器发出的红外线；所述吸热黑体件设置在气体绝缘断路器内部，吸热黑体件用于吸收红外加热器发出的红外线，进行热传递；所述温度传感器与控制器进行电连接，所述控制器与红外加热器进行电连接，控制器控制红外加热器加热功率；红外加热器发出红外线对气体绝缘断路器内部的支柱绝缘子区域和灭弧室区域进行加热；

所述电源用于对控制器、红外加热器和温度传感器供电。

优选的，还包括风机，所述风机设置在气体绝缘断路器内部支柱绝缘子的底部，所述风机对红外加热器进行散热。

优选的，当红外加热器设置在单相支柱断路器内部时，所述红外加热器设置在支柱绝缘子的底部，所述控制器和电源设置在单相支柱断路器的底部支架上，所述红外加热器发出的红外线对支柱绝缘子区域进行加热；红外线穿过第二法兰上的透光孔对灭弧室区域进行加热。