CN104037511B - 一种带接线有效性检测功能的端子排 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带接线有效性检测功能的端子排，属于电力设备领域，包括若干个端子排本体和用于固定、安装端子排本体的导轨，所述端子排本体包括位于底部的连接座，安装在连接座上方的若干个接线端子，套设在接线端子外侧的透光柱，以及用于检测接线端子接线有效性的检测电路，通过压力传感器来检测端子排螺丝是否拧紧，当螺丝未拧紧时，指示灯点亮告警，直至拧紧后熄灭；再通过带放大镜功能的透光柱，更清楚地观察接线伸入端子排的状态。本发明所述的端子排的应用，有效避免了因螺丝未拧紧或绝缘皮接入端子排而造成的接触不良，提高变电站安全运行水平及人员工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种端子排，特别是涉及一种带接线有效性检测功能的端子排，属于电力设备领域。
背景技术
端子排为承载多个或多组相互绝缘的端子组件并用于固定支持件的绝缘部件。端子排的作用就是将屏内设备和屏外设备的线路相连接，起到信号（电流电压）传输的作用。有了端子排，使得接线美观，维护方便，在远距离线之间的联接时主要是牢靠，施工和维护方便。
尽管端子排的出现给接线提供了极大方便，但一个屏柜就有上百个端子，接线数目巨大致使因虚接线而产生的故障时有发生。而且在大修技改工作中，为了确保端子排接线可靠，通常要把所有端子排都紧一遍，费时费力。综合分析故障，造成端子虚接线主要有两类原因：一是螺丝未拧紧，导致接触不良；二是导线绝缘片也接入端子内，致使电信号不通。端子接线质量不过关轻则导致信号不通，重则危机人身和设备安全（如电流回路）。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种带接线有效性检测功能的端子排，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种带接线有效性检测功能的端子排，能快速有效地检测端子排接线是否良好，从而降低因端子排接线问题导致故障率。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种带接线有效性检测功能的端子排，包括若干个端子排本体和用于固定、安装端子排本体的导轨，所述端子排本体包括位于底部的连接座，安装在连接座上方的若干个接线端子，套设在接线端子外侧的透光柱，以及用于检测接线端子接线有效性的检测电路，所述检测电路包括压力传感器、指示灯、放大器、与非门、光耦和电源模块等，其中，压力传感器安装在接线端子底部的连接片和缓冲垫片的下方，压力传感器的压力信号经过放大器放大后到达与非门，与非门通过电平信号控制光耦的开通和关闭，进而控制指示灯的亮和灭；上述导轨为绝缘塑料结构，两侧植入有金属电极，电源模块与导轨的电极相连，端子排本体的连接座上设有与导轨电极相对应的接触电极，从而实现为检测电路供电的目的。
作为优选，上述端子排本体包括1-4个接线端子，所述检测电路包括对应的1-4个压力传感器和指示灯。
作为优选，上述压力传感器采用压阻式压力传感器，其主要组成部件为应变片，应变片安装在接线端子底部的连接片和缓冲垫片下方，当缓冲垫片受力发生应力变化时，应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化，应变片受到拉力时电阻值变大，受到压力时阻值变小。
作为优选，上述端子排本体的连接座与透光柱底部的连接处设有一凹槽，用于放置指示灯，这样设计的优点是，指示灯既能指示接线情况，又能通过透光柱照亮接线端子，即使在暗光环境下也能看清接线插入情况。
作为优选，上述透光柱采用透明有机玻璃材料，其顶面为凸面形状，形成凸透镜，实现放大功能，使工作人员能更清楚的观察到接线插入情况，如导线绝缘皮是否被接入接线端子。
作为优选，上述放大器、与非门、光耦，以及与压力传感器形成平衡桥的多个电阻排布在同一个电路板上，所述电路板放置在两个接线端子中间，即节省空间，又不影响接线。
作为优选，光耦选择的型号为TLP521，与非门选择74HC00，放大器选择型号为LM324。
作为优选，上述电源模块包括220V交流电转5V直流电单元、9V直流电转5V直流电单元，以及用于切换上述两个供电单元的开关，采用两路电源，可以相互备用，既保证接线端子排的可靠性，又可以使其在多个环境中灵活应用。
上述带接线有效性检测功能的端子排使用时，先将各个端子排本体通过连接座安装在导轨上，打开电源模块，电源通过导轨电极、接触电极为检测电路供电，此时，各个指示灯为打开状态，方便工作人员接线，当工作人员接入导线后，拧紧接线端子，压力传感器因为受到压力，电阻变小，电桥不平衡，输出电压经过放大器放大后，输出高电平，而此时与非门输出低电平，从而关断光耦，使得指示灯熄灭。根据指示灯的状态，能直观辨明端子排接线是否拧紧，对于因端子排接线松动而造成的故障，排查效率大大提高，也能有效保证新安装接线的质量，提高安装效率；通过带放大镜功能的透光柱，可以直观观察接线的插入位置，避免插入深度不够、压皮等现象出现。采用本发明所述的带接线有效性检测功能的端子排后，大修中紧端子排螺丝的工序可以省去，在不影响安全的前提下，提高了工作效率。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的端子排本体纵向截面图；
图2为本实施例的端子排本体俯视图；
图3为本实施例的导轨俯视图；
图4为本实施例的检测电路原理图；
图5为本实施例的电源模块原理图。
具体实施方式
一种带接线有效性检测功能的端子排，包括若干个端子排本体1和用于固定、安装端子排本体1的导轨2，如图1-3所示，所述端子排本体1包括位于底部的连接座11，安装在连接座11上方的2个接线端子12，套设在接线端子12外侧的透光柱13，以及用于检测接线端子接线有效性的检测电路，所述检测电路包括压力传感器14、指示灯15、放大器、与非门、光耦和电源模块等，上述导轨2为绝缘塑料结构，两侧植入有金属电极21，电源模块与导轨2的电极21相连，端子排本体1的连接座11上设有与导轨电极21相对应的接触电极16，从而实现为检测电路供电的目的。上述端子排本体1的连接座11与透光柱13底部的连接处设有一凹槽19，用于放置指示灯15，这样设计的优点是，指示灯15既能指示接线情况，又能通过透光柱13照亮接线端子，即使在暗光环境下也能看清接线插入情况。
在本实施例中，一个端子排本体1设有左右两个接线端子12，所述检测电路也设有对应的2个压力传感器14和2个LED指示灯15，所述压力传感器14采用压阻式压力传感器，其主要组成部件为应变片，应变片安装在接线端子12底部的连接片17和缓冲垫片18下方，缓冲垫片18可以起到以下作用：1.在只有一侧接线时，本侧压接紧固时，另一侧不会触发压力传感器动作；2.保证接线柱压接有一定力度，并将连接片17与压力传感器14绝缘。所述透光柱13采用透明有机玻璃材料，其顶面为凸面形状，形成凸透镜131，实现放大功能，使工作人员能更清楚的观察到接线插入情况，如导线绝缘皮是否被接入接线端子12。
如图4所示，所述检测电路包括电源模块BT1、第一应变片Rx1、第二应变片Rx2、电阻R1~R10、第一放大器U3A、第二放大器U3B、与非门U2、第一光耦U1A、第二光耦U1B、第一指示灯DS1和第二指示灯DS2；第一应变片Rx1和电阻R1、R2、R3组成第一平衡桥，第二应变片Rx2和电阻R6、R7、R8组成第二平衡桥，两组平衡器并联在电源模块上，电压信号输出端分别与第一放大器U3A、第二放大器U3B输入端相连，两个放大器的输出端与非门U2的两个输入端1、2相连，与非门的2个输出端分别与第一光耦U1A盒第二光耦U1B相连，第一光耦U1A的2个输出端分别连接有上拉电阻R5和第一指示灯DS1，输入端连接有一下拉电阻R4；同理；第二光耦U1B的2个输出端分别连接有上拉电阻R7和第二指示灯DS2,输入端连接有一下拉电阻R6。在本实施例中，2个光耦选择的型号为TLP521，与非门U2选择74HC00，2个放大器选择型号为LM324，电阻R4、R5、R6、R7均为100欧，指示灯15为LED指示灯，压力传感器14选择型号为BF350，其应变片典型输出电阻值为350欧姆，承受压力时电阻值变小，电阻R1、R2、R3、R8、R9、R10取值均为350欧姆，两个端子12两侧对称，取一侧分析。当第一应变片Rx1承受压力为0时，电桥平衡，输出信号为0，第一放大器U3A输出为0，再经过与非门U2电路后为高电平，第一光耦U1A开通，因而第一指示灯DS1被点亮；当第一应变片Rx1承受压力后，Rx阻值变小，电桥不平衡，输出电压经过第一放大器U3A放大后，输出高电平5V，其输出接与非门U2其中一组的一个输入端，与非门这一组的另一输入端接高电平5V，则与非门U2输出低电平，从而关断第一光耦U1A，使得第一指示灯DS1熄灭。上述电阻R1~R10、第一放大器U3A、第二放大器U3B、与非门U2、第一光耦U1A、第二光耦U1B设计在同一个电路板19上，所述电路板19放置在两个接线端子12中间，电路板19通过导线20与接触电极16相连，这样设计即节省空间，又不影响接线。
如图5所示，上述电源模块包括220V交流电转5V直流电单元、9V直流电转5V直流电单元，以及用于切换上述两个供电单元的开关，220V交流电为电网电源，9V直流电为干电池供电；两个供电单元的转换模块可以直接在市场上购买得到，采用两路电源，可以相互备用，既保证接线端子排的可靠性，又可以使其在多个环境中灵活应用。
上述带接线有效性检测功能的端子排使用时，先将各个端子排本体1通过连接座11安装在导轨2上，打开电源模块，电源通过导轨电极21、接触电极16为检测电路供电，此时，2个指示灯15为打开状态，方便工作人员接线，当工作人员接入导线后，拧紧接线端子12，缓冲垫片18受力发生应力变化时，应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化，输出电压经过放大器放大后，输出高电平，而此时与非门输出低电平，从而关断光耦，使得指示灯15熄灭。根据指示灯的状态，能直观辨明端子排接线是否拧紧，对于因端子排接线松动而造成的故障，排查效率大大提高，也能有效保证新安装接线的质量，提高安装效率；通过带放大镜功能的透光柱13，可以直观观察接线的插入位置，避免插入深度不够、压皮等现象出现。采用本发明所述的带接线有效性检测功能的端子排后，大修中紧端子排螺丝的工序可以省去，在不影响安全的前提下，提高了工作效率。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (8)
1.一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：包括若干个端子排本体和用于固定、安装端子排本体的导轨，所述端子排本体包括位于底部的连接座，安装在连接座上方的若干个接线端子，套设在接线端子外侧的透光柱，以及用于检测接线端子接线有效性的检测电路，所述检测电路包括压力传感器、指示灯、放大器、与非门、光耦和电源模块，其中，压力传感器安装在接线端子底部的连接片和缓冲垫片的下方，压力传感器的压力信号经过放大器放大后到达与非门，与非门通过电平信号控制光耦的开通和关闭，进而控制指示灯的亮和灭；上述导轨为绝缘塑料结构，两侧植入有金属电极，电源模块与导轨的电极相连，端子排本体的连接座上设有与导轨电极相对应的接触电极，从而实现为检测电路供电的目的。
2.如权利要求1所述的一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：所述端子排本体包括1-4个接线端子，所述检测电路包括对应的1-4个压力传感器和对应的1-4个指示灯。
3.如权利要求1所述的一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：所述压力传感器采用压阻式压力传感器，其主要组成部件为应变片，应变片安装在接线端子底部的连接片和缓冲垫片下方，当缓冲垫片受力发生应力变化时，应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变。
4.如权利要求1所述的一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：所述端子排本体的连接座与透光柱底部的连接处设有一用于放置指示灯的凹槽。
5.如权利要求4所述的一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：所述透光柱采用透明有机玻璃材料，其顶面为凸面形状，形成凸透镜。
6.如权利要求1所述的一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：所述检测电路中的放大器、与非门、光耦，以及与压力传感器形成平衡桥的多个电阻排布在同一个电路板上，所述电路板放置在两个接线端子中间。
7.如权利要求1所述的一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：所光耦选择的型号为TLP521，与非门选择74HC00，放大器选择型号为LM324。
8.如权利要求1所述的一种带接线有效性检测功能的端子排，其特征在于：所述电源模块包括220V交流电转5V直流电单元、9V直流电转5V直流电单元，以及用于切换上述220V交流电转5V直流电单元、9V直流电转5V直流电单元的开关。
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