CN105161981A - 高压开关柜内温度传感器的固定结构及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的高压开关柜内温度传感器的固定结构，固定头上具有直径和触头外直径相等的圆柱形空腔，触头穿过圆柱形空腔安装在固定头上；固定头的上端还设有贯穿固定头内外表面的安装腔，导热垫片、电路板和温度传感器芯片依次安装在安装腔中，且导热垫片靠近安装腔下端的开口处设置。该固定结构，固定头能够可靠地固定温度传感器与触头。本发明还提供了该固定结构的装配方法，首先将导热垫片、电路板和温度传感器芯片依次安装在安装腔中；然后将两连接块安装在连接槽中，并用螺栓进行连接；最后将触头穿过圆柱形空腔设置，旋转螺母固定。该装配方法，过程简单，易于操作，且能够灵活调整固定头与触头的紧固程度。

Description

高压开关柜内温度传感器的固定结构及装配方法

技术领域

本发明涉及温度传感器的安装结构及方法，尤其涉及在高压开关柜内触头或母排上温度传感器的安装结构及装配方法。

背景技术

电力传输系统中，高压开关柜作为其中的核心枢纽部分，起着关键性的作用。高压开关柜用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗过程中，起通断、控制或保护等作用。开关柜内的众多接触点会由于长期使用导致氧化腐蚀，螺栓松动等而导致接触电阻增大，从而导致设备过热甚至出现严重故障。因此，实行开关柜内温度在线监测很有必要。

目前市面上测温产品很多，直接接触式产品由于测温精度高占领了绝大部分市场，因此在现有的高压开关柜内温度传感器，温度传感器包括电路板和温度传感器芯片，温度传感器芯片安装在电路板上。现有的高压开关柜中常常将温度传感器安装在铜排或触头上，用于监测高压开关柜的温度变化。但是由于高压开关柜发到现场后结构已经固定，铜排和触头不可能为了安装传感器而单独拆卸。特别是触头盒内空间狭小，安装工具很难进去进行紧固安装。并且安装的紧固件还不影响柜内电场分布，不能带入新的安全隐患。动静触头在接触时往往会产生一个巨大沿轴向的冲击力，往往会使安装在触头上的温度传感器滑动，这也是采用扎带不可靠的主要原因。因此如何安全可靠地固定开关柜内直接接触式的温度传感器是一个亟待解决的难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明专利提供一种高压开关柜内温度传感器的固定结构，能够安全可靠地在高压开关柜内固定温度传感器。

本发明专利的另一个目的是提供一种高压开关柜内温度传感器固定结构的装配方法。

为解决上述技术问题，实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

高压开关柜内温度传感器的固定结构，包括整体为管状结构且水平设置的固定头，固定头中部的空腔为直径和触头外直径相等的圆柱形空腔，使得触头能够穿过圆柱形空腔安装在固定头上；固定头上端还设有贯穿固定头内外表面的安装腔，安装腔和圆柱形空腔连通；还包括导热垫片；导热垫片、电路板和温度传感器芯片依次从下到上安装在安装腔中，其中导热垫片具有一向内凹陷的弯曲底面，且导热垫片的弯曲底面靠近安装腔下端开口处设置；电路板为双层板，电路板底层铺设有一层金属层，电路板以其金属层紧贴导热垫片顶面设置在导热垫片上；温度传感器芯片设置在电路板顶层上，且温度传感器芯片的感应端连接至电路板的金属层。

进一步，所述安装腔的侧壁上凸出设置有一圈与安装腔侧壁垂直的凸边；还包括下端开口的中空的安装壳体，所述电路板和温度传感器芯片从下到上依次安装在安装壳体中，且电路板的底层靠近安装壳体下端的开口处设置；安装壳体的下端的外表面水平凸出设有一圈限位边；安装壳体以其上端穿出安装腔上端的开口处，下端的限位边抵接在安装腔的凸边上的方式安装在安装腔中。

进一步，所述固定头下端的内表面上分别从固定头的两端面向其中部凹陷正对设有一对连接槽，且两连接槽正对的侧面之间留有间隔形成隔断部，两连接槽的上端开口；隔断部上设有一连通两连接槽的第一通孔；还包括两个连接块，两连接块刚好能够安装在两连接槽中，安装好的两连接块的上侧面为与固定头内表面弧度相等的弧面，且两连接块中与圆柱形空腔的轴线方向平行的方向上还设有第二通孔，安装好的两连接块中第二通孔和第一通孔正对设置；两连接块通过穿过第一通孔和两个第二通孔的螺栓固定在连接槽上。

进一步，所述连接槽的底面为倾斜面，该倾斜面中靠近所述隔断部的一端向靠近连接槽中部的方向倾斜；所述连接块的底面为与连接槽中倾斜面的斜度相匹配的倾斜面。

进一步，所述固定头采用塑料或陶瓷材料制成；螺栓和连接块采用金属材料制成，且边缘打磨圆滑。

一种上述的高压开关柜内温度传感器的固定结构的装配方法，包括以下步骤：

1）将导热垫片、电路板和温度传感器芯片依次从下到上安装在固定头的安装腔中；

2）将两连接块分别安装在固定头的两连接槽中，并用螺栓穿过第一通孔和两个第二通孔设置，将螺母连接在螺栓的一端上；

3）将触头穿过固定头的圆柱形空腔设置，旋转螺母，使得连接块将触头紧固，导热垫片的弯曲底面与触头外表面紧密贴合。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

本发明提供的高压开关柜内温度传感器的固定结构，固定头能够可靠地固定温度传感器与触头，即使是在狭小的触头盒内，也能用工具使传感器与触头紧密接触。当触头受到外部巨大冲击力时，也能防止温度传感器移位或受到直接损伤，能够安全可靠地在高压开关柜内固定温度传感器。

本发明提供的高压开关柜内温度传感器固定结构的装配方法，过程简单，易于操作，且能够灵活调整固定头与触头的紧固程度。

附图说明

图1为实施例中高压开关柜内温度传感器的固定结构的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

高压开关柜内温度传感器的固定结构，如图1所示，包括整体为管状结构且水平设置的固定头1，固定头1的中部的空腔为直径和触头2外直径相等的圆柱形空腔，使得触头2能够穿过圆柱形空腔安装在固定头1上；固定头1上端还设有贯穿其内外表面的安装腔，安装腔和圆柱形空腔连通；还包括导热垫片；导热垫片5、电路板4和温度传感器芯片依次从下到上安装在安装腔中，其中导热垫片5具有一向内凹陷的弯曲底面，导热垫片5的弯曲底面靠近安装腔下端开口处设置；电路板4为双层板，电路板4底层铺设有一层金属层，电路板4以其金属层紧贴导热垫片5顶面设置在导热垫片5上；温度传感器芯片设置在电路板顶层上，且温度传感器芯片的感应端连接至电路板4的金属层。

该固定结构，触头2可以穿过固定头的圆柱形空腔固定，温度传感器设置在安装腔中，固定头能够可靠地固定温度传感器与触头，且安装时占用空间小。即使是在狭小的触头盒内，也能用工具使传感器与触头紧密接触。当触头受到外部巨大冲击力时，也能防止温度传感器移位或受到直接损伤，能够安全可靠地在高压开关柜内固定温度传感器。另外，该固定结构形状及安装方法简单，易于大量生产，现场装配拆卸方便容易，在高压场下工作安全性高。

具体实施时，固定头可通过注塑或烧结成型形成为一体结构，采用耐高温绝缘材料（树脂或陶瓷材料）制成，这样提高了在高压开关柜中使用的安全性。该固定结构还可以扩展为用于同时固定铜排和温度传感器，这样固定头的圆柱形空腔可由圆柱形换为与铜排尺寸匹配的矩形柱空腔，温度传感器同样安装在安装腔中。为了减小整个固定头安装时占用的空间，固定头的侧壁不应做得太厚，这样为了方便安装腔的设置，固定头上端的侧壁上向外凸出设有安装部，安装部上设有一贯穿过固定头内外表面的腔体形成安装腔。导热垫片用于更好地将触头的温度传递给温度传感器芯片，因此导热垫片上设有一弯曲底面，使得安装好触头和温度传感器后，导热垫片的弯曲底面与触头外表面紧密贴合，方便热传递。电路板的底层设有金属层，方便导热。温度传感器芯片的感应端连接至电路板的金属层，使得温度传感器芯片的感应端能够感应到电路板的温度。这样，触头的温度升高时，导热垫片温度也升高，从而使得电路板的温度升高，使得温度传感器芯片能够检测出电路板上金属层升高的温度，能够实时检测开关柜内的温度。温度传感器芯片采用常用的接触性传感器。

为了更加安全可靠地固定温度传感器，所述安装腔的侧壁上凸出设置有一圈与安装腔侧壁垂直的凸边；还包括下端开口的中空的安装壳体3，所述电路板和温度传感器芯片从下到上依次安装在安装壳体3中，且电路板的底层靠近安装壳体下端的开口处设置；安装壳体3的下端的外表面水平凸出设有一圈限位边；安装壳体以其上端穿出安装腔上端的开口处，下端的限位边抵接在安装腔的凸边上的方式安装在安装腔中。

由于安装好后，触头的外表面密封安装腔下端的开口，为了更好的固定温度传感器。将电路板和温度传感器芯片均安装在安装壳体中，还能够保护电路板和温度传感器不被破坏。安装壳体上端穿出安装腔上端的开口处，下端的限位边抵接在安装腔的凸边上的方式安装在安装腔中，这样安装好的安装壳体能够密封安装腔上端的开口。具体实施时，导热垫片、电路板和温度传感器芯片壳体的横截面尺寸尽可能一致，安装腔的尺寸大小尽可能与安装壳体相匹配。这样方便导热垫片、电路板和温度传感器芯片的安装，同时也不占用太大的空间。

为了更加安全可靠地固定触头和温度传感器。所述固定头1下端的内表面上分别从固定头1的两端面向其中部凹陷正对设有一对连接槽6，且两连接槽6正对的侧面之间留有间隔形成隔断部，两连接槽6的上端开口；隔断部上设有一连通两连接槽6的第一通孔；还包括两个连接块7，两连接块7刚好能够安装在两连接槽6中，安装好的两连接块7的上侧面为与固定头1内表面弧度相等的弧面，且两连接块7中与圆柱形空腔的轴线方向平行的方向上还设有第二通孔，安装好的两连接块7中第二通孔和第一通孔正对设置；两连接块7通过穿过第一通孔和两个第二通孔的螺栓8固定在连接槽6上。

隔断部用于对安装在圆柱形空腔内的触头进行限位，该结构通过旋紧螺母，使装在螺栓上轴向对称分布的连接块发生相对运动，促使连接块将触头紧固。为了方便加工，两连接槽尺寸大小应相等，两连接块尺寸大小应相等。连接块上设有弧面是为了与触头外表面的弧面相匹配。最为最优方案，连接块上的弧面应与圆柱形空腔的内表面相衔接，不应凸出圆柱形空腔的内表面。第一通孔和两个第二通孔正对设置，且两连接块通过穿过第一通孔和两个第二通孔的螺栓固定在连接槽6上，才能保证旋转螺母时，两连接块发生相对运动，同时向螺栓的中部移动，紧固触头。具体实施时，为了减小整个固定头安装时占用的空间，固定头的侧壁的外表面向外凸出设有连接部，连接部的厚度与固定头的厚度相等，连接槽由连接部的位置从固定头的两端面向其中部凹陷正对设置。

为了更加安全可靠地固定温度传感器。所述连接槽的底面为倾斜面，该倾斜面中靠近所述隔断部的一端向靠近连接槽中部的方向倾斜；所述连接块的底面为与连接槽中倾斜面的斜度相匹配的倾斜面。连接槽的底面为倾斜面，使得在旋转螺母将触头紧固时，两个连接块向螺栓中部收紧的效果更好。所述连接块的底面为斜度相匹配的倾斜面，使得安装好的连接块与连接槽中间隙更小，安装更牢固。其中连接块中倾斜面倾斜的方向为旋转螺母时连接块收紧的方向。

所述固定头1采用塑料或陶瓷材料制成；螺栓8和连接块7采用金属材料制成，且边缘打磨圆滑。螺栓和连接块的金属件边缘全部打磨圆滑并与触头接触，不会产生尖端放电现象，避免引入新的安全隐患。

一种上述高压开关柜内温度传感器的固定结构的装配方法，包括以下步骤：

1）将导热垫片5、电路板4和温度传感器芯片依次从下到上安装在固定头1的安装腔中；

2）将两连接块7分别安装在固定头1的两连接槽6中，并用螺栓8穿过第一通孔和两个第二通孔设置，将螺母连接在螺栓的一端上；

3）将触头2穿过固定头1的圆柱形空腔设置，旋转螺母，使得连接块7将触头2紧固，导热垫片的弯曲底面与触头外表面紧密贴合。

该方法首先将温度传感器芯片、电路板及导热垫片组装好，放入固定头的安装腔中。如设有安装壳体，则先将温度传感器芯片和电路板从上到下安装在安装壳体中，然后将导热垫片和组装好的安装壳体安装在安装腔中，安装壳体设有限位边，则将安装壳体的上端穿出安装腔的开口处，下端的限位边抵接在安装腔的凸边上的方式安装在安装腔中。然后，将螺栓、螺母与连接块安装到固定头的连接槽中。最后将触头穿过固定头的圆柱形空腔，调整螺母，使导热垫片与触头紧密接触。该方法通过旋紧螺母，使装在螺栓上轴向对称分布的连接块发生相对运动，促使连接块将触头紧固。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.高压开关柜内温度传感器的固定结构，其特征在于，包括整体为管状结构且水平设置的固定头，固定头中部的空腔为直径和触头外直径相等的圆柱形空腔，使得触头能够穿过圆柱形空腔安装在固定头上；固定头上端还设有贯穿固定头内外表面的安装腔，安装腔和圆柱形空腔连通；还包括导热垫片；导热垫片、电路板和温度传感器芯片依次从下到上安装在安装腔中，其中导热垫片具有一向内凹陷的弯曲底面，且导热垫片的弯曲底面靠近安装腔下端开口处设置；电路板为双层板，电路板底层铺设有一层金属层，电路板以其金属层紧贴导热垫片顶面设置在导热垫片上；温度传感器芯片设置在电路板顶层上，且温度传感器芯片的感应端连接至电路板的金属层。

2.如权利要求1所述的高压开关柜内温度传感器的固定结构，其特征在于，所述安装腔的侧壁上凸出设置有一圈与安装腔侧壁垂直的凸边；还包括下端开口的中空的安装壳体，所述电路板和温度传感器芯片从下到上依次安装在安装壳体中，且电路板的底层靠近安装壳体下端的开口处设置；安装壳体的下端的外表面水平凸出设有一圈限位边；安装壳体以其上端穿出安装腔上端的开口处，下端的限位边抵接在安装腔的凸边上的方式安装在安装腔中。

3.如权利要求1所述的高压开关柜内温度传感器的固定结构，其特征在于，所述固定头下端的内表面上分别从固定头的两端面向其中部凹陷正对设有一对连接槽，且两连接槽正对的侧面之间留有间隔形成隔断部，两连接槽的上端开口；隔断部上设有一连通两连接槽的第一通孔；还包括两个连接块，两连接块刚好能够安装在两连接槽中，安装好的两连接块的上侧面为与固定头内表面弧度相等的弧面，且两连接块中与圆柱形空腔的轴线方向平行的方向上还设有第二通孔，安装好的两连接块中第二通孔和第一通孔正对设置；两连接块通过穿过第一通孔和两个第二通孔的螺栓固定在连接槽上。

4.如权利要求3所述的高压开关柜内温度传感器的固定结构，其特征在于，所述连接槽的底面为倾斜面，该倾斜面中靠近所述隔断部的一端向靠近连接槽中部的方向倾斜；所述连接块的底面为与连接槽中倾斜面的斜度相匹配的倾斜面。

5.如权利要求1所述的高压开关柜内温度传感器的固定结构，其特征在于，所述固定头采用塑料或陶瓷材料制成；螺栓和连接块采用金属材料制成，且边缘打磨圆滑。

6.一种如权利要求3所述的高压开关柜内温度传感器的固定结构的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将导热垫片、电路板和温度传感器芯片依次从下到上安装在固定头的安装腔中；

2）将两连接块分别安装在固定头的两连接槽中，并用螺栓穿过第一通孔和两个第二通孔设置，将螺母连接在螺栓的一端上；

3）将触头穿过固定头的圆柱形空腔设置，旋转螺母，使得连接块将触头紧固，导热垫片的弯曲底面与触头外表面紧密贴合。