CN105244600A - 封闭式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封闭式变压器，包括有柜体，所述柜体内设有用于放置变压装置的变压腔，所述柜体还包括有设于变压腔上方的电路搁置腔，所述电路搁置腔的上方还设有第一空腔，所述第一空腔的上方还设有第二空腔；所述电路搁置腔内设有用于与外界通信的通信电路，还包括有设于第二空腔内的通信天线，所述通信天线用于通信电路发射和接收信号；通过设置腔体外壳，使得变压装置能设于内，而免受外界尘土和雨水侵蚀。

Description

封闭式变压器

技术领域

本发明涉及一种封闭式变压器。

背景技术

目前，变压器一般都是直接裸露设置，这样不仅容易进入灰尘而且还容易被腐蚀；另外，由于变压器的交变电流产生的电场干扰，因此往往变压器是不会附带通信器材的，因为变压器产生的一些电场干扰会干扰一些普通的天线，因此即便放置通信器材，其通信质量也不高。但是随着未来变压器的智能化建设，就需要户外变压器需要较完善的通信功能，因此，安装在变压器上的通信天线必须具备较好的天线特性。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种封闭式变压器。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种封闭式变压器，包括有柜体，所述柜体内设有用于放置变压装置的变压腔，所述柜体还包括有设于变压腔上方的电路搁置腔，所述电路搁置腔的上方还设有第一空腔，所述第一空腔的上方还设有第二空腔；所述电路搁置腔内设有用于与外界通信的通信电路，还包括有设于第二空腔内的通信天线，所述通信天线用于通信电路发射和接收信号。

其中，所述通信天线包括有圆形PCB板，所述PCB板正面上设有弧形的第一振子臂，还包括有第二弧形的第二振子臂，所述第二振子臂的半径小于第一振子臂；所述第一振子臂的弧长大于第二振子臂的弧长；所述第一振子臂的开口朝向第二振子臂，所述第二振子臂的开口朝向第一振子臂；

所述第一振子臂的弧形臂中心向外延伸有第一连接臂，所述第一连接臂自由端横向设有第一辐射臂，还包括有与第一辐射臂平行且长度短于第一辐射臂的第二辐射臂，还包括有与第二辐射臂平行且长度短于第二辐射臂的第三辐射臂，还包括有与第三辐射臂平行且长度短于第三辐射臂的第四辐射臂；

所述第二振子臂的弧形臂中心向外延伸有第二连接臂，所述第二连接臂自由端横向设有第五辐射臂，还包括有与第五辐射臂平行且长度短于第五辐射臂的第六辐射臂，还包括有与第六辐射臂平行且长度短于第六辐射臂的第七辐射臂，还包括有与第七辐射臂平行且长度短于第七辐射臂的第八辐射臂；

还包括有弧形的、且弧口朝向第一振子臂的第三振子臂，所述第三振子臂与第一振子通过馈电杆连接；所述第三振子臂向内延伸出有梯形的第四振子臂，所述第四振子臂的顶边设有多个半圆形凹口；

还包括有弧形的、且弧口朝向第一振子臂的第五振子臂，所述第五振子臂与第二振子通过馈电杆连接；所述第五振子臂向内延伸出有梯形的第六振子臂，所述第六振子臂的顶边设有多个半圆形凹口；

所述PCB板的背面设有两个分别与第一振子臂和第二振子臂对应的馈电孔。

其中，所述第三振子臂的弧长和第五振子臂的弧长相同；设第三振子臂的弧长为L3,第一振子臂的弧长为L1，第二振子臂的弧长为L2，所述L1=L2+0.25L3。

其中，所述第四辐射臂的外侧为锯齿状，所述第八辐射臂的外侧为锯齿状。

其中，所述第二振子臂内还设有一圆形的寄生振子片。

其中，所述第一空腔设有一隔离板，所述通信天线设于隔离板之上，隔离板与通信天线之间的距离大于2cm。

其中，所述隔离板为一圆形金属板，所述隔离板上均匀设置有多个六边形通孔。

其中，所述PCB板的外围设有一圈屏蔽圈。

其中，还包括有一端与变压腔连通，另外一端接有冷风机的冷风管道；所述冷风机用于通过冷风管道向变压腔输送降温用的冷风；

其中，还包括有进风管道、出风管道以及尘虑装置，进风管道的一端和出风管道的一端分别与变压腔的侧连通，所述尘虑装置的进气口和出气口分别与进风管道的另一端和出风管道的另一端连通；

其中，所述变压腔的腔体内表面涂设有金属屏蔽层；

本发明的有益效果为：通过设置腔体外壳，使得变压装置能设于内，而免受外界尘土和雨水侵蚀。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；

图2是本发明的通信天线的俯视图；

图3是本发明的通信天线的仰视图；

图4是本发明的隔离板的结构示意图；

图5是本发明的通信天线与隔离盘不合配时的频率范围仿真测试图；

图6是本发明的通信天线与隔离盘合配时的频率范围仿真测试图；

图7是本发明的通信天线的方向图；

图1至图7中的附图标记说明：

1-柜体；2-变压腔；3-电路搁置腔；4-第二空腔；5-第一空腔；6-通信天线；71-冷风机；72-冷风管道；81-进风管道；82-出风管道；83-尘虑装置；

90-PCB板；95-隔离板；

911-第一振子臂；912-第二振子臂；913-第三振子臂；914-第四振子臂；915-第五振子臂；916-第六振子臂；

921-第一连接臂；922-第二连接臂；

931-第一辐射臂；932-第二辐射臂；933-第三辐射臂；934-第四辐射臂；935-第五辐射臂；936-第六辐射臂；937-第七辐射臂；938-第八辐射臂；

941-寄生振子片；942-馈电孔；

951-通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至7所示，本实施例所述的一种封闭式变压器，包括有柜体1，所述柜体1内设有用于放置变压装置的变压腔2，所述柜体1还包括有设于变压腔2上方的电路搁置腔3，所述电路搁置腔3的上方还设有第一空腔5，所述第一空腔5的上方还设有第二空腔4；所述电路搁置腔3内设有用于与外界通信的通信电路，还包括有设于第二空腔4内的通信天线6，所述通信天线6用于通信电路发射和接收信号；通过设置腔体外壳，使得变压装置能设于内，而免受外界尘土和雨水侵蚀。通信电路为现有技术，再次不再累述。由于变压器电场强度较大，因此需要通信天线6具备较宽的频率范围和较好的隔离度，而且方向性越优化越好。

本实施例所述的一种封闭式变压器，所述通信天线6包括有圆形PCB板90，所述PCB板90正面上设有弧形的第一振子臂911，还包括有第二弧形的第二振子臂912，所述第二振子臂912的半径小于第一振子臂911；所述第一振子臂911的弧长大于第二振子臂912的弧长；所述第一振子臂911的开口朝向第二振子臂912，所述第二振子臂912的开口朝向第一振子臂911；

所述第一振子臂911的弧形臂中心向外延伸有第一连接臂921，所述第一连接臂921自由端横向设有第一辐射臂931，还包括有与第一辐射臂931平行且长度短于第一辐射臂931的第二辐射臂932，还包括有与第二辐射臂932平行且长度短于第二辐射臂932的第三辐射臂933，还包括有与第三辐射臂933平行且长度短于第三辐射臂933的第四辐射臂934；

所述第二振子臂912的弧形臂中心向外延伸有第二连接臂922，所述第二连接臂922自由端横向设有第五辐射臂935，还包括有与第五辐射臂935平行且长度短于第五辐射臂935的第六辐射臂936，还包括有与第六辐射臂936平行且长度短于第六辐射臂936的第七辐射臂937，还包括有与第七辐射臂937平行且长度短于第七辐射臂937的第八辐射臂938；

还包括有弧形的、且弧口朝向第一振子臂911的第三振子臂913，所述第三振子臂913与第一振子通过馈电杆连接；所述第三振子臂913向内延伸出有梯形的第四振子臂914，所述第四振子臂914的顶边设有多个半圆形凹口；

还包括有弧形的、且弧口朝向第一振子臂911的第五振子臂915，所述第五振子臂915与第二振子通过馈电杆连接；所述第五振子臂915向内延伸出有梯形的第六振子臂916，所述第六振子臂916的顶边设有多个半圆形凹口；

所述PCB板90的背面设有两个分别与第一振子臂911和第二振子臂912对应的馈电孔942。

通过不小于550次的微带电路结构设计，以及通过不低于500次仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构和与之配合的隔离板95结构，该天线与隔离板95配合时具备较宽的频率范围以及较好的隔离度和方向性以及增益性能，完全符合使用要求，提升了其通信性能。

本实施例所述的一种高压电站检测装置，所述第一空腔5设有一隔离板95，所述通信天线6设于隔离板95之上，隔离板95与通信天线6之间的距离大于2cm。本实施例所述的一种高压电站检测装置，所述隔离板95为一圆形金属板，所述隔离板95上均匀设置有多个六边形通孔951。尤其是当除去该结构隔离板95或者放置普通金属隔离板95，如图5，该天线带宽可用频率范围仍然高达1.7GHz至2.65GHz；基本满足通信频段的要求，其增益也较高，频带内平均增益大于8.952dBi；满足实际使用需要。该形状隔离板95的设计也是通过仿真和不断试验设计得出，其中，当将本隔离板95放置其他现有技术天线配合时包括螺旋立体天线，其匹配性不高，隔离性能增强不明显，在测试普通天线时，配合上本隔离板95，平均增益增加0.01-0.15dBi或不增加，隔离性能不变，频段无改变。而在实际测试与测试之前的仿真中可以得知，当本方案中的通信天线6与本方案的隔离板95配合时测试，本方案的通信天线6的带宽、隔离度、增益方面均超过不加隔离板95时的天线设计，其中配合后的仿真值如图6。该整体天线系统带宽可用频率范围达到了1.6GHz至2.85GHz；其增益也明显增加，频带内平均增益大于9.4dBi，相比上升0.3dBi左右；另外其隔离度如果图频带内隔离度，隔离度表现较好，如图6，在S3中可以看出在频率范围内隔离度大于25.5dB。其方向性也好，如图7所述，其为全向性天线。

实施例2。

本实施例所述的一种封闭式变压器，所述第三振子臂913的弧长和第五振子臂915的弧长相同；设第三振子臂913的弧长为,第一振子臂911的弧长为L1，第二振子臂912912的弧长为L2，所述L1=L2+0.25L3。设置上述参数限制后，通过大量实验和仿真发现，其增益更加稳定，隔离度也保持在较高的水平。上述参数在不断测试和调整中得出，其为最稳定和性能最佳的具体参数，具体实际测试结HFSS15软件计算得出，该整体系统天线带宽可用频率范围在1.6GHz至2.8GHz内部调频；频带内平均增益大于9.35dBi，阻抗降低；在频率范围内隔离度大于26dB；在实际测试中发现，外界环境的变化，如温度、磁场影响的变化在一定范围内，例如温度在10度上下的幅度变化，采用上述参数和特定数值时，其稳定性很强，频段保持度较好。

本实施例所述的一种封闭式变压器，所述第四辐射臂934的外侧为锯齿状，所述第八辐射臂938的外侧为锯齿状；设置锯齿可有效增加隔离度。

本实施例所述的一种封闭式变压器，所述第二振子臂912内还设有一圆形的寄生振子片941，对增益改善有明显帮助。

本实施例所述的一种封闭式变压器，还包括有一端与变压腔2连通，另外一端接有冷风机71的冷风管道72；所述冷风机71用于通过冷风管道72向变压腔2输送降温用的冷风；放置变压装置温度过高。

本实施例所述的一种封闭式变压器，还包括有进风管道81、出风管道82以及尘虑装置83，进风管道81的一端和出风管道82的一端分别与变压腔2的侧连通，所述尘虑装置83的进气口和出气口分别与进风管道81的另一端和出风管道82的另一端连通；尘虑为现有技术，再次不再赘述，尘虑装置83内一般含抽气蹦、滤网等。

本实施例所述的一种封闭式变压器，所述变压腔2的腔体内表面涂设有金属屏蔽层；用于提高电磁屏蔽，尽量减少对通信天线6的影响。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种封闭式变压器，其特征在于：包括有柜体（1），所述柜体（1）内设有用于放置变压装置的变压腔（2），所述柜体（1）还包括有设于变压腔（2）上方的电路搁置腔（3），所述电路搁置腔（3）的上方还设有第一空腔（5），所述第一空腔（5）的上方还设有第二空腔（4）；所述电路搁置腔（3）内设有用于与外界通信的通信电路，还包括有设于第二空腔（4）内的通信天线（6），所述通信天线（6）用于通信电路发射和接收信号；

还包括有一端与变压腔（2）连通，另外一端接有冷风机（71）的冷风管道（72）；所述冷风机（71）用于通过冷风管道（72）向变压腔（2）输送降温用的冷风；

还包括有进风管道（81）、出风管道（82）以及尘虑装置（83），进风管道（81）的一端和出风管道（82）的一端分别与变压腔（2）的侧连通，所述尘虑装置（83）的进气口和出气口分别与进风管道（81）的另一端和出风管道（82）的另一端连通。

2.根据权利要求1所述的一种封闭式变压器，其特征在于：所述通信天线（6）包括有圆形PCB板（90），所述PCB板（90）正面上设有弧形的第一振子臂（911），还包括有第二弧形的第二振子臂（912），所述第二振子臂（912）的半径小于第一振子臂（911）；所述第一振子臂（911）的弧长大于第二振子臂（912）的弧长；所述第一振子臂（911）的开口朝向第二振子臂（912），所述第二振子臂（912）的开口朝向第一振子臂（911）；

所述第一振子臂（911）的弧形臂中心向外延伸有第一连接臂（921），所述第一连接臂（921）自由端横向设有第一辐射臂（931），还包括有与第一辐射臂（931）平行且长度短于第一辐射臂（931）的第二辐射臂（932），还包括有与第二辐射臂（932）平行且长度短于第二辐射臂（932）的第三辐射臂（933），还包括有与第三辐射臂（933）平行且长度短于第三辐射臂（933）的第四辐射臂（934）；

所述第二振子臂（912）的弧形臂中心向外延伸有第二连接臂（922），所述第二连接臂（922）自由端横向设有第五辐射臂（935），还包括有与第五辐射臂（935）平行且长度短于第五辐射臂（935）的第六辐射臂（936），还包括有与第六辐射臂（936）平行且长度短于第六辐射臂（936）的第七辐射臂（937），还包括有与第七辐射臂（937）平行且长度短于第七辐射臂（937）的第八辐射臂（938）；

还包括有弧形的、且弧口朝向第一振子臂（911）的第三振子臂（913），所述第三振子臂（913）与第一振子通过馈电杆连接；所述第三振子臂（913）向内延伸出有梯形的第四振子臂（914），所述第四振子臂（914）的顶边设有多个半圆形凹口；

还包括有弧形的、且弧口朝向第一振子臂（911）的第五振子臂（915），所述第五振子臂（915）与第二振子通过馈电杆连接；所述第五振子臂（915）向内延伸出有梯形的第六振子臂（916），所述第六振子臂（916）的顶边设有多个半圆形凹口；

所述PCB板（90）的背面设有两个分别与第一振子臂（911）和第二振子臂（912）对应的馈电孔（942）。

3.根据权利要求2所述的一种封闭式变压器，其特征在于：所述第三振子臂（913）的弧长和第五振子臂（915）的弧长相同；设第三振子臂（913）的弧长为L3,第一振子臂（911）的弧长为L1，第二振子臂（912）的弧长为L2，所述L1=L2+0.25L3。

4.根据权利要求2所述的一种封闭式变压器，其特征在于：所述第四辐射臂（934）的外侧为锯齿状，所述第八辐射臂（938）的外侧为锯齿状。

5.根据权利要求2所述的一种封闭式变压器，其特征在于：所述第二振子臂（912）内还设有一圆形的寄生振子片（941）。

6.根据权利要求2所述的一种封闭式变压器，其特征在于：所述第一空腔（5）设有一隔离板（95），所述通信天线（6）设于隔离板（95）之上，隔离板（95）与通信天线（6）之间的距离大于2cm。

7.根据权利要求6所述的一种封闭式变压器，其特征在于：所述隔离板（95）为一圆形金属板，所述隔离板（95）上均匀设置有多个六边形通孔（951）。

8.根据权利要求2所述的一种封闭式变压器，其特征在于：所述PCB板（90）的外围设有一圈屏蔽圈。