CN106067612A - 直流高压电连接器及其连接可靠性检测方法 - Google Patents

直流高压电连接器及其连接可靠性检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种直流高压电连接器及其连接可靠性检测方法，属于电连接器技术领域。本发明通过在常规的电连接器上添加两个辅助连接点，并配以相应的检测设备，巧妙地实现了电连接器在连接过程中自身连接可靠性检测及状态显示，避免了高压电连接器的松脱、虚接可能造成人员的触电和设备的损害。

Description

直流高压电连接器及其连接可靠性检测方法
技术领域
本发明涉及电连接器技术领域，具体涉及一种直流高压电连接器及其连接可靠性检测方法。
背景技术
电连接器作为一种用于实现电信号的传输和控制以及电子与电气设备之间的电连接的基础元件。在航天、电子、通信等行业应用广泛，数量可观，地位重要。电连接器要求在各种恶劣的环境、各种苟刻的条件下可靠地沟通电路、传递信息、实现特定的功能，其可靠性直接影响到设备能否可靠工作，由电连接器失效而导致系统故障的事例时有发生。电气连接的可靠性一直以来广受关注。尽管在电力系统中采用了各种各样预防性的维护措施，并且有多个标准/规范提供指导，但是系统可靠性的有关问题依然普遍存在。
当前的高压连接器大多不能确认连接是否到位。工作中，高压电连接器的松脱、虚接可能造成人员的触电和设备的损害。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何准确检测及显示电连接器连接状态，有效防止连接器虚接和松脱。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种直流高压电连接器，包括插头和插座，所述插座安装在高压设备上，所述插头与电缆连接，电连接器为5芯，其中第一芯和第二芯为高压电源的传输触点，第三芯和第四芯为连接可靠性辅助触点，第五芯为接地点，所述插座上还集成有可靠性检测设备，插头的第三芯和第四芯短接，以便于插头插入插座时，所述可靠性检测设备通过检测插座的第三芯与第四芯之间的接触电阻来实现连接可靠性的检测，在插座上还设置有发光二极管，发光二极管显示三种颜色信息，分别代表连接可靠、虚接及松脱。
优选地，所述可靠性检测设备包括恒流源和电压采集电路，插座的第三芯上具有电流接入端和电压接入端，第四芯上也具有电流接入端和电压接入端，两个电流接入端用于接恒流源，两个电压接入端用于连接电压采集电路；
所述电压采集电路包括放大电路、滤波电路、AD转换电路及微处理器，电压接入端连接信号放大电路，测量的插座第三芯与第四芯之间的电压经放大后再依次经过滤波电路、AD转换电路，最终传到微处理器，微处理器根据采集到的电压与恒流源电流计算得到插座的第三芯与第四芯之间的接触电阻，并根据接触电阻阻值确定电连接器状态，向发光二极管发出开关指令，打开相应发光二极管来指示电连接器状态。
优选地，所述信号放大电路采用两级放大器，第一级放大器采用仪表放大器，滤波电路采用二阶有源滤波电路。
本发明还提供了一种所述的直流高压电连接器实现连接可靠性检测的方法，包括以下步骤：
S1、将插头插入插座；
S2、将插座的第三芯、第四芯上的电流接入端接恒流源，电压接入端连接电压采集电路的信号放大电路，测量的插座第三芯与第四芯之间的电压经放大后依次经过滤波电路滤波、AD转换电路进行模数转换，最终传到微处理器；
S3、微处理器根据采集到的电压与恒流源电流计算得到插座的第三芯与第四芯之间的接触电阻，并根据接触电阻阻值确定电连接器状态，向发光二极管发出开关指令，打开相应发光二极管来指示电连接器状态。
优选地，微处理器根据接触电阻阻值确定电连接器状态的方式为：当电阻小于0.1Ω，则认为连接可靠；当电阻在0.1Ω～1Ω之间，则认为虚接；大于1Ω则判断电连接器松脱，连接可靠、虚接及松脱将在插座上的发光二极管上分别显示绿、黄、红三种信息。
(三)有益效果
本发明通过在常规的电连接器上添加两个辅助连接点，并配以相应的检测设备，巧妙地实现了电连接器在连接过程中自身连接可靠性检测及状态显示，避免了高压电连接器的松脱、虚接可能造成人员的触电和设备的损害。
附图说明
图1为本发明实施例的电连接器的插头视图，其中a为正视图，b为剖视图；
图2为本发明实施例提供的电连接器的插座视图，其中a为正视图，b为剖视图；
图3为本发明实施例提供的电连接器接触电阻可靠性检测设备及其连接原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供了一种直流高压电连接器，包括插头和插座，所述插座安装在高压设备上，所述插头与电缆连接。
如图1、图2所示，电连接器为5芯，其中第一芯1和第二芯2为高压电源的传输触点，第三芯3和第四芯4为连接可靠性辅助触点，第五芯5为接地点，所述插座上还集成有可靠性检测设备，插头插入插座之前将插头的第三芯3和第四芯4短接，以便于插头插入插座时，所述可靠性检测设备通过检测插座的第三芯3与第四芯4之间的接触电阻来实现连接可靠性的检测，在插座上还设置有发光二极管，发光二极管显示三种颜色信息，分别代表连接可靠、虚接及松脱。
如图3所示，所述可靠性检测设备包括恒流源和电压采集电路，插座的第三芯3上具有电流接入端和电压接入端，第四芯上也具有电流接入端和电压接入端，两个电流接入端用于接恒流源，两个电压接入端用于连接电压采集电路；当电连接器的插头插入到插座中时，插座的3、4点导通，恒流源回路通电，微处理器检测到恒流源通过电流时，同步触发接触电阻检测。未触发接触电阻检测时，发光二极管不亮，表示高压连接器未连接。
所述电压采集电路包括放大电路、滤波电路、AD转换电路及微处理器，电压接入端连接信号放大电路，测量的插座第三芯3与第四芯4之间的电压经放大后再依次经过滤波电路、AD转换电路，最终传到微处理器，微处理器根据采集到的电压与恒流源电流计算得到插座的第三芯3与第四芯4之间的接触电阻，并根据接触电阻阻值确定电连接器状态，向发光二极管发出开关指令，打开相应发光二极管来指示电连接器状态。
恒流源的电源为1A左右，它由高压设备的低压电路来供电，采用稳压芯片来实现。所述信号放大电路采用两级放大器，第一级放大器采用仪表放大器，以抑制噪声，提高采集精度，滤波电路采用二阶有源滤波电路，输入阻抗高，输出阻抗低，具有较好的隔离性能。AD转换电路采用16位以上的AD转换芯片。
恒流源、信号处理电路、AD转换电路及微处理器均集成在一块电路板上，提高了设备集成度，减少安装空间。优选地，该部分电路集成到高压设备的控制器上。
电路板上还可以布置串行通讯模块，将电连接器状态发送至其他高级控制器及监控设备。
本发明还提供了一种所述的直流高压电连接器实现连接可靠性检测的方法，包括以下步骤：
S1、将插头插入插座；
S2、将插座的第三芯、第四芯上的电流接入端接恒流源，电压接入端连接电压采集电路的信号放大电路，测量的插座第三芯与第四芯之间的电压经放大后依次经过滤波电路滤波、AD转换电路进行模数转换，最终传到微处理器；
S3、微处理器根据采集到的电压与恒流源电流计算得到插座的第三芯与第四芯之间的接触电阻，并根据接触电阻阻值确定电连接器状态，向发光二极管发出开关指令，打开相应发光二极管来指示电连接器状态。
微处理器基于开尔文电桥原理根据接触电阻阻值确定电连接器状态的方式具体为：当电阻小于0.1Ω，则认为连接可靠；当电阻在0.1Ω～1Ω之间，则认为虚接；大于1Ω则判断电连接器松脱，连接可靠、虚接及松脱将在插座上的发光二极管上分别显示绿、黄、红三种信息。
接触电阻的检测在插头未接入插座时并不进行，此时发光二极管不亮，代表插头未接入。当插头插入插座后，恒流源回路电流接通，同步触发微处理器进行接触电阻检测。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种直流高压电连接器，其特征在于，包括插头和插座，所述插座安装在高压设备上，所述插头与电缆连接，电连接器为5芯，其中第一芯和第二芯为高压电源的传输触点，第三芯和第四芯为连接可靠性辅助触点，第五芯为接地点，所述插座上还集成有可靠性检测设备，插头的第三芯和第四芯短接，以便于插头插入插座时，所述可靠性检测设备通过检测插座的第三芯与第四芯之间的接触电阻来实现连接可靠性的检测，在插座上还设置有发光二极管，发光二极管显示三种颜色信息，分别代表连接可靠、虚接及松脱。
2.如权利要求1所述的直流高压电连接器，其特征在于，所述可靠性检测设备包括恒流源和电压采集电路，插座的第三芯上具有电流接入端和电压接入端，第四芯上也具有电流接入端和电压接入端，两个电流接入端用于接恒流源，两个电压接入端用于连接电压采集电路；
所述电压采集电路包括放大电路、滤波电路、AD转换电路及微处理器，电压接入端连接信号放大电路，测量的插座第三芯与第四芯之间的电压经放大后再依次经过滤波电路、AD转换电路，最终传到微处理器，微处理器根据采集到的电压与恒流源电流计算得到插座的第三芯与第四芯之间的接触电阻，并根据接触电阻阻值确定电连接器状态，向发光二极管发出开关指令，打开相应发光二极管来指示电连接器状态。
3.如权利要求1或2所述的直流高压电连接器，其特征在于，所述信号放大电路采用两级放大器，第一级放大器采用仪表放大器，滤波电路采用二阶有源滤波电路。
4.一种权利要求2或3所述的直流高压电连接器实现连接可靠性检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将插头插入插座；
S2、将插座的第三芯、第四芯上的电流接入端接恒流源，电压接入端连接电压采集电路的信号放大电路，测量的插座第三芯与第四芯之间的电压经放大后依次经过滤波电路滤波、AD转换电路进行模数转换，最终传到微处理器；
S3、微处理器根据采集到的电压与恒流源电流计算得到插座的第三芯与第四芯之间的接触电阻，并根据接触电阻阻值确定电连接器状态，向发光二极管发出开关指令，打开相应发光二极管来指示电连接器状态。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，微处理器根据接触电阻阻值确定电连接器状态的方式为：当电阻小于0.1Ω，则认为连接可靠；当电阻在0.1Ω～1Ω之间，则认为虚接；大于1Ω则判断电连接器松脱，连接可靠、虚接及松脱将在插座上的发光二极管上分别显示绿、黄、红三种信息。
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