CN108258477A - 电力开关柜保护用信号线快速连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力开关柜保护用信号线快速连接器,包括插头、插座；插头与插座插装配合，插头包括上壳体、插针、上锁紧机构，上壳体端面上设有第一槽、第三槽，插针固接在第一槽内，上壳体的侧面上设有与第三槽相通的第二槽，上锁紧机构的弹性段固接于第二槽底面，上锁紧机构的锁紧段与第二槽滑动配合，插座包括下壳体、插套、固定柱，固定柱固接在底座壳体上且与第三槽滑动配合，固定柱与上锁紧机构的锁紧段卡紧配合，下壳体上设有与插针对应的第四槽，插套固接在第四槽内且与插针滑动压紧配合。综上所述，本发明安装、拆卸方便，稳定性强，可将不同方式接线的开关柜继电保护装置统一标准，从而达到省时省力、方便快捷的效果。

Description

电力开关柜保护用信号线快速连接器

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其涉及一种电力开关柜保护用信号线快速连接器。

背景技术

目前，开关柜继电保护装置更换工作已经常态化开展。但是，十几年的产品跨度，即使用原来的同一厂家产品也无法保证产品的端子接线的一致性，不同厂家产品接线更是完全不一致，从而，造成设备轮换时需要重新更换新的二次线，这些工作不仅工作量巨大，二次线重接造成二次回路可靠性下降，需要重新传动等巨大工作量，传统的继电保护装置更换工程每次都需要多个步骤流程，工作量大，耗时长，且工作要求精度高。如继电保护设备与端子排间配线出现错配，接触不良，空配等错误时只能在后期调试时发现配线问题，有很大的安全隐患。现有的接口插接不方便，接插后稳定性差，特别是在变电站等高电压环境中，接插不牢固会影响继电保护装置的性能，从而造成经济损失，甚至不可挽回的用电灾害。

发明内容

本发明提供一种安装、拆卸方便，稳定性强的通用接口，可将不同方式接线的开关柜继电保护装置统一标准，从而达到省时省力的效果。

为解决上述问题，本电力开关柜保护用信号线快速连接器，包括插装配合的插头和插座，其结构特点为：插头与插座插装配合，插头包括上壳体、插针、上锁紧机构，上壳体端面上设有第一槽、第三槽，插针固接在第一槽内，上壳体的侧面上设有与第三槽相通的第二槽，上锁紧机构的弹性段固接于第二槽底面，上锁紧机构的锁紧段与第二槽滑动配合，插座包括下壳体、插套、固定柱，固定柱固接在底座壳体上且与第三槽滑动配合，固定柱与上锁紧机构的锁紧段卡紧配合，下壳体上设有与插针对应的第四槽，插套固接在第四槽内且与插针滑动压紧配合；所述插针包括铜柱，铜柱下端固设有下端较细上端与铜柱等径设置的圆锥台；所述插套包括固设在第四槽底部的滑套，滑套内滑动插装有铜滑杆，铜滑杆下端固设有下限位环；铜滑杆上端同轴固设有与第四槽轴向滑动配合且口部向上的铜套，滑套上端面和铜套下端面之间的铜滑杆上套装有压紧弹簧，铜套内壁呈与圆锥台外周壁完全贴合的圆锥台状，铜套底部内设有同轴设置的上腔，铜滑杆内同轴设有与上腔连通且比上腔粗的下腔，上腔内轴向滑动插装有上轴，上轴下端固设有与下腔上端面限位配合的下台，下腔下段拧紧有螺柱，下腔内安装有支撑在螺柱和下台之间的下弹簧，上轴上端同轴固设有上端为尖下端为圆面的铜圆锥，圆锥台下部设有口部向下设置的圆锥腔，圆锥腔腔壁能与铜圆锥外周壁压紧配合。

本发明插头部分与继电保护装置通过线路连接，在插头部分中，电线进入第一槽内与插针连接，插座部分与电气设备通过线路连接，电线进入第四槽内与插套连接，插头与插座相对应并且是插装配合，这时插头上的插针与插座上的插套是压紧配合，从而实现电路的导通，需更换的继电保护装置时只需要将插头部分以及与插座统一的接线方式提供给厂家即可，在插头与插座完全插装配合时，插座上的固定柱完全进入到插头上的第三槽内，被与第三槽垂直相通的第二槽内的上锁紧机构卡紧，从而保证插头、插座插装配合的稳定性，拆分插头插座时，只需要按住上锁紧机构上的上压板，上压板推动第一滑块，卡块从固定柱上的卡槽中脱离，从而实现插头与插座之间的解锁，便可轻松拔出插头。

在本专利中，所述插针包括一根铜柱，铜柱横截面为圆形，这样可以保证铜柱在插装插套时外周受力均匀性，有助于顺畅拔插。铜柱下端固设有一个圆锥台，圆锥台具有两个端面，下端面直径较细上端面直径较粗，且上端直径与铜柱等径设置。这样设置的目的之一，就是在铜柱插入插套时起到对铜柱的导向作用，同时具有减小插入阻力、提高插入准确度的作用，因此提高了插装精度，有助于提高操作效率。所述插套包括固设在第四槽底部的滑套，滑套与第四槽同轴设置。滑套内滑动插装有一根铜滑杆，铜滑杆可以通过滑套在第四槽内外上下滑动。铜滑杆下端固设有一个下限位环，下限位环的作用是防止铜滑杆下端滑脱滑套而进入第四槽。铜滑杆上端固设有一个口部朝上设置的圆形铜套，铜套与铜滑杆同轴设置，铜套外壁与第四槽内壁轴向滑动配合。在本专利中，滑套上端面和铜套下端面之间的铜滑杆上套装有压紧弹簧，压紧弹簧的主要作用是将铜套弹性支撑起来。在本专利中，铜套内壁呈大口向上小口向下的圆锥台状，因为铜套内壁尺寸与圆锥台尺寸相同，因此铜套内壁能与圆锥台外周壁完全贴合在一起。当铜柱下端的圆锥台插入铜套时，铜柱会推动铜套向下滑动，此时压紧弹簧被压缩并对铜套施加弹力。当插头锁紧到插座上时，铜柱达到行程下止点，此时压紧弹簧对铜套的压紧力最大，也即铜套和圆锥台的压紧力最大，保证圆锥台外周面和铜套内壁电连接的可靠性。在本专利中，铜套底部内设有一个圆柱形上腔，上腔与铜套同轴设置。铜滑杆内设有一个圆柱形下腔，下腔与铜滑杆同轴设置。下腔与上腔连通，下腔直径比上腔直径粗。在本专利中，上腔内插装有一根上轴，上轴为圆柱，与上腔轴向滑动配合。上轴下端固设有下台，下台比上轴要粗，因此下台与下腔上端面限位配合。下腔下段拧紧有螺柱，螺柱上端面和下台下端面之间的下腔内安装有一个下弹簧，下弹簧的主要作用是弹性支撑下台，也即弹性向上支撑上轴。在本专利中，上轴上端固设有一个铜圆锥，铜圆锥为上端为尖下端为圆面的铜块，铜圆锥与上轴同轴设置。在本专利中，圆锥台下台面设有口部向下设置的圆锥腔，圆锥腔尺寸与铜圆锥尺寸相同，因此圆锥腔腔壁与铜圆锥外周壁压紧配合。当插针插入插套时，前端较细的圆锥台会引导铜柱准确而迅速地插入第四槽内。由于铜圆锥与圆锥台的圆锥腔的有效间距比铜套内壁与圆锥台的有效间距短，因此，铜柱继续插入时，圆锥腔会优先接触并压紧铜圆锥，此时下弹簧收缩开始对圆锥腔施加压力。当铜柱继续插入时，圆锥台外周接触并压紧铜套内壁。当铜柱下插到插头与插座锁紧状态时，铜圆锥与圆锥腔的接触面最大、压紧力达到最大，电连接最可靠；圆锥台外周与铜套内壁的接触面最大、压紧力达到最大，电连接最可靠。相对于传统插针插套结构而言，本专利的插针插套的接触面纵剖面呈“W”形，接触面更大，且弹性压紧保证了接触可靠性，从根本上保证了插头插座电连接的可靠性。

作为改进，所述下壳体侧面上设有第五槽，下壳体内设有与第五槽滑动配合的下锁紧机构，还包括导轨，插座通过下锁紧机构与导轨卡紧配合。

插座通过下锁紧机构固定在导轨上，拆装时只需要按压下压板，实现锁紧机构解锁，从而实现插座从导轨上脱离。

作为改进，所述固定柱为多个且分两排固设在下壳体端面上，左排固定柱的间距与右排固定柱的间距不同。

在本专利中，固定柱至少有三个作用，一个作用是在上壳体和下壳体插装配合时起导向作用，使两者能够快速装配，提高工作效率。第二个作用是通过卡块和卡槽将上壳体和下壳体固定锁紧在一起，实现上壳体和下壳体的快速锁紧及解锁，操作更方便。设导轨延伸的方向为左右方向，那么固设在下壳体上的两排固定柱就可以称之为左排固定柱和右排固定柱。在本专利中，左排固定柱中固定柱的间距与右排固定柱中固定柱的间距不同，即为非中心对称。因此，固定柱的第三个作用就是，使得插头与插座之间只有唯一的一个对应方向插装配合，避免了插头前后颠倒从而导致插错的可能，避免了因接错线路导致短路或烧毁机器的事故，具有提高工作效率和提高工作安全性的作用。

作为改进，所述下锁紧机构包括第二滑块、下压板、第一压块、第二压块、第二弹簧。第二压块与第一弹簧通过第二滑块固接，第一压块固接在下壳体的底面上，下压板与第二滑块是铰接配合，下压板的中端与下壳体是铰接配合。

下压板为凹状，下压板在中端位置与插座铰接，从而形成一个杠杆，下压板的一端与第二滑块铰接配合，安装时，只要按压下压板的另一端，由于杠杆原理，下压板摆动从而带动第二滑块沿着第五槽滑动，设于第二滑块上的第二压块随之向外移动，第一压块与第二压块的距离变大，这个时候将插座放置到导轨上，松开下压板，由于第二弹簧的作用第二滑块反向移动，第二压块压紧导轨，从而实现插座的固定。

作为改进，所述上壳体、下壳体分别设有与第一槽、第四槽相通的螺纹孔，螺纹孔内设有与之相配合的螺钉。

电线连接到插针、插套时，螺钉通过与第一槽或第四槽相通的螺纹孔进入第一槽或第四槽内，进而压紧电线。

作为改进，所述导轨为双凹槽导轨，导轨的底面设有螺纹孔。

双凹槽导轨为两个导轨通过一底板水平固接在一起，与之相对应的第一压块、第二压块同样是两组，这样增大了安装的稳定行，导轨通过底面的螺纹孔以及与之相配合的螺钉连接到开关柜的柜面上。

作为改进，上壳体上设有固接在上壳体端面上的顺线板。

接插完的线缆组通过扎带等捆扎在顺线板上，既美观有稳定可靠。

作为改进，固定柱的上端为尖状。

固定柱的上端设为尖状更方便插入到第三槽中。

综上所述本发明种安装、拆卸方便，稳定性强，可将不同方式接线的开关柜继电保护装置统一标准，从而达到省时省力、方便快捷的效果。

下面附图做进一步说明，

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的插头结构示意图；

图3为本发明的插座结构示意图；

图4为本发明的整体剖视图；

图5为上锁紧机构和下锁紧机构的对比结构示意图；

图6为插针和插套的配合结构示意图；

图7为插针和插套插装后的状态图。

具体实施方式

如图所示，该电力开关柜保护用信号线快速连接器包括插头1、插座2；插头1与插座2插装配合，插头1包括上壳体3、插针4、上锁紧机构5，上壳体3端面上设有第一槽6、第三槽8，插针4固接在第一槽6内，上壳体3的侧面上设有与第三槽8相通的第二槽7，上锁紧机构5的弹性段固接于第二槽7底面，上锁紧机构5的锁紧段与第二槽7滑动配合，插座2包括下壳体9、插套10、固定柱11，固定柱11固接在底座壳体上且与第三槽8滑动配合，固定柱11与上锁紧机构5的锁紧段卡紧配合，下壳体9上设有与插针4对应的第四槽12，插套10固接在第四槽12内且与插针4滑动压紧配合。

本发明插头1部分与继电保护装置通过线路连接，在插头1部分中，电线进入第一槽6内与插针4连接，插座2部分与电气设备通过线路连接，电线进入第四槽12内与插套10连接，插头1与插座2相对应并且是插装配合，这时插头1上的插针4与插座2上的插套10是压紧配合，从而实现电路的导通，需更换的继电保护装置时只需要将插头1部分以及与插座2统一的接线方式提供给厂家即可，在插头1与插座2完全插装配合时，插座2上的固定柱11完全进入到插头1上的第三槽8内，被与第三槽8垂直相通的第二槽7内的上锁紧机构5卡紧，从而保证插头1、插座2插装配合的稳定性，拆分插头1插座2时，只需要按住上锁紧机构5上的上压板16，上压板16推动第一滑块17，卡块19从固定柱11上的卡槽20中脱离，从而实现插头1与插座2之间的解锁，便可轻松拔出插头1。

在本专利中，所述插针包括一根铜柱01，铜柱横截面为圆形，这样可以保证铜柱在插装插套时外周受力均匀性，有助于顺畅拔插。铜柱下端固设有一个圆锥台02，圆锥台具有两个端面，下端面直径较细上端面直径较粗，且上端直径与铜柱等径设置。这样设置的目的之一，就是在铜柱插入插套时起到对铜柱的导向作用，同时具有减小插入阻力、提高插入准确度的作用，因此提高了插装精度，有助于提高操作效率。所述插套包括固设在第四槽底部的滑套03，滑套与第四槽同轴设置。滑套内滑动插装有一根铜滑杆04，铜滑杆可以通过滑套在第四槽内外上下滑动。铜滑杆下端固设有一个下限位环05，下限位环的作用是防止铜滑杆下端滑脱滑套而进入第四槽。铜滑杆上端固设有一个口部朝上设置的圆形铜套06，铜套与铜滑杆同轴设置，铜套外壁与第四槽内壁轴向滑动配合。在本专利中，滑套上端面和铜套下端面之间的铜滑杆上套装有压紧弹簧015，压紧弹簧的主要作用是将铜套弹性支撑起来。在本专利中，铜套内壁呈大口向上小口向下的圆锥台状，因为铜套内壁尺寸与圆锥台尺寸相同，因此铜套内壁能与圆锥台外周壁完全贴合在一起。当铜柱下端的圆锥台插入铜套时，铜柱会推动铜套向下滑动，此时压紧弹簧被压缩并对铜套施加弹力。当插头锁紧到插座上时，铜柱达到行程下止点，此时压紧弹簧对铜套的压紧力最大，也即铜套和圆锥台的压紧力最大，保证圆锥台外周面和铜套内壁电连接的可靠性。在本专利中，铜套底部内设有一个圆柱形上腔07，上腔与铜套同轴设置。铜滑杆内设有一个圆柱形下腔08，下腔与铜滑杆同轴设置。下腔与上腔连通，下腔直径比上腔直径粗。在本专利中，上腔内插装有一根上轴09，上轴为圆柱，与上腔轴向滑动配合。上轴下端固设有下台010，下台比上轴要粗，因此下台与下腔上端面限位配合。下腔下段拧紧有螺柱011，螺柱上端面和下台下端面之间的下腔内安装有一个下弹簧012，下弹簧的主要作用是弹性支撑下台，也即弹性向上支撑上轴。在本专利中，上轴上端固设有一个铜圆锥013，铜圆锥为上端为尖下端为圆面的铜块，铜圆锥与上轴同轴设置。在本专利中，圆锥台下台面设有口部向下设置的圆锥腔014，圆锥腔尺寸与铜圆锥尺寸相同，因此圆锥腔腔壁与铜圆锥外周壁压紧配合。当插针插入插套时，前端较细的圆锥台会引导铜柱准确而迅速地插入第四槽内。由于铜圆锥与圆锥台的圆锥腔的有效间距比铜套内壁与圆锥台的有效间距短，因此，铜柱继续插入时，圆锥腔会优先接触并压紧铜圆锥，此时下弹簧收缩开始对圆锥腔施加压力。当铜柱继续插入时，圆锥台外周接触并压紧铜套内壁。当铜柱下插到插头与插座锁紧状态时，铜圆锥与圆锥腔的接触面最大、压紧力达到最大，电连接最可靠；圆锥台外周与铜套内壁的接触面最大、压紧力达到最大，电连接最可靠。相对于传统插针插套结构而言，本专利的插针插套的接触面纵剖面呈“W”形，接触面更大，且弹性压紧保证了接触可靠性，从根本上保证了插头插座电连接的可靠性。

本发明中，所述下壳体9侧面上设有第五槽13，下壳体9内设有与第五槽13滑动配合的下锁紧机构14，还包括导轨15，插座2通过下锁紧机构14与导轨15卡紧配合。

插座2通过下锁紧机构14固定在导轨15上，拆装时只需要按压下压板27，实现锁紧机构解锁，从而实现插座2从导轨15上脱离。

本发明中，所述上锁紧机构5包括上压板16、第一滑块17、第一弹簧18，所述锁紧段为第一滑块17，所述弹性段为第一弹簧18，第一压块22与第一弹簧18通过第一滑块17固接在一起。

第一弹簧18的一端固接在第二槽7的底面，另一端固接在第一滑块17的一个端面上，第一滑块17的另一个端面与上压板16固接，使用过程中，按压上压板16即可实现上锁紧机构5在第二槽7内的滑动。

本发明中，所述第一滑块17上设有卡块19，所述固定柱11侧面上设有与卡块19卡紧配合的卡槽20。

在插座2与插头1完全插装配合时，固定柱11上的卡槽20位于第二槽7与第三槽8的交接处，上锁紧机构5上的卡块19随着上锁紧机构5的滑动进入卡槽20内，由于第一弹簧18的弹力作用，从而卡紧固定柱11。

本发明中，所述固定柱11为多个且分两排固设在下壳体9端面上，左排固定柱11之间的间距与右排固定柱11之间的间距不同。

在本专利中，固定柱至少有三个作用，一个作用是在上壳体和下壳体插装配合时起导向作用，使两者能够快速装配，提高工作效率。第二个作用是通过卡块和卡槽将上壳体和下壳体固定锁紧在一起，实现上壳体和下壳体的快速锁紧及解锁，操作更方便。设导轨延伸的方向为左右方向，那么固设在下壳体上的两排固定柱就可以称之为左排固定柱和右排固定柱。在本专利中，左排固定柱中固定柱的间距与右排固定柱中固定柱的间距不同，即为非中心对称。因此，固定柱的第三个作用就是，使得插头与插座之间只有唯一的一个对应方向插装配合，避免了插头前后颠倒从而导致插错的可能，避免了因接错线路导致短路或烧毁机器的事故，具有提高工作效率和提高工作安全性的作用。在本实施例中，左排固定柱和右排固定柱都各有两根固定柱，但是左排固定柱中固定柱间距远小于右排固定柱中固定柱间距，可以使工作人员一眼就能分辨出插装方向，提高了工作效率。

本发明中，所述下锁紧机构14包括第二滑块21、下压板27、第一压块22、第二压块23、第二弹簧28。第二压块23与第一弹簧18通过第二滑块21固接，第一压块22固接在下壳体9的底面上，下压板27与第二滑块21是铰接配合，下压板27的中端与下壳体9是铰接配合，下压板27为凹状，下压板27在中端位置与插座2铰接，从而形成一个杠杆，下压板27的一端与第二滑块21铰接配合，安装时，只要按压下压板27的另一端，由于杠杆原理，下压板27摆动从而带动第二滑块21沿着第五槽13滑动，设于第二滑块21上的第二压块23随之向外移动，第一压块22与第二压块23的距离变大，这个时候将插座2放置到导轨15上，松开下压板27，由于第二弹簧28的作用第二滑块21反向移动，第二压块23压紧导轨15，从而实现插座2的固定。

本发明中，所述上壳体3、下壳体9分别设有与第一槽6、第四槽12相通的螺纹孔24，螺纹孔24内设有与之相配合的螺钉25。

电线连接到插针4、插套10时，螺钉25通过与第一槽6或第四槽12相通的螺纹孔24进入第一槽6或第四槽12内，进而压紧电线。

本发明中，所述导轨15为双凹槽导轨15，导轨15的底面设有螺纹孔24。

双凹槽导轨15为两个导轨15通过一底板水平固接在一起，与之相对应的第一压块22、第二压块23同样是两组，这样增大了安装的稳定行，导轨15通过底面的螺纹孔24以及与之相配合的螺钉25连接到开关柜的柜面上。

本发明中，上壳体3上设有固接在上壳体3端面上的顺线板26。

接插完的线缆组通过扎带等捆扎在顺线板26上，既美观有稳定可靠。

本发明中，固定柱11的上端为尖状。

固定柱11的上端设为尖状更方便插入到第三槽8中。

Claims (7)

1.一种电力开关柜保护用信号线快速连接器，包括插装配合的插头（1）和插座（2），其特征为：插头（1）包括上壳体（3）、插针（4）、上锁紧机构（5），上壳体（3）中部设有由若干第一槽（6）组成的槽阵列，槽阵列外周设有若干第三槽（8），插针（4）固接在第一槽（6）内，上壳体（3）内还设有与第三槽（8）内端垂直连通的第二槽（7），上锁紧机构（5）包括固接于第二槽（7）底面的弹性段，还包括与第二槽（7）滑动配合的锁紧段；插座（2）包括下壳体（9）、插套（10）、固定柱（11），固定柱（11）固接在下壳体（9）上且与第三槽（8）一一对应插装配合，固定柱（11）内段能与上锁紧机构（5）的锁紧段卡紧配合，下壳体（9）上设有与插针（4）对应的第四槽（12），插套（10）固接在第四槽（12）内且与插针（4）滑动压紧配合；所述插针（4）包括铜柱（01），铜柱下端固设有下端较细上端与铜柱等径设置的圆锥台（02）；所述插套（10）包括固设在第四槽底部的滑套（03），滑套内滑动插装有铜滑杆（04），铜滑杆下端固设有下限位环（05）；铜滑杆上端同轴固设有与第四槽轴向滑动配合且口部向上的铜套（06），滑套上端面和铜套下端面之间的铜滑杆上套装有压紧弹簧（015），铜套内壁呈与圆锥台（02）外周壁完全贴合的圆锥台状，铜套底部内设有同轴设置的上腔（07），铜滑杆内同轴设有与上腔连通且比上腔粗的下腔（08），上腔内轴向滑动插装有上轴（09），上轴下端固设有与下腔上端面限位配合的下台（010），下腔下段拧紧有螺柱（011），下腔内安装有支撑在螺柱和下台之间的下弹簧（012），上轴上端同轴固设有上端为尖下端为圆面的铜圆锥（013），圆锥台（02）下部设有口部向下设置的圆锥腔（014），圆锥腔腔壁能与铜圆锥外周壁压紧配合；所述下壳体（9）侧面上设有第五槽（13），下壳体（9）内设有与第五槽（13）滑动配合的下锁紧机构（14），还包括导轨（15），插座（2）通过下锁紧机构（14）与导轨（15）卡紧配合。

2.如权利要求1所述的一种电力开关柜保护用信号线快速连接器，其特征为：所述固定柱（11）为多个且分两排固设在下壳体（9）端面上，左排固定柱的间距与右排固定柱的间距不同。

3.如权利要求2所述的一种电力开关柜保护用信号线快速连接器，其特征为：所述下锁紧机构（14）包括第二滑块（21）、下压板（27）、第一压块（22）、第二压块（23）、第二弹簧（28），第二压块（23）与第二弹簧（28）通过第二滑块（21）固接，第一压块（22）固接在下壳体（9）的底面上，第一压块（22）与第二压块（23）卡紧配合在导轨（15）两侧，下压板（27）与第二滑块（21）是铰接配合，下压板（27）中部与下壳体（9）是铰接配合。

4.如权利要求3所述的一种电力开关柜保护用信号线快速连接器，其特征为：所述上壳体（3）、下壳体（9）分别设有与第一槽（6）、第四槽（12）相通的螺纹孔（24），螺纹孔（24）内设有与之相配合的螺钉（25）。

5.如权利要求4所述的一种电力开关柜保护用信号线快速连接器，其特征为：所述导轨（15）为双凹槽导轨，导轨（15）的底面设有螺纹孔。

6.如权利要求5所述的一种电力开关柜保护用信号线快速连接器，其特征为：上壳体（3）端面上设有顺线板（26）。

7.如权利要求6所述的一种电力开关柜保护用信号线快速连接器，其特征为：固定柱（11）的上端为尖状。