CN109065383A - 一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，包括软磁条环和环形电路板，软磁条环的中心处连接有导电柱，导电柱的顶端中心处安装有支撑柱，支撑柱的顶端安装有调档螺杆，支撑柱与调档螺杆活动连接，导电柱的外侧壁接触连接环形电路板，环形电路板上安装有干簧管；本10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，环形电路板可以自由取下，调档螺杆和定位锁条可以自由转动，定位槽的个数与干簧管的个数相同，干簧管和定位槽均按照规律分布，设备使用后，同时可针对季节性负荷、电压、环境大数据进行数据建模、挖掘，提供调压档位辅助决策，与采集到的档位比对，指导调整，能显著减少供电公司及客户停电损失。

Description

一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体为一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置。

背景技术

无励磁分接开关相对于有载调压开关具有成本低、结构简单、操作方便、适应户外环境等特点，被广泛应用于额定电压10kV，额定电流63A或125A以下三相油浸变压器。当变压器的二次输出电压高于或低于额定值时，可在无励磁条件下人工调节分接开关，达到改变配变高低压线圈匝数比，调整出口电压的目的。

目前我国大部分地区农网配变主要采用无励磁分接开关调压方式，但调压档位无法在线采集，运行档位缺乏监督指导，造成大量配变从投运至退运都处于默认档位，未充分发挥调档作用，影响到电压合格率指标。现阶段配变电压调档工作流程周期长、效率低：运监中心对台区总表的电压值定期采集抽取，若判定为数据异常则下发异动单到运维部门，运维部门再委派检修人员去现场调档；由于配变调压档位未知，电压可调范围及方向不明，检修人员要现场停电观察档位，若档位已处于顶位不可调整时，则徒增了停电次数，会带来大量的不必要经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，具备使用方便，能显著减少供电公司及客户停电损失的优点，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，包括软磁条环，所述软磁条环的边缘处开设有线缆孔，软磁条环通过线缆孔连接有多芯导线，多芯导线的一端连接有环形电路板，环形电路板的底端接触连接有扁形紧固螺母，扁形紧固螺母架设在软磁条环的上方，软磁条环的中心处连接有导电柱，导电柱的顶端中心处安装有支撑柱，支撑柱的顶端安装有调档螺杆，支撑柱与调档螺杆活动连接，调档螺杆的侧壁处安装有夹板，调档螺杆通过夹板活动连接有定位锁条，定位锁条的一端安装有档位磁铁，定位锁条接触连接导电柱，导电柱的外侧壁接触连接环形电路板，环形电路板的两端开设有凹形槽，并在凹形槽的内侧安装有永磁铁，环形电路板上安装有干簧管，干簧管的两端连接有铜箔线，干簧管通过铜箔线连接多芯导线。

优选的，所述导电柱的外壁上开设有定位槽，定位槽的内壁与定位锁条接触连接，定位槽的个数与干簧管的个数相同。

优选的，所述干簧管在环形电路板上均匀分布。

优选的，所述档位磁铁与干簧管的间距值为2mm-4mm。

优选的，所述环形电路板的环形圆心角为150度，环形电路板的宽度为15mm，环形电路板的由阻燃覆铜箔环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料构成。

优选的，该装置的工作方法包括：采集配变调压档位信息，即获取了该档位的高、低侧电压比值，再通过智能表采集配变低压侧电压值，计算出配变10kV侧电压值；可根据同一出线的不同台区及其支线线路拓扑，准确地计算出该线路各阶段的10kV线损值。

优选的，该装置的工作方法包括实现调压档位指导调整功能，根据台区季节性历史负荷特性、环境历史温度数据、采集的电压值，以大数据聚类算法，为配变提供最适合的档位，同时与采集的档位信息进行比对，若不相符，则发出决策命令，指导档位调整。

本发明还提供另外一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，该装置由无励磁分接开关档位采集模块、干簧管传感器模块二部分组成，二部分之间采用线缆进行连接与信号传输；无励磁分接开关档位采集模块获取配变的调压档位开关量信号，经干簧管传感器模块优化处理后，输入核心控制器，核心控制器再将档位信号经网络传输至云平台或远程APP；

无励磁分接开关档位采集模块安装于无励磁分接开关的防雨金属罩杯内，扁形紧固螺母的上方；在定位锁条的末端固定一永磁体，另在分接开关定位锁条的下方固定一环形电路板，电路板上焊接干簧管磁开关若干，其位置与各档位定位槽相对应；当电压调档完成后，定位锁条压入档位定位槽内，该档位下方干簧管受到定位锁条末端磁体的磁场作用，开关导通，电平信号通过线缆输入干簧管传感器模块；

干簧管传感器模块的数字电路对开关量输入信号进行消抖动、防干扰处理后，输出至核心控制器；模块D0输出端与核心控制器的I/O口直接相连，通过核心控制器可以检测干簧管的触发状态；

无励磁分接开关档位采集模块其环形电路板的环形圆心角为150度，宽度为15mm，由阻燃覆铜箔环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料构成；三档位的分接开关在环形电路板上焊接3只干簧管，五档位的则焊接5只干簧管；环形电路板二端设有凹形槽，永磁铁卡入凹形槽，将环形电路板以磁性吸合方式固定于分接开关的金属扁形紧固螺母上方，可调整位置以调节干簧管的动作灵敏度；

干簧管为常开型，接点镀金，电阻值为580Ω，通过最大电流为0.5 A，玻封部分尺寸1.75*9.5mm；当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通；外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，电路开路；

所述干簧管传感器模块，其PCB电路板尺寸为32mm *14mm，工作电压3.3V-5V，使用宽电压LM393比较器，驱动电流大于15mA，输出形式为数字开关量输出0和1；

无励磁分接开关档位采集模块、干簧管传感器模块之间通过传输线缆连接，三档位的分接开关采用带屏蔽纸TPE白色外皮的4芯线缆，其直径3mm，最大过电流为1.5A；五档位的分接开关采用带屏蔽纸TPE白色外皮的6芯线缆，其直径4.5mm，最大过电流为1.5A；线缆的每芯由7根0.16mm铜丝线组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，形电路板可以架设在扁形紧固螺母的上方，同时环形电路板可以自由取下，调档螺杆可以沿着支撑柱的中心轴线转动，调档螺杆通过夹板活动连接有定位锁条，即定位锁条可以自由转动，定位锁条转动过程方便；

2.本10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，定位锁条的一端安装有档位磁铁，导电柱的外壁上开设有定位槽，定位槽的内壁与定位锁条接触连接，定位锁条可以卡合在定位槽内，定位槽的个数与干簧管的个数相同，当定位锁条卡合在任意一个定位槽上时，每一个定位锁条的斜下方均设有一个干簧管，干簧管受到档位磁铁的磁场作用吸合导通，而相邻档位的干簧管的不得受到干扰而吸合，干簧管输出的开关量信号通过多芯导线输出，设备使用后，同时可针对季节性负荷、电压、环境大数据进行数据建模、挖掘，提供调压档位辅助决策，与采集到的档位比对，指导调整，能显著减少供电公司及客户停电损失。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的环形电路板示意图。

图中：1、导电柱；2、支撑柱；3、夹板；4、定位锁条；5、档位磁铁；6、定位槽；7、环形电路板；8、干簧管；9、软磁条环；10、线缆孔；11、多芯导线；12、铜箔线；13、永磁铁；14、调档螺杆；15、扁形紧固螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，包括软磁条环9，软磁条环9由磁粉、天然橡胶粉经注射成型工艺制成，是具有弹性的圆环磁体，软磁条环9的边缘处开设有线缆孔10，软磁条环9通过线缆孔10连接有多芯导线11，多芯导线11的一端连接有环形电路板7，环形电路板7的底端接触连接有扁形紧固螺母15，即环形电路板7可以架设在扁形紧固螺母15的上方，同时环形电路板7可以自由取下，扁形紧固螺母15架设在软磁条环9的上方，软磁条环9的中心处连接有导电柱1，导电柱1的顶端中心处安装有支撑柱2，支撑柱2的顶端安装有调档螺杆14，支撑柱2与调档螺杆14活动连接，调档螺杆14可以沿着支撑柱2的中心轴线转动，调档螺杆14的侧壁处安装有夹板3，调档螺杆14通过夹板3活动连接有定位锁条4，即定位锁条4可以自由转动，定位锁条4的一端安装有档位磁铁5，定位锁条4接触连接导电柱1，导电柱1的外壁上开设有定位槽6，定位槽6的内壁与定位锁条4接触连接，定位锁条4可以卡合在定位槽6内，定位槽6的个数与干簧管8的个数相同，当定位锁条4卡合在任意一个定位槽6上时，每一个定位锁条4的斜下方均设有一个干簧管8，导电柱1的外侧壁接触连接环形电路板7，环形电路板7的环形圆心角为150度，环形电路板7的宽度为15mm，环形电路板7的由阻燃覆铜箔环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料构成，环形电路板7不仅阻燃性和阻电性好，环状的环形电路板7还能轻松的架设在导电柱1的外侧，环形电路板7的两端开设有凹形槽，并在凹形槽的内侧安装有永磁铁13，环形电路板7上安装有干簧管8，干簧管8在环形电路板7上均匀分布，干簧管8和定位槽6的个数相同，即干簧管8和定位槽6均按照规律分布，干簧管8的两端连接有铜箔线12，干簧管8通过铜箔线12连接多芯导线11，档位磁铁5与干簧管8的间距值为2mm-4mm，由于干簧管8的特性，干簧管8受到档位磁铁5的磁场作用吸合导通；而相邻档位的干簧管8的不得受到干扰而吸合，干簧管8输出的开关量信号通过多芯导线11输出。

本10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，软磁条环9由磁粉、天然橡胶粉经注射成型工艺制成，是具有弹性的圆环磁体，环形电路板7可以架设在扁形紧固螺母15的上方，同时环形电路板7可以自由取下，导电柱1的顶端中心处安装有支撑柱2，调档螺杆14可以沿着支撑柱2的中心轴线转动，调档螺杆14通过夹板3活动连接有定位锁条4，即定位锁条4可以自由转动，定位锁条4的一端安装有档位磁铁5，导电柱1的外壁上开设有定位槽6，定位槽6的内壁与定位锁条4接触连接，定位锁条4可以卡合在定位槽6内，定位槽6的个数与干簧管8的个数相同，当定位锁条4卡合在任意一个定位槽6上时，每一个定位锁条4的斜下方均设有一个干簧管8，环形电路板7的环形圆心角为150度，环形电路板7的由阻燃覆铜箔环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料构成，环状的环形电路板7能轻松的架设在导电柱1的外侧，环形电路板7的两端开设有凹形槽，并在凹形槽的内侧安装有永磁铁13，干簧管8和定位槽6均按照规律分布，干簧管8的两端连接有铜箔线12，干簧管8通过铜箔线12连接多芯导线11，档位磁铁5与干簧管8的间距值为2mm-4mm，干簧管8受到档位磁铁5的磁场作用吸合导通；而相邻档位的干簧管8的不得受到干扰而吸合，干簧管8输出的开关量信号通过多芯导线11输出，设备使用后，同时可针对季节性负荷、电压、环境大数据进行数据建模、挖掘，提供调压档位辅助决策，与采集到的档位比对，指导调整，能显著减少供电公司及客户停电损失。

综上所述：本10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，环形电路板7可以自由取下，调档螺杆14和定位锁条4可以自由转动，定位锁条4的一端安装有档位磁铁5，定位锁条4可以卡合在定位槽6内，定位槽6的个数与干簧管8的个数相同，干簧管8和定位槽6均按照规律分布，干簧管8受到档位磁铁5的磁场作用吸合导通，而相邻档位的干簧管8的不得受到干扰而吸合，干簧管8输出的开关量信号通过多芯导线11输出，设备使用后，同时可针对季节性负荷、电压、环境大数据进行数据建模、挖掘，提供调压档位辅助决策，与采集到的档位比对，指导调整，能显著减少供电公司及客户停电损失。

本发明还提供另一实施例：

无励磁分接开关档位采集模块的环形电路板的环形圆心角为150度，宽度为15mm，由阻燃覆铜箔环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料构成；环形电路板上每隔2.5mm预留上、下指向环心的二个焊孔，焊接的干簧管偏向于调档定位槽的右侧边，三档位的分接开关焊接三只干簧管，五档位的分接开关焊接五只干簧管；干簧管公共端并联，每一输出端通过印刷电路板铜箔线分别连入导线；环形电路板二端设有凹形槽，永磁铁卡入凹形槽，将环形电路板以磁性吸合方式固定于分接开关的金属扁形紧固螺母的上方，

调档时，扳起定位锁条，旋转带动调档螺杆到需要的档位，调档完成后定位锁条压入定位槽，定位锁条压下时档位磁铁与干簧管相距约2mm~4mm；选择适当形状、大小、磁场强度的档位磁铁，对应档位的干簧管受到档位磁铁的磁场作用吸合导通；而相邻档位的干簧管的不得受到干扰而吸合；干簧管输出的开关量信号通过多芯导线输入干簧管传感器模块。

干簧管传感器模块的数字电路对开关量输入信号进行消抖动、防干扰处理后，以TTL电平输出至核心控制器，核心控制器的GPIO接口获取该档位开关量信息。

软磁条环由磁粉、天然橡胶粉经注射成型工艺制成，是具有弹性的圆环磁体，以分接开关为圆心，紧密吸合于配变顶部面板，其直径与防雨金属罩杯口直径吻合，防雨金属罩杯旋合后与软磁条环密合；软磁条环中间开有线缆孔，线缆从线缆孔穿过，二端分别与无励磁分接开关档位采集模块、核心控制器连接。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，包括软磁条环（9），其特征在于：所述软磁条环（9）的边缘处开设有线缆孔（10），软磁条环（9）通过线缆孔（10）连接有多芯导线（11），多芯导线（11）的一端连接有环形电路板（7），环形电路板（7）的底端接触连接有扁形紧固螺母（15），扁形紧固螺母（15）架设在软磁条环（9）的上方，软磁条环（9）的中心处连接有导电柱（1），导电柱（1）的顶端中心处安装有支撑柱（2），支撑柱（2）的顶端安装有调档螺杆（14），支撑柱（2）与调档螺杆（14）活动连接，调档螺杆（14）的侧壁处安装有夹板（3），调档螺杆（14）通过夹板（3）活动连接有定位锁条（4），定位锁条（4）的一端安装有档位磁铁（5），定位锁条（4）接触连接导电柱（1），导电柱（1）的外侧壁接触连接环形电路板（7），环形电路板（7）的两端开设有凹形槽，并在凹形槽的内侧安装有永磁铁（13），环形电路板（7）上安装有干簧管（8），干簧管（8）的两端连接有铜箔线（12），干簧管（8）通过铜箔线（12）连接多芯导线（11）。

2.根据权利要求1所述的一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，其特征在于：所述导电柱（1）的外壁上开设有定位槽（6），定位槽（6）的内壁与定位锁条（4）接触连接，定位槽（6）的个数与干簧管（8）的个数相同。

3.根据权利要求1所述的一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，其特征在于：所述干簧管（8）在环形电路板（7）上均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，其特征在于：所述档位磁铁（5）与干簧管（8）的间距值为2mm-4mm。

5.根据权利要求1所述的一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，其特征在于：所述环形电路板（7）的环形圆心角为150度，环形电路板（7）的宽度为15mm，环形电路板（7）的由阻燃覆铜箔环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料构成。

6.根据权利要求1所述的一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，其特征在于，该装置的工作方法包括：采集配变调压档位信息，即获取了该档位的高、低侧电压比值，再通过智能表采集配变低压侧电压值，计算出配变10kV侧电压值；可根据同一出线的不同台区及其支线线路拓扑，准确地计算出该线路各阶段的10kV线损值。

7.根据权利要求1所述的一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，其特征在于，该装置的工作方法包括实现调压档位指导调整功能，根据台区季节性历史负荷特性、环境历史温度数据、采集的电压值，以大数据聚类算法，为配变提供最适合的档位，同时与采集的档位信息进行比对，若不相符，则发出决策命令，指导档位调整。

8.一种10kV无励磁分接开关的调压档位实时采集装置，其特征在于：该装置由无励磁分接开关档位采集模块、干簧管传感器模块二部分组成，二部分之间采用线缆进行连接与信号传输；无励磁分接开关档位采集模块获取配变的调压档位开关量信号，经干簧管传感器模块优化处理后，输入核心控制器，核心控制器再将档位信号经网络传输至云平台或远程APP；

无励磁分接开关档位采集模块安装于无励磁分接开关的防雨金属罩杯内，扁形紧固螺母的上方；在定位锁条的末端固定一永磁体，另在分接开关定位锁条的下方固定一环形电路板，电路板上焊接干簧管磁开关若干，其位置与各档位定位槽相对应；当电压调档完成后，定位锁条压入档位定位槽内，该档位下方干簧管受到定位锁条末端磁体的磁场作用，开关导通，电平信号通过线缆输入干簧管传感器模块；

干簧管传感器模块的数字电路对开关量输入信号进行消抖动、防干扰处理后，输出至核心控制器；模块D0输出端与核心控制器的I/O口直接相连，通过核心控制器可以检测干簧管的触发状态；

无励磁分接开关档位采集模块其环形电路板的环形圆心角为150度，宽度为15mm，由阻燃覆铜箔环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料构成；三档位的分接开关在环形电路板上焊接3只干簧管，五档位的则焊接5只干簧管；环形电路板二端设有凹形槽，永磁铁卡入凹形槽，将环形电路板以磁性吸合方式固定于分接开关的金属扁形紧固螺母上方，可调整位置以调节干簧管的动作灵敏度；

干簧管为常开型，接点镀金，电阻值为580Ω，通过最大电流为0.5 A，玻封部分尺寸1.75*9.5mm；当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通；外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，电路开路；

所述干簧管传感器模块，其PCB电路板尺寸为32mm *14mm，工作电压3.3V-5V，使用宽电压LM393比较器，驱动电流大于15mA，输出形式为数字开关量输出0和1；

无励磁分接开关档位采集模块、干簧管传感器模块之间通过传输线缆连接，三档位的分接开关采用带屏蔽纸TPE白色外皮的4芯线缆，其直径3mm，最大过电流为1.5A；五档位的分接开关采用带屏蔽纸TPE白色外皮的6芯线缆，其直径4.5mm，最大过电流为1.5A；线缆的每芯由7根0.16mm铜丝线组成。