CN109149484A - 一种智能型母线插接箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能母线插接箱，包括插接箱箱体、电流传感器、断路器、温度传感器、多功能检测仪、数据采集模块、信息采集端、断路器分励脱扣器和断路器辅助开关，电流传感器、断路器、温度传感器、多功能检测仪安装在插接箱箱体内，断路器辅助开关安装在多功能检测仪上，数据采集模块与多功能检测仪相连，数据采集模块与信息采集端相连，母线插接箱还包括主线，主线一端设有母线连接头，断路器安装在主线上，主线通过断路器分励脱扣器与多功能检测仪相连，电流传感器与多功能检测仪相连，且电流传感器安装在主线上，温度传感器与多功能检测仪相连，且温度传感器安装在连接头上。本发明的母线插接箱具有智能检测功能，可在工作状态下在线监测。

Description

一种智能型母线插接箱

技术领域

本发明涉及一种母线插接箱，特别是涉及一种智能型母线插接箱。

背景技术

母线槽是目前供配电系统中传输电能的一个常用重要设备，因其具有安全可靠、使用寿命长等优点而通常作为供电的主干线。在从供电主干线到供电支线间常采用母线插接箱进行连接和转换，母线插接箱作为供电支线的第一级配电保护设备，其安全性、可靠性是保证供电支线正常工作的基础。母线插接箱在实际使用过程中，常因负荷过大、材料老化、接触面压力降低或表面老化等原因，而导致插接箱与母线槽连接处的接触电阻增大，造成接触点的温升增加，一旦温升超过了正常工作范围时，极可能导致母线绝缘降低、或电源缺相，引发供电系统的重大问题，造成设备损坏、甚至停电的事故。目前市场上的母线插接箱都只有最基本的过载保护、短路保护功能，在实际运行状态无法对母线插接箱进行智能检测，导致不能及时发现问题，只有在故障发生后才会发现插接箱的故障。此外，一个母线槽供电系统中通常有几十至几百个母线插接箱，导致工作人员的日常检查工作量巨大、且不易发现问题。因此，采用智能型的母线插接箱对母线插接箱的工作状态进行在线监测迫在眉睫。

发明内容

本发明提供了一种智能母线插接箱，以至少解决现有技术中无法对正常工作状态下的母线插接箱进行智能检测的问题。

本发明提供了一种智能母线插接箱，包括插接箱箱体、电流传感器、断路器、温度传感器、多功能检测仪、数据采集模块、信息采集端、断路器分励脱扣器和断路器辅助开关，所述电流传感器、断路器、温度传感器、多功能检测仪安装在插接箱箱体内，所述断路器辅助开关安装在多功能检测仪上，所述数据采集模块与多功能检测仪相连，所述数据采集模块与信息采集端相连，所述母线插接箱还包括主线，所述主线一端设有母线连接头，断路器安装在主线上，所述主线通过断路器分励脱扣器与多功能检测仪相连，所述电流传感器与多功能检测仪相连，且所述电流传感器安装在主线上，所述温度传感器与多功能检测仪相连，且所述温度传感器安装在连接头上。

进一步地，所述温度传感器为第一多路温度传感器，所述第一多路温度传感器为光纤光栅测温仪，所述数据采集模块与信息采集端以无线通讯方式相连。

更进一步地，所述主线上还设有不具有绝缘皮的裸露结构，所述裸露结构外套有导热绝缘硅胶套，所述导热绝缘硅胶套厚度为0.5-2mm，所述母线插接箱还包括导热金属棒、第二多路温度传感器，所述导热金属棒一端与导热绝缘硅胶相连，所述第二多路温度传感器安装在导热金属棒的另一端，所述第二多路温度传感器与多功能检测仪相连。

更进一步地，所述导热金属棒为T形金属棒，所述T形金属棒与导热绝缘硅胶相连的一端为尖端，所述第二多路温度传感器包括热膨胀感应装置、红外感应装置，所述导热金属棒另一端与热膨胀感应装置相连，所述热膨胀感应装置包括第一卡合件、第二卡合件、高热膨胀合金条，所述第一卡合件、第二卡合件固定在所述导热金属棒一端，所述高热膨胀合金条两端固定在第一卡合件和第二卡合件之间，且所述第一卡合件与第二卡合件之间距离小于高热膨胀合金条长度，使所述高热膨胀合金条形成弧形结构，所述红外感应装置为红外感应框，所述红外感应框安装在热膨胀感应装置上方，使所述高热膨胀合金条的弧形结构朝向红外感应框。

更进一步地，所述高热膨胀合金条在其弧形结构朝向的一侧还设有有机硅颗粒。

更进一步地，所述有机硅颗粒表面还设有黑色吸光涂料层。

更进一步地，所述红外感应框相对的框边上分别还设有红外线发射模块和红外线接收模块，所述红外线发射模块由5-7个红外线发射器组成，所述红外线接收模块由5-7个红外线接收器组成。

更进一步地，所述导热金属棒表面设有隔热涂层。

更进一步地，所述母线插接箱还包括固定盒，所述固定盒安装在母线插接箱内，所述固定盒背部设有电线夹，所述固定盒通过电线夹对主线进行固定，所述导热金属棒、热膨胀感应装置、红外感应装置安装在固定盒内。

更进一步地，所述固定盒外层设有可逆性变色漆层，所述可逆性变色漆层的变色温度为 60-170℃。

本发明相对于现有技术，通过在智能型母线插接箱中配置多功能检测仪，使母线插接箱可以对线路的工作电压、电流、插接点温度及开关状态进行检测，达到智能监控的效果。同时，本发明插接箱可以在线路发生电压异常、缺相、过载及超温等故障时，同时输出控制信号控制断路器分闸，避免事故扩大，并向数据采集模块及信息采集端发出报警信号，通过信息采集端向工作人员进行故障提示，做到早发现、早处理，可有效避免温度过高造成母线槽或插接箱损坏不能正常供电并发生停电事故的问题，确保母线插接箱可以长时间正常使用。此外，本发明母线插接箱具有的智能检测功能确保其在正常工作状态下，工作人员也可以有效收集母线插接箱的工作信息，达到在线监测的效果。

附图说明

图1为本发明实施例插接箱元件连接结构示意图；

图2为本发明实施例第二多路温度传感器的连接结构示意图；

图3为本发明实施例红外感应框结构示意图；

图4为本发明实施例主线结构示意图；

图5为本发明实施例红外感应框安装状态结构示意图；

图6为本发明实施例固定盒结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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的实施例，而不是全部的实施例。

本发明实施例公开了一种智能母线插接箱，如图1所示，包括插接箱箱体1、电流传感器2、断路器3、温度传感器4、多功能检测仪6、数据采集模块8、信息采集端9、断路器分励脱扣器 5和断路器辅助开关7，所述电流传感器2、断路器3、温度传感器4、多功能检测仪6安装在插接箱箱体1内，所述断路器辅助开关7安装在多功能检测仪6上，所述数据采集模块8与多功能检测仪6相连，所述数据采集模块8与信息采集端9相连，所述母线插接箱还包括主线10，所述主线10一端设有母线连接头11，断路器3安装在主线2上，所述主线2通过断路器分励脱扣器5与多功能检测仪6相连，所述电流传感器2与多功能检测仪6相连，且所述电流传感器2 安装在主线10上，所述温度传感器4与多功能检测仪6相连，且所述温度传感器4安装在连接头11上。

可选的，如图1所示，所述温度传感器4为第一多路温度传感器4，所述第一多路温度传感器4为光纤光栅测温仪4，所述数据采集模块8与信息采集端9以RS485接口进行通讯连接。

其中，如图1所示，信息采集端9为监控电脑主机9，数据采集模块8通过RS485接口上传数据至监控电脑主机9，数据采集模块8也可应用无线通讯方式与监控电脑主机9相连。主线2 由三条电线组成，且每条电线上分别具有母线连接头11。电流传感器2可对三条电线的工作电流值进行实际测量，温度传感器4对母线连接头11的温度值进行实时测量。且电流传感器2安装在断路器3输出端处，以监测断路器2输出端三相电压采样信号的变化，断路器辅助开关7 对断路器3实际工作状态进行反映。多功能检测仪6还分别与三条电线相连，对三条电线的工作电压进行实时监测。上述各项数据和信号分别输入到多功能检测仪6的相应端口，多功能检测仪 6可设定电压告警门限值、电流告警门限值、温度告警门限值，通过接收电压、电流、温度、断路器状态等数据和信号，并与各项数据设定门限值进行比较，若超限则发出告警信号。在发生故障时，多功能检测仪6针对故障线路控制输出继电器动作，使断路器分励脱扣器5得电动作从而使故障电路上的断路器3进行分闸断电，多功能检测仪6通过RS485通讯接口与数据采集模块8 连接，数据采集模块8定时采集多功能检测仪6内各项数据和信号并通过RS485通讯方式或网络连接方式上传至监控电脑主机9。在线路发生故障时，数据采集模块8对告警信息即时采集并上传至监控电脑主机9，由监控系统电脑主机9对告警信息进行储存、分析、显示，并针对故障问题发出相应的报警通知，供工作人员监视母线各连接部位的实时温度状况、查看历史记录、及依据报警通知对故障部位采取适当措施进行处理。

应当注意的是，一个数据采集模块8可与多个多功能检测仪6相连，多个本发明母线插接箱可通过一个数据采集模块8和一个监控电脑主机9形成插接箱工作状态监测系统，由数据采集模块8将不同插接箱内的多功能检测仪6数据向监控电脑主机9上传，达到监控效果。

本发明实施例通过在智能型母线插接箱中配置多功能检测仪6，使母线插接箱可以对线路的工作电压、电流、插接点温度及开关状态进行检测，达到智能监控的效果。同时，本发明实施例的插接箱可以在线路发生电压异常、缺相、过载及超温等故障时，同时输出控制信号控制断路器 3分闸，避免事故扩大，并向数据采集模块8及信息采集端9发出报警信号，通过信息采集端9 向工作人员进行故障提示，做到早发现、早处理，可有效避免温度过高造成母线槽或插接箱损坏不能正常供电并发生停电事故的问题，确保母线插接箱可以长时间正常使用。此外，一个母线连接系统中有多个母线插接箱，工作人员需要对各个母线插接箱的工作状态进行日常维修检测，工作量巨大，且极易因工作失误而造成漏检、错检，而本发明实施例所公开的智能型母线插接箱可以对母线插接箱内线路工作状态进行智能化采集、传输和保存，有效降低了工作人员的工作量，并提高其检测效率，避免了漏检、错检情况的发生，确保各个母线插接箱可以长时间正常工作。

特别的，如图2所示，所述主线10上还设有不具有绝缘皮的裸露结构101，所述裸露结构 101外套有导热绝缘硅胶套102，所述导热绝缘硅胶套102厚度为0.5-2mm，所述母线插接箱还包括导热金属棒12、第二多路温度传感器，所述导热金属棒12一端与导热绝缘硅胶102相连，所述第二多路温度传感器安装在导热金属棒12的另一端，所述第二多路温度传感器与多功能检测仪6相连。

特别的，如图2所示，所述导热金属棒12为T形金属棒12，所述T形金属棒12与导热绝缘硅胶102相连的一端为尖端，所述第二多路温度传感器包括热膨胀感应装置、红外感应装置 16，所述导热金属棒12另一端与热膨胀感应装置相连，所述热膨胀感应装置包括第一卡合件13、第二卡合件14、高热膨胀合金条15，所述第一卡合件13、第二卡合件14固定在所述导热金属棒12一端，所述高热膨胀合金条15两端固定在第一卡合件13和第二卡合件14之间，且所述第一卡合件13与第二卡合件14之间距离小于高热膨胀合金条长度15，使所述高热膨胀合金条15 形成弧形结构，所述红外感应装置16为红外感应框16，所述红外感应框16安装在热膨胀感应装置上方，使所述高热膨胀合金条15的弧形结构朝向红外感应框16。

其中，如图2所示，高热膨胀合金条15两端分别通过第一卡合件13、第二卡合件14与导热金属棒12紧密连接，红外感应框16设置于高热膨胀合金条15的弧形结构上方。且红外感应框16设置高度为高热膨胀合金条15在120～170℃下，其弧形结构所处的最高位置。

应当注意的是，本发明所指的主线10中的电线与导热金属棒12一一匹配，即一条电线上设有一个导热金属棒12，而一个导热金属棒12上便具有一个高热膨胀合金条15，主线10具有多个高热膨胀合金条15结构。

现有技术中直接将高热膨胀合金条采用简单的竖直放置，利用高热膨胀合金条在不同温度下的变化来确定此时高热膨胀合金条的温度。但本发明的母线插接箱内空间较小，无法竖直放置太长的高热膨胀合金条，而放置过小的高热膨胀合金条，其在不同温度下的变化较小，无法进行精确监测。本发明实施例通过采用高热膨胀合金条15以第一卡合件13、第二卡合件14的方式固定在导热金属棒12的T型结构上，使高热膨胀合金条15可以沿着T型结构的延伸方向放置，令高热膨胀合金条15能够具有较长结构，在高热膨胀合金条15所受温度较高时，其长度具有明显增加，由于第一卡合件13、第二卡合件14之间尺寸固定，高热膨胀合金条15只能通过弧形形变来容纳其增加的长度，导致高热膨胀合金条15的弧形结构明显变大，从而使红外感应框16 可以有效监测高热膨胀合金条15的弧形结构变化，达到精确监测主线10温度的效果。

特别的，所述高热膨胀合金条15在其弧形结构朝向的一侧还设有有机硅颗粒。

其中，高热膨胀合金条15上设有三个有机硅颗粒，且有机硅颗粒位于弧形结构最高处。

本发明实施例通过采用有机硅颗粒，提高了红外感应框16的监测精度，可以在温度较高但未达到过热时，利用有机硅颗粒对红外感应框16的少量红外线进行阻挡，使多功能检测器可以监测到此时主线10工作温度的变化，对工作人员进行预提醒。

特别的，所述有机硅颗粒表面还设有黑色吸光涂料层。

其中，黑色吸光涂料层为黑色丁腈橡胶涂料。

本发明实施例通过采用黑色吸光涂料层于有机硅颗粒表面，使有机硅颗粒可以有效吸收红外线光线，提高有机硅颗粒对红外线的干扰作用，进而在有机硅颗粒处于红外感应框16感应区时，可以对路径上的红外线进行有效吸收，确保对应处的红外线接收模块无法接收到相应的红外线，使红外感应框16可以准确感应到有机硅颗粒的所在位置，提高第二多路温度传感器的监测精度。

特别的，所述红外感应框相对的框边上分别还设有红外线发射模块和红外线接收模块，所述红外线发射模块由5-7个红外线发射器组成，所述红外线接收模块由5-7个红外线接收器组成。

其中，如图3、图4、图5所示，红外感应框16由两一组相对的框边组成，一组相对框边上分别设有5个红外线发射器161和5红外线接收器162，另一组相对框边上分别设有5个红外线发射器161`和5红外线接收器162`。母线结构连接方式如图6所示，在第一条母线结构的一端均设置有高热膨胀合金条15结构。如图5所示，红外感应框16设置于母线连接结构处的上方，且红外感应框16的红外监测区覆盖在每一条高热膨胀合金条15。

本发明实施例通过采用红外感应框16结构，利用红外感应框16可以精确感知检测区内阻挡物位置的特点，可在单一母线结构温度过高时，对其进行准确定位及反馈，使工作人员可以及时发现具体的问题电线线路并进行维修检查，而非是检查母线插接箱内的整个主线10。

特别的，所述导热金属棒12表面设有隔热涂层。

其中，隔热涂层为复合硅酸镁铝隔热涂层，且隔热涂层只覆盖在导热金属棒12未与其它元件相接触的表面。

本发明实施例通过在导热金属棒12表面设置复合硅酸镁铝隔热涂层，有效降低导热金属棒 12的散热能力，进一步减少导热金属棒12在热传递过程中产生的热量损失，提高其温传递效率。

特别的，如图6所示，所述母线插接箱还包括固定盒17，所述固定盒17安装在母线插接箱 1内，所述固定盒17背部设有电线夹18，所述固定盒17通过电线夹18对主线10进行固定，所述导热金属棒12、热膨胀感应装置、红外感应装置16安装在固定盒17内。

其中，如图6所示，电线夹18为圆弧形结构，可对主线10的电线结构进行有效固定。在本发明实施例中，固定盒17为内置真空板的隔热盒。导热金属棒12一端固定在电线夹18的圆弧形结构处，使固定后的主线10可与导热金属棒12紧密贴合。

本发明实施例通过采用固定盒17，可对主线10结构进行有效固定，确保主线10可与导热金属棒12紧密贴合，避免因安装失误等问题导致主线10与导热金属棒12的分离，防止因导热金属棒12未接触主线而造成第二多路温度传感器无法正常工作的问题。

特别的，所述固定盒外层设有可逆性变色漆层，所述可逆性变色漆层的变色温度为60-170℃。

其中，可逆性变色漆层的厚度为0.1mm～0.15mm，其变色温度为100℃。

本发明实施例通过采用可逆性变色漆层，使固定盒表面具有一定的感温变化功能，在主线温度过高并超过可逆性变色漆层的变色温度时，可逆性变色漆层颜色发生明显变化，方便工作人员在检修时能及时找到问题主线，进而提高工作人员的检修效率。此外，本发明采用可逆性变色漆层而非不可逆性变色漆层，使其可以重复使用，降低使用成本，提高利用效率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能母线插接箱，其特征在于，所述母线插接箱包括插接箱箱体、电流传感器、断路器、温度传感器、多功能检测仪、数据采集模块、信息采集端、断路器分励脱扣器和断路器辅助开关，所述电流传感器、断路器、温度传感器、多功能检测仪安装在插接箱箱体内，所述断路器辅助开关安装在多功能检测仪上，所述数据采集模块与多功能检测仪相连，所述数据采集模块与信息采集端相连，所述母线插接箱还包括主线，所述主线一端设有母线连接头，断路器安装在主线上，所述主线通过断路器分励脱扣器与多功能检测仪相连，所述电流传感器与多功能检测仪相连，且所述电流传感器安装在主线上，所述温度传感器与多功能检测仪相连，且所述温度传感器安装在连接头上。

2.根据权利要求1所述的母线插接箱，其特征在于，所述温度传感器为第一多路温度传感器，所述第一多路温度传感器为光纤光栅测温仪，所述数据采集模块与信息采集端以无线通讯方式相连。

3.根据权利要求2所述的母线插接箱，其特征在于，所述主线上还设有不具有绝缘皮的裸露结构，所述裸露结构外套有导热绝缘硅胶套，所述导热绝缘硅胶套厚度为0.5-2mm，所述母线插接箱还包括导热金属棒、第二多路温度传感器，所述导热金属棒一端与导热绝缘硅胶相连，所述第二多路温度传感器安装在导热金属棒的另一端，所述第二多路温度传感器与多功能检测仪相连。

4.根据权利要求3所述的母线插接箱，其特征在于，所述导热金属棒为T形金属棒，所述T形金属棒与导热绝缘硅胶相连的一端为尖端，所述第二多路温度传感器包括热膨胀感应装置、红外感应装置，所述导热金属棒另一端与热膨胀感应装置相连，所述热膨胀感应装置包括第一卡合件、第二卡合件、高热膨胀合金条，所述第一卡合件、第二卡合件固定在所述导热金属棒一端，所述高热膨胀合金条两端固定在第一卡合件和第二卡合件之间，且所述第一卡合件与第二卡合件之间距离小于高热膨胀合金条长度，使所述高热膨胀合金条形成弧形结构，所述红外感应装置为红外感应框，所述红外感应框安装在热膨胀感应装置上方，使所述高热膨胀合金条的弧形结构朝向红外感应框。

5.根据权利要求4所述的母线插接箱，其特征在于，所述高热膨胀合金条在其弧形结构朝向的一侧还设有有机硅颗粒。

6.根据权利要求5所述的母线插接箱，其特征在于，所述有机硅颗粒表面还设有黑色吸光涂料层。

7.根据权利要求3或4或5所述的母线插接箱，其特征在于，所述红外感应框相对的框边上分别还设有红外线发射模块和红外线接收模块，所述红外线发射模块由5-7个红外线发射器组成，所述红外线接收模块由5-7个红外线接收器组成。

8.根据权利要求3所述的母线插接箱，其特征在于，所述导热金属棒表面设有隔热涂层。

9.根据权利要求3所述的母线插接箱，其特征在于，所述母线插接箱还包括固定盒，所述固定盒安装在母线插接箱内，所述固定盒背部设有电线夹，所述固定盒通过电线夹对主线进行固定，所述导热金属棒、热膨胀感应装置、红外感应装置安装在固定盒内。

10.根据权利要求9所述的母线插接箱，其特征在于，所述固定盒外层设有可逆性变色漆层，所述可逆性变色漆层的变色温度为60-170℃。