CN110333004A - 一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞 - Google Patents

一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，包括绝缘塞包件，绝缘塞包件的底端设有第一开口槽，第一开口槽从槽口至槽底的进深方向为绝缘塞包件的轴向方向；还包括固定铜件和与固定铜件一端接触的测温传感器单元，固定铜件和测温传感器单元沿绝缘塞包件的轴向方向内嵌于第一开口槽内，固定铜件靠近第一开口槽的槽口且测温传感器单元靠近第一开口槽的槽底，固定铜件的底端设有螺栓孔；测温传感器单元包括温度传感器和与温度传感器电连接的弹簧天线。本发明不仅能够实时通报肘型头发生的故障，需要处理的警报信息，还能够准确的对应找到故障点，实现有目的地检修处理。

Description

一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞
技术领域
本发明属于电缆测温技术领域，具体涉及一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，通过测温绝缘塞实时在线监测电缆肘型头温度。
背景技术
目前10KV环网柜内的电缆接头被柜体密封，正常运行情况下无法巡视内部电缆肘型头的温度变化，环网柜中电缆接头部位因老化或接触电阻过大而发热，发热部位的温度无法实时监测，因此极易导致设备烧毁或突然停电等事故。环网柜肘型头温度是衡量环网柜安全运行的重要指标，环网柜肘型头温度过高容易导致爆炸事故发生，影响系统的安全、稳定运行，因此，需要严格把控环网柜肘型头的温度。
以往通常采用人工测量方式来测量环网柜肘型头的温度，然而这种测量方式，工作量大且不能实现温度的实时在线监测，在温度升高的过程中不能保证及时将实时温度传输给运行监控人员进行监控预警操作。通常还会选用红外测温方式，但是大多数环网柜都很难配置红外测量窗口，即使配有红外探测窗口，由于窗口尺寸的局限性，在测试的过程中，难以保证肘型头能够被全方位测量，因此在环网柜的运行期间，无法通过红外测量窗口或开箱进行实时的温度测量。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞。根据环网柜肘型头内温度的变化情况，分析其内部温度与电缆接头温度的变化规律，判断电缆接头温度变化趋势，实现在线监测与诊断功能，通过绝缘塞内嵌测温元件直接接触肘型头来监测内部器件及电缆接头运行情况，可有效防止环网柜内电缆肘型头因发热而引发的事故。
本发明所采用的技术方案为：
一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，包括绝缘塞包件，绝缘塞包件的底端设有第一开口槽，第一开口槽从槽口至槽底的进深方向为绝缘塞包件的轴向方向；
所述环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞还包括固定铜件和与固定铜件一端接触的测温传感器单元，固定铜件和测温传感器单元沿绝缘塞包件的轴向方向内嵌于第一开口槽内，固定铜件靠近第一开口槽的槽口且测温传感器单元靠近第一开口槽的槽底，固定铜件的底端设有螺栓孔；
所述测温传感器单元包括温度传感器和与温度传感器电连接的弹簧天线。
在上述技术方案的基础上，所述温度传感器包括PCB板，集成于PCB板上的控制芯片、电感和无线通信单元，电感和无线通信单元分别与控制芯片电连接，无线通信单元与弹簧天线电连接。
在上述技术方案的基础上，所述PCB板上设有一个具有开口的环形焊接区域，控制芯片、电感和无线通信单元均设于环形焊接区域内；
所述弹簧天线包括环形段和与环形段连接的支脚段，PCB板的外边缘与环形段的内边缘连接，支脚段向环形段的内侧延伸直至通过环形焊接区域的开口并与无线通信单元电连接，支脚段焊接在PCB板上。
在上述技术方案的基础上，所述环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞还包括焊接在环形焊接区域的屏蔽盖，屏蔽盖设有用于支脚段穿过的槽口。
槽口的高度和宽度均大于支脚段的高度和宽度，以使支脚段从槽口穿过而不触碰屏蔽盖，屏蔽盖保护控制芯片、电感和无线通信单元等元件不被损坏。
在上述技术方案的基础上，所述固定铜件露出绝缘塞包件的底端。
在上述技术方案的基础上，所述固定铜件的螺栓孔为二级阶梯孔且沿固定铜件的轴向设置。
螺栓孔包括连通的第一级孔和第二级孔，第一级孔的直径大于第二级孔的直径，第一级孔远离测温传感器单元且第二级孔靠近测温传感器单元，第二级孔靠近测温传感器单元的一端还连通有锥形孔，锥形孔的锥尖向固定铜件的顶端延伸直至到达固定铜件的顶端面。
在上述技术方案的基础上，所述固定铜件的外侧壁还设有环形槽，环形槽内设有垫圈。
环形槽将固定铜件分为第一段和第二段，其中，第一段为直线段，第二段从下端向上端直径逐渐减少，第一段的上端与环形槽圆滑过渡，第二段的下端与环形槽圆滑过渡。
通过垫圈可防止固定铜件从绝缘塞包件的第一开口槽滑出，起到防滑稳固的作用。
在上述技术方案的基础上，所述绝缘塞包件的顶端设有第二开口槽，第二开口槽从槽口至槽底的进深方向为绝缘塞包件的轴向方向，绝缘塞包件的顶端边缘设有环形边沿。
弹簧天线采用磷铜制成，屏蔽盖采用黄铜制成，绝缘塞包件采用环氧树脂材料制成。
本发明的原理在于：采集器通过天线发射无线射频信号(电磁脉冲信号)作为温度传感器激励信号。温度传感器天线，即弹簧天线接收该无线射频信号，通过集成于控制芯片的叉指换能器的逆压电效应在基片表面激活一个声表面波，声表面波沿基片传播，被左右两个周期性反射栅反射形成谐振器，该谐振器的谐振频率与基片的温度有关，叉指换能器通过压电效应将声表面波转变成应答的无线射频信号输出。温度传感器上能量转换过程是将接收的电能(无线射频信号)转换成机械能(声表面波)又重新转换成电能(无线射频信号)反馈。传感器返回的无线射频信号被采集器天线接收，通过测量无线射频信号的频率变化即可得到对应无线传感器的温度值。
上述叉指换能器、基片和反射栅均集成于温度传感器的控制芯片内。
上述温度传感器采用无源无线温度传感器。
本发明的有益效果为：
本发明在没有改变现有绝缘塞外部结构的前提下，嵌入测温传感器单元和固定铜件，绝缘塞安装在电缆肘型头尾端，通过在固定铜件的螺栓孔内安装螺栓来实时在线感应肘型头的温度，因此本发明不仅能够实时通报肘型头发生的故障，需要处理的警报信息，还能够准确的对应找到故障点，实现有目的地检修处理。
本发明的温度传感器采用无源无线方式，实现高压隔离，无需电池，安全性极高，无源无线温度传感器体积小，与采集器之间数据无线传输，安装方便灵活，不受设备结构和空间影响，无源无线传感器无需使用电池，安装成功后基本无需维护，无源的工作方式不受工作电源能量限制，可以较高的频率进行温度信息的采集，数据实时性高。
本发明的测温绝缘塞不受灰尘、电磁场等环境因素影响，可长期稳定工作。无线射频信号具有一定的穿透绕射能力，可广泛用于测量可视范围内及存在障碍物的各种物体温度。
附图说明
图1是本发明-实施例的结构示意图。
图2是本发明-实施例测温传感器单元和固定铜件的装配示意图。
图3是本发明-实施例测温传感器单元的爆炸结构示意图。
图4是本发明-实施例的原理示意图。
图中：1-绝缘塞包件；2-固定铜件；3-测温传感器单元；31-温度传感器；311-PCB板；312-控制芯片；313-电感；314-环形焊接区域；32-弹簧天线；321-环形段；322-支脚段；33-屏蔽盖；331-槽口；34-固定胶。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例：
如图1-4所示，本实施例的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，包括绝缘塞包件1，绝缘塞包件1的底端设有第一开口槽，第一开口槽从槽口至槽底的进深方向为绝缘塞包件1的轴向方向，绝缘塞包件1采用环氧树脂材料制成。
绝缘塞包件1的顶端设有第二开口槽，第二开口槽从槽口至槽底的进深方向为绝缘塞包件1的轴向方向，绝缘塞包件1的顶端边缘设有环形边沿。
一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，还包括固定铜件2和与固定铜件2一端接触的测温传感器单元3，固定铜件2和测温传感器单元3均沿绝缘塞包件1的轴向方向内嵌于第一开口槽内，固定铜件2靠近第一开口槽的槽口且测温传感器单元3靠近第一开口槽的槽底，固定铜件2还露出绝缘塞包件1的底端，相应地，第一开口槽的槽壁与固定铜件2和测温传感器单元3的外表面相匹配。
固定铜件2的底端设有螺栓孔，螺栓孔为二级阶梯孔且沿固定铜件2的轴向设置，螺栓孔包括连通的第一级孔和第二级孔，第一级孔的直径大于第二级孔的直径，第一级孔远离测温传感器单元3且第二级孔靠近测温传感器单元3，第二级孔靠近测温传感器单元3的一端还连通有锥形孔，锥形孔的锥尖向固定铜件2的顶端延伸直至到达固定铜件2的顶端面。
固定铜件2的外侧壁还设有环形槽，环形槽将固定铜件2分为第一段和第二段，其中，第一段为直线段，第二段从下端向上端直径逐渐减少，第一段的上端与环形槽圆滑过渡，第二段的下端与环形槽圆滑过渡。
环形槽内设有垫圈，通过垫圈可防止固定铜件2从绝缘塞包件1的第一开口槽滑出，起到防滑稳固的作用。
测温传感器单元3包括温度传感器31、弹簧天线32和屏蔽盖33，其中，温度传感器31与弹簧天线32电连接，温度传感器31设置屏蔽盖33。
温度传感器31包括PCB板311，集成于PCB板311上的控制芯片312、电感313和无线通信单元，电感313和无线通信单元分别与控制芯片312电连接，无线通信单元与弹簧天线32电连接，PCB板311上设有一个具有开口的环形焊接区域314，控制芯片312、电感313和无线通信单元均设于环形焊接区域314内。
弹簧天线32为封闭式环状结构，弹簧天线32包括环形段321和与环形段321连接的支脚段322，PCB板311的外边缘通过固定胶34与环形段321的内边缘连接，支脚段322向环形段321的内侧延伸直至通过环形焊接区域314的开口并与无线通信单元电连接，支脚段322焊接在PCB板311上。
本实施例中，环形段321的高度高于PCB板311，环形段321与支脚段322位于同一平面。
本实施例中，弹簧天线32采用磷铜制成。
本实施例中，固定胶34设有四处。
屏蔽盖33焊接在PCB板311上的环形焊接区域314，屏蔽盖33设有槽口331，槽口331的高度和宽度均大于支脚段322的高度和宽度，以使支脚段322从槽口331穿过而不触碰屏蔽盖33，屏蔽盖33保护控制芯片312、电感313和无线通信单元等元件不被损坏。
本实施例中，屏蔽盖33采用黄铜制成。
本发明的原理在于：采集器通过天线发射无线射频信号(电磁脉冲信号)作为温度传感器激励信号。温度传感器天线，即弹簧天线接收该无线射频信号，通过集成于控制芯片的叉指换能器的逆压电效应在基片表面激活一个声表面波，声表面波沿基片传播，被左右两个周期性反射栅反射形成谐振器，该谐振器的谐振频率与基片的温度有关，叉指换能器通过压电效应将声表面波转变成应答的无线射频信号输出。温度传感器上能量转换过程是将接收的电能(无线射频信号)转换成机械能(声表面波)又重新转换成电能(无线射频信号)反馈。传感器返回的无线射频信号被采集器天线接收，通过测量无线射频信号的频率变化即可得到对应无线传感器的温度值。
上述叉指换能器、基片和反射栅均集成于温度传感器的控制芯片内。
上述温度传感器采用无源无线温度传感器。
本发明的温度传感器采用无源无线方式，实现高压隔离，无需电池，安全性极高，无源无线温度传感器体积小，与采集器之间数据无线传输，安装方便灵活，不受设备结构和空间影响，无源无线传感器无需使用电池，安装成功后基本无需维护，无源的工作方式不受工作电源能量限制，可以较高的频率进行温度信息的采集，数据实时性高。
本发明的测温绝缘塞不受灰尘、电磁场等环境因素影响，可长期稳定工作。无线射频信号具有一定的穿透绕射能力，可广泛用于测量可视范围内及存在障碍物的各种物体温度。
本发明在没有改变现有绝缘塞外部结构的前提下，嵌入测温传感器单元和固定铜件，绝缘塞安装在电缆肘型头尾端，通过在固定铜件的螺栓孔内安装螺栓来实时在线感应肘型头的温度，因此本发明不仅能够实时通报肘型头发生的故障，需要处理的警报信息，还能够准确的对应找到故障点，实现有目的地检修处理。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：包括绝缘塞包件(1)，绝缘塞包件的底端设有第一开口槽，第一开口槽从槽口至槽底的进深方向为绝缘塞包件的轴向方向；
所述环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞还包括固定铜件(2)和与固定铜件一端接触的测温传感器单元(3)，固定铜件和测温传感器单元沿绝缘塞包件的轴向方向内嵌于第一开口槽内，固定铜件靠近第一开口槽的槽口且测温传感器单元靠近第一开口槽的槽底，固定铜件的底端设有螺栓孔；
所述测温传感器单元包括温度传感器(31)和与温度传感器电连接的弹簧天线(32)。
2.根据权利要求1所述的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：所述温度传感器包括PCB板(311)，集成于PCB板上的控制芯片(312)、电感(313)和无线通信单元，电感和无线通信单元分别与控制芯片电连接，无线通信单元与弹簧天线电连接。
3.根据权利要求2所述的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：所述PCB板上设有一个具有开口的环形焊接区域(314)，控制芯片、电感和无线通信单元均设于环形焊接区域内；
所述弹簧天线包括环形段(321)和与环形段连接的支脚段(322)，PCB板的外边缘与环形段的内边缘连接，支脚段向环形段的内侧延伸直至通过环形焊接区域的开口并与无线通信单元电连接，支脚段焊接在PCB板上。
4.根据权利要求3所述的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：所述环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞还包括焊接在环形焊接区域的屏蔽盖(33)，屏蔽盖设有用于支脚段穿过的槽口(331)。
5.根据权利要求1所述的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：所述固定铜件露出绝缘塞包件的底端。
6.根据权利要求1所述的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：所述固定铜件的螺栓孔为二级阶梯孔且沿固定铜件的轴向设置。
7.根据权利要求1所述的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：所述固定铜件的外侧壁还设有环形槽，环形槽内设有垫圈。
8.根据权利要求1所述的一种环网柜电缆肘型头的测温绝缘塞，其特征在于：所述绝缘塞包件的顶端设有第二开口槽，第二开口槽从槽口至槽底的进深方向为绝缘塞包件的轴向方向，绝缘塞包件的顶端边缘设有环形边沿。
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