CN112491129B - 一种配网终端ftu装置一体化电源模块 - Google Patents

一种配网终端ftu装置一体化电源模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配网终端FTU装置一体化电源模块，此一体化电源模块包括输入模块和输出模块，其中，输入模块，其包括输入电源、与所述输入电源相连的电源切换单元和与所述电源切换单元相连的开关电源；输出模块，电连接于所述开关电源的输出端，其包括供电单元和电连接于所述供电单元输出端的输出单元；本发明中的电源采用一体化设计，在维修时可以一体式安装和拆卸，简单方便，而在一体化电源模块内，输入模块采用双电源可自动切换的方式，安全性更高，且输出模块具有辅助备用的储能电源，可进一步弥补电路欠压及临时断路的问题，实用性高。

Description

一种配网终端FTU装置一体化电源模块
技术领域
本发明涉及配网终端技术领域，尤其涉及一种配网终端FTU装置一体化电源模块。
背景技术
配电网是电力系统的重要组成部分，也是面向用户供电的重要环节。由于配网分布广、线路复杂、运行环境恶劣造成配网故障率高。而配电线路开关的终端控制装置配电开关监控终端(简称FTU，下同)的可靠性，是决定配网故障是否正确隔离以及是否迅速复电的关键。影响这项指标的因素很多，如断路器机构线圈、装置稳定性、驱动元器件以及工作电源模块等等，其中装置的工作电源模块是主要因素之一，也是故障率最高的设备。因此，针对现有配电开关监控终端的电源模块组件存在的问题，提出一体化电源模块的设计。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有配网终端FTU装置电源模块存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种配网终端FTU装置一体化电源模块，其目的在于如何解决现有FTU装置电源模块故障率高，维修难度大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种配网终端FTU装置一体化电源模块，此一体化电源模块包括输入模块和输出模块，其中，输入模块，其包括输入电源、与所述输入电源相连的电源切换单元和与所述电源切换单元相连的开关电源；输出模块，电连接于所述开关电源的输出端，其包括供电单元和电连接于所述供电单元输出端的输出单元。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述输入电源具有两路。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述供电单元具有两路，一路直接由所述开关电源连接至所述输出单元，另一路通过储能单元连接至所述输出单元；所述储能单元的输出端通过反向隔离元件连接在所述输出单元的输入端。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：还包括外部接口，所述输入电源的输入端和所述输出单元的输出端均通过导线连接在所述外部接口内。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述外接接口包括插接头和插接座，二者能够配合相连，所述插接头或插接座安装于配网终端的壳体上，而所述插接座或插接头设置于此一体化模块的壳体上。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述插接头包括插头壳、设置于所述外壳内腔的插接针头和设置于所述外壳侧壁中的偏转杆；所述外壳的侧壁中开设有卡合槽，所述偏转杆的杆体转动设置其中。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述插接座包括座体、设置于所述座体内腔中的插接孔台和设置于所述座体中的防护件；所述防护件镜像对称设置，分布于所述座体的两侧。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述插头壳能够配合插接于所述座体的内腔中，且其侧壁能够于所述防护件配合滑动。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述插接针头与插接孔台的数量相同，且一一对应。
作为本发明所述配网终端装置一体化电源模块的一种优选方案，其中：所述防护件包括连接杆、防护杆和限位弹簧，其中，所述防护杆位于所述座体的内腔中，其一端贯穿所述座体的侧壁垂直连接于所述连接杆的端部，且此端通过所述限位弹簧连接在所述座体的内腔侧壁中，而所述连接杆远离所述防护杆的一端具有楔形卡头；所述楔形卡头能够配合卡接在所述卡合槽内；所述防护杆的杆体上具有凹型弧槽，且所述凹型弧槽能够与所述插接孔台相配合。
本发明的有益效果：
本发明中的电源采用一体化设计，在维修时可以一体式安装和拆卸，简单方便，而在一体化电源模块内，输入模块采用双电源可自动切换的方式，安全性更高，且输出模块具有辅助备用的储能电源，可进一步弥补电路欠压及临时断路的问题，实用性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明配网终端FTU装置一体化电源模块的电路模块结构示意图。
图2为本发明配网终端FTU装置一体化电源模块的供电单元连接示意图。
图3为本发明配网终端FTU装置一体化电源模块的外部接口结构示意图。
图4为本发明配网终端FTU装置一体化电源模块的插接头具体结构示意图。
图5为本发明配网终端FTU装置一体化电源模块的外部接口A面剖视结构示意图。
图6为本发明配网终端FTU装置一体化电源模块的防护件具体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
参照图1和2，为本发明第一个实施例，提供了一种配网终端FTU装置一体化电源模块，此一体化电源模块的内部结构包括输入模块100和输出模块200，其中，输入模块100，其包括输入电源101、与输入电源101相连的电源切换单元102和与电源切换单元102相连的开关电源103；输出模块200，电连接于开关电源102的输出端，其包括供电单元201和电连接于供电单元201输出端的输出单元202。
输入电源101具有两路。
供电单元201具有两路，一路直接由开关电源102连接至输出单元202，另一路通过储能单元201a连接至输出单元202；储能单元201a的输出端通过反向隔离元件连接在输出单元202的输入端。
其中，此外接式的电源模块采用一体化结构设计，在模块壳体的内部具有电源回路结构，分为输入模块100和输出模块200两部分，输入模块100为电源输出部分，将外部的220V交流电接入此电源模块内，并进行电压转换；输出模块200则电压转换后，输出FTU装置所需的电压。具体的，输入模块100包括输入电源101、电源切换单元102和开关电源103，输入电源101为两路交流输入电，连接至电源切换单元102，可选用现有的继电器，实现两路输入电源线路之间的切换，保障一路电源顺利接入开关电源103，开关电源103采用AC/DC(交流/直流)变压器，将220V的交流电转换为装置所需的12V或24V直流电，转换后通过供电单元201输出给输出模块200。
在供电给输出模块200的过程中，分为两路输送，一路直接输出给输出单元202，作为工作电源，而另一路通过储能单元201a转接在输出单元202的输入端，作为操作电源。工作电源或操作电源经输出单元202从连接端口供给FTU装置。具体的，储能单元201a中具有超级电容或蓄电池，可根据现场运行环境及重要性来选择，重要的终端可选用蓄电池，重要性一般的可选用超级电容。从开关电源103输入时，对超级电容或蓄电池充电。在配电线路正常运行时，储能单元201a储能并处于备用状态；在配电线路发生故障时，此时线路开关需要操作断开或者合上，FTU装置的操作电源需要较大的电流，其电源可由储能单元201a短暂提供，而当间隔两路交流输入均无电源接入时，FTU装置的工作电源及操作电源均由储能模块提供。
而输出单元202起到电源连接、流通和隔离的作用。其输入端与供电单元201的两路相连，其中与储能单元201a相连的一路，储能单元201a的输出端与输出单元202的输入端之间串联有反向隔离元件D。原因在于，正常运行时，由于FTU装置的工作电源电压略高于储能单元201a端的操作电压，因此FTU装置所有的工作电源由开关电源103直接提供，当FTU装置的开关需要操作或发生跳闸时，由于停电或开关电源103的工作电源输出电流限制，此时工作电源端电压会低于储能单元201a端的操作电源电压，此时所有电源由储能单元201a提供，当操作或开关动作结束后，工作电源端电压升高，操作电源端电压重新小于工作电源端电压，则所有的工作电源重新由开关电源103提供，开关电源103的充电端向储能单元201a及时充电。
实施例2
参照图3～6，为本发明的第二个实施例，一体化电源模块在使用时，电源电路通过模块外部的端口与FTU装置插接配合，而外部插接口之间既要满足连接安全稳定的优点，还需要满足方便插拔的要求，为此，提供以下实施方式，该实施例不同于第一个实施例的是：
还包括外部接口300，输入电源101的输入端和输出单元202的输出端均通过导线连接在外部接口300内。
外接接口300包括插接头301和插接座302，二者能够配合相连，插接头301或插接座302安装于配网终端的壳体上，而插接座302或插接头301设置于此一体化模块的壳体上。
插接头301包括插头壳301a、设置于插头壳301a内腔的插接针头301b和设置于插头壳301a侧壁中的偏转杆301c；插头壳301a的侧壁中开设有卡合槽301a-1，偏转杆301c的杆体转动设置其中。
插接座302包括座体302a、设置于座体302a内腔中的插接孔台302b和设置于座体302a中的防护件302c；防护件302c镜像对称设置，分布于座体302a的两侧。
插头壳301a能够配合插接于座体302a的内腔中，且其侧壁能够于防护件302c配合滑动。
插接针头301b与插接孔台302b的数量相同，且一一对应。
防护件302c包括连接杆302c-1、防护杆302c-2和限位弹簧302c-3，其中，防护杆302c-2位于座体302a的内腔中，其一端贯穿座体302a的侧壁垂直连接于连接杆302c-1的端部，且此端通过限位弹簧302c-2连接在座体302a的内腔侧壁中，而连接杆302c-1远离防护杆302c-2的一端具有楔形卡头302c-11；所述楔形卡头302c-11能够配合卡接在所述卡合槽301a-1内；防护杆302c-2的杆体上具有凹型弧槽302c-21，且凹型弧槽302c-21能够与插接孔台302b相配合。
相较于实施例1，进一步的，其中，外部接口300至少具有插接头301和插接座302两部分，且二者能够配合插接于一体，一个安装在FTU装置的侧壁上，另一个则位于此一体式电源模块的外壳侧壁上。而输入模块100中具有两路输入电源，以及输出模块200中具有一路输出，则接口部分至少具有3路接线端子，而为使插接过程具有双面插拔的作用，将输出端子置于两路输入端子之间，插接头301和插接座302中的连接端子分别通过导线各自与输入模块100输入端、输出模块200的输出端对应相连。
本实施例中以FTU装置上设置插接座302，电源模块壳体上设置插接头301的情况为例进行说明，进一步的，如附图3和4中所示，插接头301的插接端具有插头壳301a，呈圆环状包围在插接针头301b的外侧，插接针头301b为连接端子与输入模块100和输出模块200的电路相连，均匀分布于插头壳301a的内腔中部，而插头壳301a远离敞口插接端的一侧侧壁上两侧对称开设有卡合槽301a-1，且卡合槽301a-1内转动设置有偏转杆301c。需要说明的是，卡合槽301a-1沿插头壳301a的轴向分布，且靠近插接端一侧的槽的深度大于另一端的深度。
而插接座302对应插接头301而设置，其中，座体302a与插头壳301a的径向截面相同，且其内环形状大小等于插头壳301a的外环形状大小相同，因此插头壳301a能够整个插入在座体302a的内腔中；座体302a的内腔底部分布有插接孔台302b，与插接针头301b的数量及位置相对应。插接孔台302b为FTU装置的电源电路的连接端子，当插接针头301b插接在插接孔台302b内，电源模块与FTU装置内的电源电路即可导通。在座体302a内还设置有防护件302c，用于防护插接座302的用电安全，同时，在与插接头配合相连时，能够作为连接件，使得插接牢固。
具体的，防护件302c包括两组L型杆件，且两组L型杆件关于座体302a的中心轴线镜像对称设置，且能够相互配合，每组L型杆件由至少三部分构成，连接杆302c-1、防护杆302c-2和限位弹簧302c-3，其中，防护杆302c-2垂直于座体302a的轴线并贯穿于座体302a的侧壁，其端部固定在连接杆302c-1的一端侧壁上，且在贯穿座体302a的侧壁处，防护杆302c-2通过限位弹簧302c-3与座体302a的侧壁相连，且位于插接孔台302b的顶部，如附图中所示。还需要说明的是，防护杆302c-2的杆体上具有凹型弧槽302c-21，方便插接后，针头与孔台的连接，而在不插接时，具有防止误碰插接孔台302b发生触电的事故的作用。
连接杆302c-1位于座体302a的外侧，杆体的长度方向与座体302a的轴向平行，且连接杆302c-1远离防护杆302c-2的一端具有楔形卡头302c-11，楔形卡头302c-11的楔面朝向座体302a，且在座体302a靠近敞口端一侧的侧壁上开设有开口，楔形卡头302c-11的端部可穿过开口，延伸在座体302a的内腔中，当插接头301插如座体302a内腔时，楔形卡头302c-11可与插头壳301a的两侧外壁滑动配合，当滑动至插头壳301a的尾端，则能够与卡合槽301a-1相配合。
其余结构与实施例1的结构相同。
结合说明书附图1～6，在使用前，依照上述连接结构将电源模块连接为一个整体，并将插接头301和插接座302分别安装在电源模块及FTU装置的壳体上，初始状态下，限位弹簧302c-3处于原长，防护杆302c-2位于插接孔台302b上，由于凹型弧槽302c-21的存在，杆体侧壁挡在插接孔台302b的上方，防止误触。当插接头301自插接座302的敞口端插入时，插头壳301a的外部侧壁与座体302a的内腔相配合，而当插头壳301a的侧壁与楔形卡头302c-11的端部相接触时，连接杆302c-1整体被挤压远离座体302a，同时限位弹簧302c-3被挤压，而随着插接深度的增加，当楔形卡头302c-11卡接在卡合槽301a-1内时，则插接针头301b穿过两组凹型弧槽302c-21配合的孔槽与插接孔台302b完成连接，此配合结构，连接稳定，结构牢固。当需要拆卸时，可拨动偏转杆301c将卡合于卡合槽301a-1内的楔形卡头302c-11弹出，再拔出插接头301即可，操作简单快捷。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种配网终端FTU装置一体化电源模块，其特征在于：包括，
输入模块（100），其包括输入电源（101）、与所述输入电源（101）相连的电源切换单元（102）和与所述电源切换单元（102）相连的开关电源（103）；
输出模块（200），电连接于所述开关电源（103 ）的输出端，其包括供电单元（201）和电连接于所述供电单元（201）输出端的输出单元（202）；
所述供电单元（201）具有两路，一路直接由所述开关电源（103 ）连接至所述输出单元（202），另一路通过储能单元（201a）连接至所述输出单元（202）；所述储能单元（201a）的输出端通过反向隔离元件（D）连接在所述输出单元（202）的输入端；
还包括外部接口（300），所述输入电源（101）的输入端和所述输出单元（202）的输出端均通过导线连接在所述外部接口（300）内；
所述外部接口（300）包括插接头（301）和插接座（302），二者能够配合相连，所述插接头（301）或插接座（302）安装于配网终端的壳体上，而所述插接座（302）或插接头（301）设置于此一体化模块的壳体上；
所述插接头（301）包括插头壳（301a）、设置于所述插头壳（301a）内腔的插接针头（301b）和设置于所述插头壳（301a）侧壁中的偏转杆（301c）；所述插头壳（301a）的侧壁中开设有卡合槽（301a-1），所述偏转杆（301c）的杆体转动设置其中；
所述插接座（302）包括座体（302a）、设置于所述座体（302a）内腔中的插接孔台（302b）和设置于所述座体（302a）中的防护件（302c）；所述防护件（302c）镜像对称设置，分布于所述座体（302a）的两侧；
所述防护件（302c）包括连接杆（302c-1）、防护杆（302c-2）和限位弹簧（302c-3），其中，所述防护杆（302c-2）位于所述座体（302a）的内腔中，其一端贯穿所述座体（302a）的侧壁垂直连接于所述连接杆（302c-1）的端部，且此端通过所述限位弹簧（302c-2）连接在所述座体（302a）的内腔侧壁中，而所述连接杆（302c-1）远离所述防护杆（302c-2）的一端具有楔形卡头（302c-11）；
所述楔形卡头（302c-11）能够配合卡接在所述卡合槽（301a-1）内；
所述防护杆（302c-2）的杆体上具有凹型弧槽（302c-21），且所述凹型弧槽（302c-21）能够与所述插接孔台（302b）相配合。
2.根据权利要求1所述的配网终端FTU装置一体化电源模块，其特征在于：所述输入电源（101）具有两路。
3.根据权利要求2所述的配网终端FTU装置一体化电源模块，其特征在于：所述插头壳（301a）能够配合插接于所述座体（302a）的内腔中，且其侧壁能够于所述防护件（302c）配合滑动。
4.根据权利要求1~3任一所述的配网终端FTU装置一体化电源模块，其特征在于：所述插接针头（301b）与插接孔台（302b）的数量相同，且一一对应。
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