CN115575027A - 一种基于物联网的配电监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力检测技术领域，尤其涉及一种基于物联网的配电监测装置。通过以下技术方案解决：一种基于物联网的配电监测装置，包括有外壳体；外壳体的上端固接有静端盖板，外壳体的下端固接有动端盖板，静端盖板固接有静导电杆，外壳体的下端滑动连接有动导电杆，静导电杆和动导电杆均固接有屏蔽桶，外壳体内固接有屏蔽罩，屏蔽罩滑动连接有环形滑动板，环形滑动板设置有压力传感器。本发明通过压力传感器辅助电力工作人员检测外壳体内的真空度，通过屏蔽罩和密封板配合限制金属气态颗粒和液滴的分散范围，通过动导电杆传动环形滑动板移动改变外壳体的容积，辅助压力传感器适应由动导电杆移动引起外壳体内的压力变化，避免压力传感器误报。

Description

一种基于物联网的配电监测装置

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，尤其涉及一种基于物联网的配电监测装置。

背景技术

真空断路器是一种应用于电力系统的开关，因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名，具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中的应用较为普及。

真空灭弧室是真空断路器的核心器件，借助真空优良的绝缘和熄弧性能，实现电路的关合或分断，并在切断电源后能迅速熄弧并抑止电流，但由于焊缝及材料的慢漏气、触头接触时产生的金属气体颗粒和经绝缘外套渗漏进的气体均会降低真空灭弧室真空度，因此需对真空灭弧室内的真空度进行检测，但动静触头在接触时会产生金属气态颗粒，容易损坏检测元件，且动触头在启动时，会改变真空灭弧室内压力，容易误报。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种基于物联网的配电监测装置。

本发明的技术方案如下：一种基于物联网的配电监测装置，包括有外壳体，外壳体的一端固接有静端盖板，外壳体的另一端固接有动端盖板，静端盖板贯穿式固接有静导电杆，外壳体内靠近动端盖板的一端滑动连接有动导电杆，静导电杆和动导电杆的相向端均固接有设置为纵向磁场结构的触头，用于限制触头表面形成阳极斑点，静导电杆和动导电杆均固接有用于减轻金属气态颗粒和液滴喷溅对绝缘外壳内壁污染的屏蔽桶，动端盖板和动导电杆的屏蔽桶之间固接有波纹管，波纹管用于密封外壳体，动端盖板固接有用于对动导电杆进行导向的导向套，导向套位于动端盖板和动导电杆之间，动导电杆滑动连接于导向套，外壳体内固接有用于屏蔽金属气态颗粒和喷溅金属液滴的屏蔽罩，屏蔽罩滑动连接有环形滑动板，环形滑动板设置有用于检测外壳体内气体压力的压力传感器，压力传感器与外界报警装置通过物联网连接，外壳体内对称式固接有第一U型固定架，第一U型固定架转动连接有齿轮，动导电杆的屏蔽桶对称式固接有第一齿板，环形滑动板对称式固接有第二齿板，左右相邻的第一齿板和第二齿板均与相邻第一U型固定架转动连接的齿轮啮合，通过动导电杆的屏蔽桶传动环形滑动板移动，辅助环形滑动板的压力传感器适应由于动导电杆移动引起外壳体内的压力变化，避免压力传感器误报。

进一步的，屏蔽罩设置有磁性，用于吸附静导电杆和动导电杆接触时产生的金属气态颗粒和喷溅的金属液滴。

进一步的，屏蔽罩靠近静导电杆的一侧固接有密封板，密封板、屏蔽罩和屏蔽桶配合形成用于收集金属气态颗粒和喷溅液滴的空腔，密封板靠近屏蔽罩的一侧周向等间距设置有排气孔，密封板的排气孔内固接有固定块，固定块设置有磁性，用于吸附静导电杆和动导电杆接触时产生的金属气态颗粒。

进一步的，环形滑动板靠近静导电杆的一侧通过对称分布的连接杆固接有环形挤压架，密封板周向等间距固接有圆头固定架，圆头固定架滑动连接有用于清理固定块的第一清理件，第一清理件和圆头固定架之间固接有弹簧。

进一步的，环形挤压架内壁的上下两侧均设置有倾斜面，且两个倾斜面之间通过平面衔接，第一清理件靠近环形挤压架一端的上下两侧均设置有倾斜面，且两个倾斜面之间也通过平面衔接，第一清理件的倾斜面与环形挤压架的倾斜面配合，用于挤压第一清理件相邻固定块的方向移动。

进一步的，外壳体内对称式固接有第二U型固定架，第二U型固定架转动连接有圆柱齿轮，密封板、屏蔽罩和屏蔽桶配合形成的空腔内滑动连接有第二清理件，第二清理件通过对称分布的滑杆固接有与圆柱齿轮啮合的第三齿板，环形滑动板靠近静导电杆的一侧通过对称分布的伸缩杆固接有与圆柱齿轮啮合的第四齿板，屏蔽罩内壁靠近动导电杆的一端设置为台阶状，且台阶状处固接有第三清理架，第三清理架与屏蔽罩配合形成收集槽。

进一步的，第二清理件和第三清理架的内径均与屏蔽桶的外径相等，且第二清理件和第三清理架的相向侧均设置为倾斜面，用于提高对屏蔽桶的清理效果。

进一步的，导向套对称式设置有换气孔，其中一个换气孔与进风管连通，另一个换气孔与排风管连通，动端盖板和动导电杆的屏蔽桶之间固接有用于缓冲波纹管的密封罩。

进一步的，换气孔设置为圆台形，且与进风管连通的换气孔直径小的一侧远离波纹管，与排风管连通的换气孔直径小的一侧靠近波纹管，用于对换气孔内的气体进行导向。

进一步的，密封罩设置为弹性材料，用于对波纹管进行保护。

本领域技术人员能够理解的是，本发明至少具有如下有益效果：

1、本发明通过压力传感器辅助电力工作人员检测外壳体内的真空度，避免因外壳体内的真空度下降导致无法熄灭两个触头在接触时产生的真空电弧，减小了事故的发生率。

2、本发明通过屏蔽罩和密封板配合限制金属气态颗粒和液滴的分散范围，通过屏蔽罩和固定块的磁性吸附触头产生的金属气态颗粒，避免飘散的金属气态颗粒损坏压力传感器。

3、本发明通过密封罩对波纹管进行密封和缓冲，避免在动导电杆与静导电杆完全接触或断开时，波纹管中部的波纹在惯性的因素下仍处于折叠或伸缩的动态中，降低波纹管的金属疲劳度，实现了保护波纹管，增加波纹管使用寿命的目的。

4、本发明通过动导电杆传动环形滑动板移动改变外壳体的容积，辅助压力传感器适应由动导电杆移动引起外壳体内的压力变化，避免压力传感器误报。

5、本发明通过环形滑动板传动第一清理件对密封板的排气孔及固定块进行清理，防止固定块通过磁性吸附的金属气态颗粒在冷凝成型后，密封板的排气孔，影响压力传感器对外壳体内真空度的检测。

6、本发明通过第二清理件清理上侧的屏蔽桶外壁和屏蔽罩的内壁，避免屏蔽罩内壁通过磁性吸附的金属气态颗粒在冷凝后，影响屏蔽罩的磁性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的立体结构剖视图。

图3为本发明密封板的立体结构剖视图。

图4为本发明固定块的立体结构示意图。

图5为本发明第一清理件的立体结构示意图。

图6为本发明第二清理件的立体结构剖视图。

图7为本发明密封罩的立体结构剖视图。

附图标记说明：1-外壳体，2-静端盖板，3-动端盖板，4-静导电杆，5-动导电杆，6-触头，7-屏蔽桶，8-波纹管，9-导向套，10-屏蔽罩，11-环形滑动板，12-第一U型固定架，13-第一齿板，14-第二齿板，15-密封板，16-固定块，17-连接杆，18-环形挤压架，19-圆头固定架，20-第一清理件，21-第二U型固定架，22-圆柱齿轮，23-第二清理件，24-第三齿板，25-第四齿板，26-第三清理架，27-换气孔，28-密封罩。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

实施例1

一种基于物联网的配电监测装置，如图1-图3所示，包括有外壳体1，外壳体1的上端固接有静端盖板2，外壳体1的下端固接有动端盖板3，静端盖板2贯穿式固接有静导电杆4，外壳体1内的下端滑动连接有动导电杆5，静导电杆4和动导电杆5的相向端均固接有设置为纵向磁场结构的触头6，用于限制触头6表面形成阳极斑点，静导电杆4和动导电杆5均固接有用于减轻金属气态颗粒和液滴喷溅对绝缘外壳内壁污染的屏蔽桶7，动端盖板3和动导电杆5的屏蔽桶7之间固接有波纹管8，波纹管8用于密封外壳体1，动端盖板3固接有用于对动导电杆5进行导向的导向套9，导向套9位于动端盖板3和动导电杆5之间，动导电杆5滑动连接于导向套9，外壳体1内焊接有用于屏蔽金属气态颗粒和喷溅金属液滴的屏蔽罩10，屏蔽罩10设置有磁性，用于吸附静导电杆4和动导电杆5接触时产生的金属气态颗粒和喷溅的金属液滴，屏蔽罩10滑动连接有环形滑动板11，环形滑动板11设置有用于检测外壳体1内气体压力的压力传感器，压力传感器与外界报警装置通过物联网连接，外壳体1内固接有两个第一U型固定架12，两个第一U型固定架12均转动连接有齿轮，动导电杆5的屏蔽桶7的外壁固接有两个第一齿板13，环形滑动板11的下侧面固接有两个第二齿板14，左右相邻的第一齿板13和第二齿板14均与相邻第一U型固定架12转动连接的齿轮啮合，通过动导电杆5的屏蔽桶7传动环形滑动板11移动，辅助环形滑动板11的压力传感器适应由于动导电杆5移动引起外壳体1内的压力变化，避免压力传感器误报。

如图3-图5所示，屏蔽罩10的上侧固接有密封板15，密封板15、屏蔽罩10和屏蔽桶7配合形成用于收集金属气态颗粒和喷溅液滴的空腔，密封板15的下侧周向等间距设置有排气孔，密封板15的排气孔内固接有固定块16，固定块16设置有磁性，用于吸附静导电杆4和动导电杆5接触时产生的金属气态颗粒。

如图3-图5所示，环形滑动板11的上侧通过两个连接杆17固接有环形挤压架18，环形挤压架18内壁的上下两侧均设置有倾斜面，且两个倾斜面之间通过平面衔接，密封板15周向等间距固接有圆头固定架19，圆头固定架19滑动连接有用于清理固定块16的第一清理件20，第一清理件20外端的上下两侧均设置有倾斜面，且两个倾斜面之间也通过平面衔接，第一清理件20的倾斜面与环形挤压架18的倾斜面配合，用于挤压第一清理件20相邻固定块16的方向移动，第一清理件20和圆头固定架19之间固接有弹簧。

如图6所示，外壳体1内固接有两个第二U型固定架21，两个第二U型固定架21均转动连接有圆柱齿轮22，密封板15、屏蔽罩10和屏蔽桶7配合形成的空腔内滑动连接有第二清理件23，第二清理件23通过两个滑杆固接有与圆柱齿轮22啮合的第三齿板24，环形滑动板11的上侧通过两个伸缩杆固接有与圆柱齿轮22啮合的第四齿板25，屏蔽罩10内壁的下端设置为台阶状，且台阶状处固接有第三清理架26，第三清理架26与屏蔽罩10配合形成收集槽，第二清理件23和第三清理架26的内径均与屏蔽桶7的外径相等，且第二清理件23和第三清理架26的相向侧均设置为倾斜面，用于提高对屏蔽桶7的清理效果。

如图7所示，导向套9对称式设置有换气孔27，左侧换气孔27与进风管连通，右侧换气孔27与排风管连通，换气孔27设置为圆台形，且左侧的换气孔27直径小的一侧向下8，右侧的换气孔27直径小的一侧向上，用于对换气孔27内的气体进行导向，动端盖板3和动导电杆5的屏蔽桶7之间固接有用于缓冲波纹管8的密封罩28，密封罩28设置为弹性材料，用于对波纹管8进行保护。

在本装置的使用过程中，通过压力传感器对外壳体1内的真空度进行检测，在此过程中，外界空气的渗入及静导电杆4和动导电杆5接触时产生的金属气态颗粒均会改变外壳体1内的压力，当外壳体1内的压力增大至压力传感器设定的数值时，压力传感器通过物联网启动外界报警装置，外界报警装置向电力工作人员发出警报，电力工作人员根据外界报警装置发出的警报对本装置进行维修或更换。

当需要分闸或合闸时，电力工作人员启动真空断路器的操动机构，操动机构经传动机构带动动导电杆5快速移动与静导电杆4接触或断开，实现电力路线的通路与断路。

在动导电杆5移动与静导电杆4接触或断开的过程中，通过触头6的纵向磁场结构使其表面的电弧斑点均匀分布，减轻触头6表面的熔融程度，通过屏蔽桶7减轻由电弧熔融触头6产生的金属气态颗粒和液滴喷溅对绝缘外壳内壁的污染，避免外壳体1的绝缘强度下降，通过屏蔽罩10和密封板15配合限制金属气态颗粒和液滴的分散范围，通过屏蔽罩10和固定块16的磁性吸附触头6产生的金属气态颗粒，避免飘散的金属气态颗粒接触到压力传感器，导致压力传感器的灵敏度降低。

为避免由于合闸速度慢引起的触头6表面电磨损增大，甚至熔焊而粘在一起，动导电杆5与静导电杆4需要快速接触或断开，在动导电杆5与静导电杆4接触或断开的过程中，动导电杆5通过相邻的屏蔽桶7折叠或伸缩波纹管8，波纹管8在此过程中限制动导电杆5的移动冲程，并对外壳体1进行动态密封，在此过程中，动导电杆5通过相邻的屏蔽桶7拉伸密封罩28，密封罩28在拉伸的过程中，在自身弹性的影响下完全包裹波纹管8，对波纹管8进行密封和缓冲，避免在动导电杆5与静导电杆4完全接触或断开时，波纹管8中部的波纹在惯性的因素下仍处于折叠或伸缩的动态中，降低波纹管8的金属疲劳度，实现了保护波纹管8，增加波纹管8使用寿命的目的。

在分闸或合闸的过程中，动导电杆5通过相邻的屏蔽桶7传动两个第一齿板13移动，第一齿板13通过齿轮、第二齿板14和环形滑动板11传动压力传感器移动，通过环形滑动板11移动改变外壳体1的容积，辅助压力传感器适应由动导电杆5移动引起外壳体1内的压力变化，避免压力传感器误报。

在上述过程中，环形滑动板11通过两个连接杆17传动环形挤压架18移动，在每次的移动过程中，环形挤压架18移动挤压第一清理件20外端的倾斜面，第一清理件20受到挤压后向相邻固定块16的方向移动，并压缩相邻的弹簧，直至环形挤压架18内壁用于衔接的平面与第一清理件20外端用于衔接的平面接触时，第一清理件20的内端完全进入密封板15的排气孔中，并包裹相邻的固定块16，对密封板15的排气孔及固定块16进行清理，防止固定块16通过磁性吸附的金属气态颗粒在冷凝成型后，堵塞密封板15的排气孔，影响压力传感器对外壳体1内真空度的检测，在上述过程中，当环形挤压架18内壁用于衔接的平面与第一清理件20外端用于衔接的平面不再接触时，在弹簧的作用下，第一清理件20复位，避免第一清理件20堵塞密封板15的排气孔，影响压力传感器对外壳体1内真空度的检测。

在上述过程中，环形滑动板11移动压缩或拉伸两个伸缩杆，当环形滑动板11压缩两个伸缩杆至极限状态时，此时第一清理件20已经对清理密封板15的排气孔及固定块16，通过两个伸缩杆避免密封板15的排气孔及固定块16冷凝的金属气态颗粒影响第二清理件23的复位，环形滑动板11通过第四齿板25、圆柱齿轮22和第三齿板24传动第二清理件23向下移动，对与上侧的屏蔽桶7外壁和屏蔽罩10的内壁进行清理，避免屏蔽罩10内壁通过磁性吸附的金属气态颗粒在冷凝后，影响屏蔽罩10的磁性，导致金属气态颗粒在触头6的表面冷凝，使触头6的表面凹凸不平，在两个触头6接触或分离时，产生的电弧增加，增大触头6的熔融程度并恶性循环，以保持触头6对真空电弧的熄弧条件，在此过程中，动导电杆5带动相邻的屏蔽桶7向下移动，通过第三清理架26清理与下侧屏蔽桶7的外壁，并通过屏蔽罩10的磁性将第三清理架26和第二清理件23清理的金属气态颗粒，减轻金属气态颗粒对屏蔽罩10的污染程度，造成屏蔽罩10在合闸时发生闪烁，吸附至第三清理架26与屏蔽罩10配合形成的收集槽处。

在环形滑动板11向下移动的过程中，当环形滑动板11拉伸两个伸缩杆至极限状态时，环形滑动板11通过第四齿板25、圆柱齿轮22和第三齿板24传动第二清理件23向上移动，避免第二清理件23阻碍金属气态颗粒经密封板15的排气孔排出。

在上述过程中，电力工作人员将左侧的换气孔27与进风管连通，将右侧的换气孔27与排风管连通，通过向左侧的换气孔27输送冷却气体对波纹管8进行降温，避免静导电杆4接触动导电杆5产生的高温，经动导电杆5传递至波纹管8处，避免长时间的高温影响波纹管8的金属疲劳度，降低波纹管8的使用寿命，在此过程中，通过密封罩28保护波纹管8，避免波纹管8在冷却气体的冲击下晃动，导致波纹管8的形变次数有所增加，实现了提高波纹管8使用寿命的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：包括有外壳体（1），外壳体（1）的一端固接有静端盖板（2），外壳体（1）的另一端固接有动端盖板（3），静端盖板（2）贯穿式固接有静导电杆（4），外壳体（1）内靠近动端盖板（3）的一端滑动连接有动导电杆（5），静导电杆（4）和动导电杆（5）的相向端均固接有设置为纵向磁场结构的触头（6），用于限制触头（6）表面形成阳极斑点，静导电杆（4）和动导电杆（5）均固接有用于减轻金属气态颗粒和液滴喷溅对绝缘外壳内壁污染的屏蔽桶（7），动端盖板（3）和动导电杆（5）的屏蔽桶（7）之间固接有波纹管（8），波纹管（8）用于密封外壳体（1），动端盖板（3）固接有用于对动导电杆（5）进行导向的导向套（9），导向套（9）位于动端盖板（3）和动导电杆（5）之间，动导电杆（5）滑动连接于导向套，外壳体（1）内固接有用于屏蔽金属气态颗粒和喷溅金属液滴的屏蔽罩（10），屏蔽罩（10）滑动连接有环形滑动板（11），环形滑动板（11）设置有用于检测外壳体（1）内气体压力的压力传感器，压力传感器与外界报警装置通过物联网连接，外壳体（1）内对称式固接有第一U型固定架（12），第一U型固定架（12）转动连接有齿轮，动导电杆（5）的屏蔽桶（7）对称式固接有第一齿板（13），环形滑动板（11）对称式固接有第二齿板（14），左右相邻的第一齿板（13）和第二齿板（14）均与相邻第一U型固定架（12）转动连接的齿轮啮合，通过动导电杆（5）的屏蔽桶（7）传动环形滑动板（11）移动，辅助环形滑动板（11）的压力传感器适应由于动导电杆（5）移动引起外壳体（1）内的压力变化，避免压力传感器误报。

2.按照权利要求1所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：屏蔽罩（10）设置有磁性，用于吸附静导电杆（4）和动导电杆（5）接触时产生的金属气态颗粒和喷溅的金属液滴。

3.按照权利要求2所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：屏蔽罩（10）靠近静导电杆（4）的一侧固接有密封板（15），密封板（15）、屏蔽罩（10）和屏蔽桶（7）配合形成用于收集金属气态颗粒和喷溅液滴的空腔，密封板（15）靠近屏蔽罩（10）的一侧周向等间距设置有排气孔，密封板（15）的排气孔内固接有固定块（16），固定块（16）设置有磁性，用于吸附静导电杆（4）和动导电杆（5）接触时产生的金属气态颗粒。

4.按照权利要求3所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：环形滑动板（11）靠近静导电杆（4）的一侧通过对称分布的连接杆（17）固接有环形挤压架（18），密封板（15）周向等间距固接有圆头固定架（19），圆头固定架（19）滑动连接有用于清理固定块（16）的第一清理件（20），第一清理件（20）和圆头固定架（19）之间固接有弹簧。

5.按照权利要求4所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：环形挤压架（18）内壁的上下两侧均设置有倾斜面，且两个倾斜面之间通过平面衔接，第一清理件（20）靠近环形挤压架（18）一端的上下两侧均设置有倾斜面，且两个倾斜面之间也通过平面衔接，第一清理件（20）的倾斜面与环形挤压架（18）的倾斜面配合，用于挤压第一清理件（20）相邻固定块（16）的方向移动。

6.按照权利要求4所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：外壳体（1）内对称式固接有第二U型固定架（21），第二U型固定架（21）转动连接有圆柱齿轮（22），密封板（15）、屏蔽罩（10）和屏蔽桶（7）配合形成的空腔内滑动连接有第二清理件（23），第二清理件（23）通过对称分布的滑杆固接有与圆柱齿轮（22）啮合的第三齿板（24），环形滑动板（11）靠近静导电杆（4）的一侧通过对称分布的伸缩杆固接有与圆柱齿轮（22）啮合的第四齿板（25），屏蔽罩（10）内壁靠近动导电杆（5）的一端设置为台阶状，且台阶状处固接有第三清理架（26），第三清理架（26）与屏蔽罩（10）配合形成收集槽。

7.按照权利要求6所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：第二清理件（23）和第三清理架（26）的内径均与屏蔽桶（7）的外径相等，且第二清理件（23）和第三清理架（26）的相向侧均设置为倾斜面，用于提高对屏蔽桶（7）的清理效果。

8.按照权利要求1所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：导向套（9）对称式设置有换气孔（27），其中一个换气孔（27）与进风管连通，另一个换气孔（27）与排风管连通，动端盖板（3）和动导电杆（5）的屏蔽桶（7）之间固接有用于缓冲波纹管（8）的密封罩（28）。

9.按照权利要求8所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：换气孔（27）设置为圆台形，且与进风管连通的换气孔（27）直径小的一侧远离波纹管（8），与排风管连通的换气孔（27）直径小的一侧靠近波纹管（8），用于对换气孔（27）内的气体进行导向。

10.按照权利要求8所述的一种基于物联网的配电监测装置，其特征是：密封罩（28）设置为弹性材料，用于对波纹管（8）进行保护。

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