CN117012570B - 一种配电开关监控终端的取电装置及其取电装置固封极柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电开关监控终端的取电装置及其取电装置固封极柱，包括极柱底座，所述极柱底座的顶端对称开设有四个插接定位槽，所述极柱底座的顶端端部固定有绝缘十字分隔插板，四个所述插接定位槽中均插接有快拆取电组件。本发明可以在固封极柱内部处于运作的元件电路板出现故障时，通过启动其他处于待机状态的元件电路板，保证固封极柱和取电装置继续正常运行，也可以同时对多个元件电路板进行同时启动，提高取电装置运行时的精确度。

Description

一种配电开关监控终端的取电装置及其取电装置固封极柱

技术领域

本发明涉及固封极柱技术领域，具体为一种配电开关监控终端的取电装置及其取电装置固封极柱。

背景技术

配电开关是变压器中的一个重要组成部件，配电开关会与变压器的监控终端直接关联，配电开关与监控终端共同组成FTU，具有遥控、遥测、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数及监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电等功能；

可以在变压器出现问题时对变压器进行切断以保证变压器安全，配电开关一般包括断路器和变压器取电装置，其中变压器取电装置包括取电极柱，取电极柱一般安装在变压器或断路器外部，用于从高压线路上进行取电，取电极柱又称固封极柱是指将真空灭弧室或真空灭弧室、导电连接和端子用固体绝缘材料或金属材料封装组成的独立部件，取电极柱在整个FTU系统中起到关键作用。

固封极柱采用浇筑方式加工，在内部元件出现损坏时，更换不方便，且固封极柱内部通常只有一组取电组件，在出现故障后取电装置无法保证变压器正常运行；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种配电开关监控终端的取电装置及其取电装置固封极柱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电开关监控终端的取电装置及其取电装置固封极柱，以解决上述背景技术中提出的固封极柱采用浇筑方式加工，在内部元件出现损坏时，更换不方便，且固封极柱内部通常只有一组取电组件，在出现故障后取电装置无法保证变压器正常运行等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，包括极柱底座，所述极柱底座的顶端对称开设有四个插接定位槽，所述极柱底座的顶端端部固定有绝缘十字分隔插板，四个所述插接定位槽中均设置有快拆取电组件，四个所述快拆取电组件将绝缘十字分隔插板夹持在中间；

所述快拆取电组件包括四个绝缘防护板，所述绝缘防护板的底端插接在插接定位槽内侧且底端开设有连接穿口，所述绝缘防护板的内壁上固定安装有元件电路板，所述元件电路板的底端固定有电路板连接线，所述电路板连接线的底端固定有插接端子，所述插接端子的下方设有连接端子，所述连接端子镶嵌在插接定位槽的底面中且底端连接有端子连接线，所述插接端子插接在连接端子中，所述端子连接线的底端贯穿极柱底座的壳体与断路器连接。

优选的，四个所述快拆取电组件的外侧套有防护套，所述防护套与快拆取电组件之间设有绝缘套。

优选的，所述防护套的底端内壁上设有螺纹槽，所述极柱底座的顶端外表面设有螺纹，所述防护套与极柱底座通过螺纹旋转连接。

优选的，所述取电输送线与极柱底座之间填充有密封件，所述防护套的底端内壁上设有多个环形密封卡槽且环形密封卡槽位于螺纹槽的上方。

优选的，所述密封件包括密封套，所述密封套的内部设有空气填充腔且空气填充腔的内部填充有空气，所述密封套的外壁上设有多个密封环形凸起，所述密封环形凸起卡接在环形密封卡槽内侧，所述密封环形凸起的上下表面均倾斜且上下表面之间的夹角为锐角。

优选的，所述元件电路板上安装有取电元件，所述取电元件包括继电器JK1、单片机MCU，单片机MCU包括数字模拟接口AD1和AD2、脉冲宽度调制高电平输出PWM1、脉冲宽度调制低电平输出PWM2和接收接口CMD。

优选的，所述电路板连接线的外侧套有弹性收缩套，所述弹性收缩套为弹性塑料且主体呈螺旋状。

优选的，所述插接定位槽的内壁上设有多个收纳槽，所述绝缘防护板的底端外表面设有多个防滑卡接槽，所述防滑卡接槽的内侧活动卡接有防滑限位块，所述防滑限位块的一端滑动插接在收纳槽中，所述防滑限位块位于收纳槽中的端部与收纳槽的内壁之间安装有限位弹簧。

优选的，所述防滑限位块插接在防滑卡接槽中的端部上下表面均设有倾斜的斜面，两个所述斜面之间为圆弧面。

一种配电开关监控终端的取电装置，包括取电输送线，所述取电输送线的一端连接有一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在正常情况下固封极柱内的元件电路板只会启动一到两个，剩余的元件电路板处于待机状态，在固封极柱内部正在工作的元件电路板出现故障时，固封极柱连接控制终端检测到运行中的元件电路板停止工作后，控制终端会启动固封极柱内部处于待机状态的某一个或两个元件电路板进行运转，保证固封极柱和取电装置继续正常运行，也可以同时对多个元件电路板进行同时启动，提高取电装置运行时的精确度，还可以同时对多个元件电路板进行同时启动，并通过多个元件电路板工作时的运行反馈，提高取电装置运行时的精确度；

2、本发明在元件电路板出现故障损坏时，只需将防护套旋转取下，然后将安装了元件电路板的绝缘防护板从极柱底座中拔下，在拔下后将连接端子与插接端子进行分离，可以快速的对损坏的部件进行取下，并方便更换，有效的提高对固封极柱的检修、维护效率；

3、本发明在常规的取电电路基础上增加一侧电路，通过继电器K1断开，因变压器T1的输出侧的电压较低，所以只能输出较低的功率（需足够供FTU工作，同时单片机MCU实时监测VCC1和VCC2（即+24V）电压，通过PWM1和PWM2来控制VCC2（即+24V）的输出电压和泄放回路的能量，从而保证VCC2（即+24V）稳定输出，当系统检测到VCC1急剧下降时，说明此次断路器有储能动作。此时，闭合继电器JK1，那么变压器T1的PIN1和PIN3之间便可获得较高的电压，PIN4和PIN6也可输出较高的能量，以保证系统正常工作，可以改变电容和变压器的分比，从而改变变压器的输入电压，以达到改变变压器输出功率的作用。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体的爆炸图；

图3为本发明快拆取电组件的结构示意图；

图4为本发明快拆取电组件的局部结构示意图；

图5为本发明图4中A处的结构放大图；

图6为本发明防护套的剖视图；

图7为本发明图6中B处的结构放大图；

图8为本发明取电装置接入变压器和FTU的电路示意图。

图中：1、极柱底座；2、取电输送线；3、防护套；4、快拆取电组件；401、绝缘防护板；402、元件电路板；403、弹性收缩套；404、连接端子；405、端子连接线；406、插接端子；407、连接穿口；408、防滑限位块；409、防滑卡接槽；410、限位弹簧；411、电路板连接线；5、绝缘十字分隔插板；6、密封件；601、密封套；602、密封环形凸起；603、空气填充腔；7、插接定位槽；8、环形密封卡槽；9、绝缘套；10、收纳槽。

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。

如图1-图5所示，一种配电开关监控终端的取电装置及其取电装置固封极柱，包括极柱底座1，极柱底座1的顶端对称开设有四个插接定位槽7，极柱底座1的顶端端部固定有绝缘十字分隔插板5，四个插接定位槽7中均设置有快拆取电组件4，四个快拆取电组件4将绝缘十字分隔插板5夹持在中间。

快拆取电组件4包括四个绝缘防护板401，绝缘防护板401的底端插接在插接定位槽7内侧且底端开设有连接穿口407，绝缘防护板401的内壁上固定安装有元件电路板402，元件电路板402的底端固定有电路板连接线411，电路板连接线411的底端固定有插接端子406，插接端子406的下方设有连接端子404，连接端子404镶嵌在插接定位槽7的底面中且底端连接有端子连接线405，插接端子406插接在连接端子404中，端子连接线405的底端贯穿极柱底座1的壳体与断路器连接，方便对损坏的快拆取电组件4进行整体取下并进行替换，有效的提高对固封极柱的维护、检修效率。

电路板连接线411的外侧套有弹性收缩套403，弹性收缩套403为弹性塑料且主体呈螺旋状，通过弹性塑料材质且呈螺旋状的弹性收缩套403可以对电路板连接线411进行整理收纳，使得电路板连接线411可以整齐的被收纳在绝缘防护板401中，不会出现自身缠绕现象。

插接定位槽7的内壁上设有多个收纳槽10，绝缘防护板401的底端外表面设有多个防滑卡接槽409，防滑卡接槽409的内侧活动卡接有防滑限位块408，防滑限位块408的一端滑动插接在收纳槽10中，防滑限位块408位于收纳槽10中的端部与收纳槽10的内壁之间安装有限位弹簧410，防滑限位块408插接在防滑卡接槽409中的端部上下表面均设有倾斜的斜面，两个斜面之间为圆弧面，通过限位弹簧410将防滑限位块408挤压卡接在防滑卡接槽409中，可以对插接在插接定位槽7中的绝缘防护板401进行位置限制，保证在无人力干预下绝缘防护板401不会从插接定位槽7中脱离。

如图6和图7所示，四个快拆取电组件4的外侧套有防护套3，防护套3与快拆取电组件4之间设有绝缘套9，防护套3的底端内壁上设有螺纹槽，极柱底座1的顶端外表面设有螺纹，防护套3与极柱底座1通过螺纹旋转连接，实现防护套3与极柱底座1的快速连接，连接稳定防护套3不会轻易的从极柱底座1上脱离，且方便对防护套3进行拆卸，有利于对损坏的快拆取电组件4进行替换。

防护套3与极柱底座1之间填充有密封件6，防护套3的底端内壁上设有多个环形密封卡槽8且环形密封卡槽8位于螺纹槽的上方，密封件6包括密封套601，密封套601的内部设有空气填充腔603且空气填充腔603的内部填充有空气，密封套601的外壁上设有多个密封环形凸起602，密封环形凸起602卡接在环形密封卡槽8内侧，密封环形凸起602的上下表面均倾斜且上下表面之间的夹角为锐角，在防护套3与极柱底座1旋转连接后会对密封件6产生挤压，使得空气填充腔603内部空气被压缩后会使得密封环形凸起602膨胀并挤压进入环形密封卡槽8内侧，可以将防护套3与极柱底座1之间的缝隙进行密封填充，避免水汽进入防护套3内部。

其中变压器整理滤波后输出电压VCC1，因电容值一定，变压器参数一定，所以在一定的输入电压下，变压器的输出功率是一定的，但在实际使用时，负荷是变化的，而且变化很大，例如，正常情况下，只是FTU在工作，FTU即配电开关监控终端，功率只有不到10W，但当断路器需要储能时，功率非常大，有将近100W。现在通常采用的方法是增加电池和电容作为辅助电源，正常情况下，取能给FTU供电。多余的能量经电源管理电路给电池和电容充电，电池和电容充满电后，再多余的能量通过泄放电路泄放掉；电池长期处于充电状态，会严重影响电池的寿命，电池一旦失效，断路器将无法操作，电池和电容充电需要一定时间，如果电池和电容储能不足，此时断路器也无法动作，如果电网处于欠压情况，那么电池和电容将无法充电，断路器动作更是无从谈起。如果将电路容量加大，势必会造成能量流失，且在正常情况下，变压器整理滤波后输出电压VCC1偏高，对电池损害也非常大。

如图8所示，元件电路板402上安装有取电元件，所述取电元件包括继电器JK1、单片机MCU，单片机MCU包括数字模拟接口AD1和AD2、脉冲宽度调制高电平输出PWM1、脉冲宽度调制低电平输出PWM2、和接收接口CMD。

通过继电器JK1断开，因变压器T1的输出侧的电压较低，所以只能输出较低的功率（需足够供FTU工作）。同时，单片机MCU实时监测VCC1和VCC2（即+24V）电压，通过PWM1和PWM2来控制VCC2（即+24V）的输出电压和泄放回路的能量，从而保证VCC2（即+24V）稳定输出。

其中VCC２＝VCC１＊W１；

其中VCC３＝VCC１＊W２；

其中W１为PWM１的占空比，W２为PWM２的占空比。

我们只要检测出VCC１和VCC３的电压，通过控制PWM２的占空比，便可轻易将VCC３控制在24V，同理，我们也可以通过控制PWM１的占空比，来调节泄放功率的大小；

当系统检测到VCC1急剧下降时，说明此次断路器有储能动作，此时，闭合JK1，那么变压器T1的PIN1和PIN3之间便可获得较高的电压，PIN4和PIN6也可输出较高的能量，以保证系统正常工作。

一种配电开关监控终端的取电装置，包括取电输送线2，取电输送线2的一端连接有上述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱。

综上所述，在快拆取电组件4内部的元件电路板402出现故障时，首先工作人员对固封极柱连接的电源进行切断，在电源切断后，对位于极柱底座1顶端外侧的防护套3进行旋转，使得防护套3与极柱底座1进行分离，在防护套3分离完毕后，工作人员需要从四个快拆取电组件4中对损坏的快拆取电组件4进行区分，区分出损坏的快拆取电组件4后，工作人员将损坏的快拆取电组件4向上进行拉动，此时绝缘防护板401的底端会逐渐从插接定位槽7中被拉出，此时绝缘防护板401的外壁会与防滑限位块408卡接在防滑卡接槽409中的端部底面进行挤压，使得防滑限位块408向收纳槽10中收缩并对限位弹簧410进行压缩，直至绝缘防护板401的底端完全从插接定位槽7中脱离，随着绝缘防护板401与插接定位槽7的分离而插接端子406与连接端子404始终连接，这时弹性收缩套403会被拉伸并延长，在绝缘防护板401完全脱离插接定位槽7后，工作人员将插接端子406与连接端子404进行分离，然后将新的快拆取电组件4进行安装即可，正常情况下固封极柱内的元件电路板402只会启动一到两个，剩余的元件电路板处于待机状态，在固封极柱内部正在工作的元件电路板402出现故障时，固封极柱连接控制终端检测到运行中的元件电路板402停止工作后，控制终端会启动固封极柱内部处于待机状态的某一个或两个元件电路板402进行运转，保证固封极柱和取电装置继续正常运行，也可以同时对多个元件电路板402进行同时启动，提高取电装置运行时的精确度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，包括极柱底座（1），其特征在于：所述极柱底座（1）的顶端对称开设有四个插接定位槽（7），所述极柱底座（1）的顶端端部固定有绝缘十字分隔插板（5），四个所述插接定位槽（7）中均设置有快拆取电组件（4），四个所述快拆取电组件（4）将绝缘十字分隔插板（5）夹持在中间；

所述快拆取电组件（4）包括四个绝缘防护板（401），所述绝缘防护板（401）的底端插接在插接定位槽（7）内侧且底端开设有连接穿口（407），所述绝缘防护板（401）的内壁上固定安装有元件电路板（402），所述元件电路板（402）的底端固定有电路板连接线（411），所述电路板连接线（411）的底端固定有插接端子（406），所述插接端子（406）的下方设有连接端子（404），所述连接端子（404）镶嵌在插接定位槽（7）的底面中且底端连接有端子连接线（405），所述插接端子（406）插接在连接端子（404）中，所述端子连接线（405）的底端贯穿极柱底座（1）的壳体与断路器连接。

2.根据权利要求1所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：四个所述快拆取电组件（4）的外侧套有防护套（3），所述防护套（3）与快拆取电组件（4）之间设有绝缘套（9）。

3.根据权利要求2所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述防护套（3）的底端内壁上设有螺纹槽，所述极柱底座（1）的顶端外表面设有螺纹，所述防护套（3）与极柱底座（1）通过螺纹旋转连接。

4.根据权利要求3所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述防护套（3）与极柱底座（1）之间填充有密封件（6），所述防护套（3）的底端内壁上设有多个环形密封卡槽（8）且环形密封卡槽（8）位于螺纹槽的上方。

5.根据权利要求4所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述密封件（6）包括密封套（601），所述密封套（601）的内部设有空气填充腔（603）且空气填充腔（603）的内部填充有空气，所述密封套（601）的外壁上设有多个密封环形凸起（602），所述密封环形凸起（602）卡接在环形密封卡槽（8）内侧，所述密封环形凸起（602）的上下表面均倾斜且上下表面之间的夹角为锐角。

6.根据权利要求1所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述元件电路板（402）上安装有取电元件，所述取电元件包括继电器JK1、单片机MCU，单片机MCU包括数字模拟接口AD1和AD2、脉冲宽度调制高电平输出PWM1、脉冲宽度调制低电平输出PWM2和接收接口CMD。

7.根据权利要求1所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述电路板连接线（411）的外侧套有弹性收缩套（403），所述弹性收缩套（403）为弹性塑料且主体呈螺旋状。

8.根据权利要求1所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述插接定位槽（7）的内壁上设有多个收纳槽（10），所述绝缘防护板（401）的底端外表面设有多个防滑卡接槽（409），所述防滑卡接槽（409）的内侧活动卡接有防滑限位块（408），所述防滑限位块（408）的一端滑动插接在收纳槽（10）中，所述防滑限位块（408）位于收纳槽（10）中的端部与收纳槽（10）的内壁之间安装有限位弹簧（410）。

9.根据权利要求8所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述防滑限位块（408）插接在防滑卡接槽（409）中的端部上下表面均设有倾斜的斜面，两个所述斜面之间为圆弧面。

10.一种配电开关监控终端的取电装置，包括取电输送线（2）和权利要求1-9任一项所述的一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱，其特征在于：所述取电输送线（2）的一端连接有一种配电开关监控终端的取电装置固封极柱。