CN117095956B - 切换极性、工作模式的可插拔开关、供电设备及海缆系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及供电设备切换技术领域，提供一种切换极性、工作模式的可插拔开关、供电设备及海缆系统，可插拔开关包括：插座，固定安装在供电柜中，插座上设置有多个第一电连接口；插头，与插座可插拔连接，插头上设置有多个第二电连接口；供电设备包括多种极性和多种工作模式，插头插入插座的方向改变时，多个第一电连接口和多个第二电连接口的连接状态不同，以切换供电设备的极性或工作模式。通过设置可插拔开关，在正常模式基础上，增加开路模式、短路模式，可以在不需要本地站点任何操作的情况下自动配合对面站点或故障点位置开展系统调测维护，且可插拔式开关结构简单，操作方便，安全可靠，节省操作时间。

Description

切换极性、工作模式的可插拔开关、供电设备及海缆系统

技术领域

本申请涉及供电设备切换技术领域，尤其涉及一种切换极性、工作模式的可插拔开关、供电设备及海缆系统。

背景技术

远端供电设备（Power Feeding Equipment，PFE）是向海缆系统提供电能的供电设备，可以将-48V低电压安全转换为水下设备所需的电能，产生的电压值最大可达18KV。海缆系统是一个双端供电系统，需要两套PFE，一端正向供电，一端负向供电。在系统装配时，需要对两端PFE进行不同的极性设置。而且，PFE为方便故障定位、海缆铺设等多场景应用，设置了多种工作模式。

在PFE进行工作模式的切换时，通常采用打开线缆终端盒（CTC）的接头盒或者通过设置机械装置的方式实现切换。采用打开CTC接头盒的方式，由于海缆系统为双端供电系统，在进行极性切换时，一端站点进行开路与短路操作，需要对端紧密配合。由于本端与对端相距较远，在沟通配合过程中，不仅造成本端工作量增大，而且操作繁琐，耗时耗力，隐患较多。

采用机械装置进行切换的方式，由于机械装置结构复杂，需要使用钥匙通过不同的操作控制不同的机组配合，达到改变PFE内部电路连接来实现不同的切换方式。由于机械设计复杂，且长时间使用导致机械锈蚀，影响使用寿命。

因此，亟需一种便捷高效的切换装置。

发明内容

本申请提供了一种切换极性、工作模式的可插拔开关、供电设备及海缆系统，以解决现有切换方式导致的操作繁琐、耗时耗力以及影响切换装置使用寿命的技术问题。

本申请第一方面提供一种切换极性、工作模式的可插拔开关，应用于供电设备，所述供电设备包括供电柜，所述切换极性、工作模式的可插拔开关包括：插座，固定安装在所述供电柜中，所述插座上设置有多个第一电连接口；插头，与所述插座可插拔连接，所述插头上设置有多个第二电连接口；其中，所述多个第一电连接口与所述多个第二电连接口数量相同且适配；所述供电设备包括多种极性和多种工作模式，所述插头插入所述插座的方向改变时，多个所述第一电连接口和多个所述第二电连接口的连接状态不同，以切换所述供电设备的极性或工作模式。

在一种可实现方式中，所述插座包括：插座板，所述插座板固定安装在所述供电柜中，多个所述第一电连接口设置在所述插座板上；插入槽，设置在所述插座板上，且所述插入槽开设在多个所述第一电连接口的外周；所述插头包括：基体，所述基体为框架结构，所述框架结构的一侧设有开口，所述框架结构内设有多个所述第二电连接口；面板，盖设在所述框架结构的另一侧，所述面板上设有标向把手，所述标向把手用于可插拔操作，且所述标向把手还用于标识所述插头的插入方向；其中，所述基体通过所述开口插入所述插入槽内，以使所述插头与所述插座连接，所述基体的横截面形状与所述插入槽的横截面形状相同。

在一种可实现方式中，所述基体与所述插入槽的横截面形状为圆形或正4n边形，n为正整数，且n大于或等于1；

多个所述第一电连接口呈矩阵排布，多个所述第二电连接口呈矩阵排布；

其中，多个所述第一电连接口和多个所述第二电连接口的矩阵排布方式相同；且所述矩阵排布方式中，行数和列数相同。

在一种可实现方式中，所述基体与所述插入槽的横截面形状为正方形。

在一种可实现方式中，所述插头以所述标向把手的第一方向插入所述插座时，多个所述第一电连接口与多个所述第二电连接口为第一连接状态，所述供电设备的极性为正极性。

在一种可实现方式中，所述插头以所述标向把手的第二方向插入所述插座时，多个所述第一电连接口与多个所述第二电连接口为第二连接状态，所述供电设备的极性为负极性；

其中，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一连接状态与所述第二连接状态不同。

在一种可实现方式中，所述插头未插入所述插座时，所述供电设备的极性为异常。

在一种可实现方式中，所述插头以所述标向把手的第三方向插入所述插座时，多个所述第一电连接口与多个所述第二电连接口为第三连接状态，所述供电设备的工作模式为正常状态。

在一种可实现方式中，所述插头以所述标向把手的第四方向插入所述插座时，多个所述第一电连接口与多个所述第二电连接口为第四连接状态，所述供电设备的工作模式为短路状态；

其中，所述第三方向与所述第四方向垂直；所述第三连接状态与所述第四连接状态不同。

在一种可实现方式中，所述插头未插入所述插座时，所述供电设备的工作模式为开路状态。

在一种可实现方式中，可插拔开关还包括传感器，设置在所述插座板上，所述传感器用于根据所述标向把手的插入方向检测所述供电设备的极性、工作模式的切换状态。

本申请第二方面提供一种供电设备，包括第一方面提供的切换极性、工作模式的可插拔开关；

供电柜，所述切换极性、工作模式的可插拔开关设置在所述供电柜上；

其中，所述供电柜包括极性切换槽位和工作模式切换槽位；所述切换极性、工作模式的可插拔开关的数量为两个，一个所述切换极性、工作模式的可插拔开关设置在所述极性切换槽位内，用于切换所述供电设备的极性；另一个所述切换极性、工作模式的可插拔开关设置在所述工作模式切换槽位内，用于切换所述供电设备的工作模式。

本申请第三方面提供一种海缆系统，包括：第二方面提供的供电设备和海缆，海缆，与所述供电设备相连。

本申请提供的切换极性、工作模式的可插拔开关、供电设备及海缆系统，可插拔开关包括：插座，固定安装在供电柜中，插座上设置有多个第一电连接口；插头，与插座可插拔连接，插头上设置有多个第二电连接口；其中，多个第一电连接口与多个第二电连接口数量相同且适配；供电设备包括多种极性和多种工作模式，插头插入插座的方向改变时，多个第一电连接口和多个第二电连接口的连接状态不同，以切换供电设备的极性或工作模式。通过设置可插拔开关，在正常模式基础上，增加开路模式、短路模式，可以在不需要本地站点任何操作的情况下自动配合对面站点或故障点位置开展系统调测维护，例如进行绝缘耐压测试、导通阻抗测试、单端上电测试等。同一种开关实现不同的切换功能，操作方便，自带传感器，系统检测方便。解决了海缆系统中高压供电设备的状态切换需求，操作过程安全可靠。新增开短路模式，极大的简化了系统初始调测/故障维修时的站点间配合工作，操作便利化的同时也保障了站点操作人员的安全。而且，可插拔式开关结构简单，操作方便，安全可靠，节省操作时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。

图1是海缆系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的切换极性、工作模式的可插拔开关的插头的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的切换极性、工作模式的可插拔开关的插座的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的供电设备的正极性输出示意图；

图5是本申请实施例提供的供电设备的负极性输出示意图；

图6是本申请实施例提供的供电设备的正常状态的示意图；

图7是本申请实施例提供的海缆系统在正常状态下的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的供电设备的短路状态的示意图；

图9是本申请实施例提供的海缆系统的短路状态的示意图；

图10是本申请实施例提供的供电设备的开路状态的示意图；

图11是本申请实施例提供的海缆系统的开路状态的示意图。

图示标记：

1-供电设备；2-线缆终端盒；3-海底线路中继器；10-插座；110-第一电连接口；120-插座板；20-插头；210-基体；220-面板；230-标向把手；30-第一传感器；40-第二传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例，都属于本申请的保护范围。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”、“内”、“外”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

为便于对申请的技术方案进行，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。

PFE，Power Feeding Equipment，远端供电设备，应用于中继海缆系统中，放置在岸边的海缆登陆站内，为深海所有水下有源器件提供电能，是系统中重要的超高压设备。

海缆（undersea cable）是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，用于电信传输。

开路是指电路中两点间无电流通过或阻抗值(或电阻值)非常大的导体连接时的电路状态。

短路是指电路或电路中的一部分被短接。如负载或电源的两端被导线连接在一起。

图1是海缆系统的结构示意图。

参见图1，海缆系统包括相连接的供电设备1（PFE）、线缆终端盒2（CTC）和海底线路中继器3（Repeater，RPT）。其中，供电设备1的一端与站台地面相连接，另一端分别与两个线缆终端盒2相连，其中一个线缆终端盒2与海洋地面相连，另一个线缆终端盒2与海底线路中继器3相连。也就是说，站台地面与海洋地面之间的信号或电力的传输可以通过供电设备1和线缆终端盒2实现。另一路信号或电力可以通过供电设备1、线缆终端盒2和海底线路中继器3之间的传输所实现。

具体地，供电设备1主要用于为整个海缆系统供电，线缆终端盒2主要用于保护光缆或线缆。海底线路中继器3主要用于补偿光信号经过长距离传输后的损耗。

继续参见图1，海缆系统是一个双端供电系统，一端正向供电，一端负向供电，需要设置两套供电设备1，如图1所示包括位于右侧的供电设备1、线缆终端盒2、海底线路中继器3，和位于左侧的供电设备1、线缆终端盒2、海底线路中继器3。在系统装配时，需要对两端供电设备1进行不同的极性设置。图1中可以看出两套供电设备1对称设置在两端。其中，每套供电设备1分别与站台地面以及两个线缆终端盒2连接，两个线缆终端盒2中的一个线缆终端盒2与海洋地面连接，另一个线缆终端盒2与海底线路中继器（Repeater，RPT）连接，而位于左右两侧的海底线路中继器3通过海缆相连。这样，两侧的供电设备1均可以为海缆系统供电，同时位于两端的站台地面就可以通过供电设备1、线缆终端盒2、海底线路中继器3、海缆、海底线路中继器3、线缆终端盒2和供电设备1进行连接，可进行电力传输或信号的通信。

海缆系统包括本端和对端，其中，本端和对端是相对而言。如图1所示，如果将左侧的供电设备1做为本端，那么右侧的供电设备1则为对端；如果将右侧的供电设备1做为本端，那么左侧的供电设备1则为对端。在海缆系统中，切换供电设备1工作模式时，通常采用打开线缆终端盒（CTC）的接头盒或者通过设置机械装置的方式实现切换。

采用打开CTC接头盒进行切换时，需要本端和对端的紧密配合，但是在海缆的应用环境中，本端和对端相隔距离较长，需要本端工作人员与对端工作人员协同工作，不仅造成本端工作量的增加，还影响对端工作人员的工作效率，切换效率很低。而采用机械装置进行切换时，机械装置较长时间使用会出现锈蚀等现象，影响使用寿命。

为了解决采用打开线缆终端盒（CTC）的接头盒切换工作状态时造成的工作量增大，操作繁琐等问题，以及通过设置机械装置的方式切换工作状态时导致的机械装置使用寿命低的技术问题。本申请实施例提供一种可进行PFE输出极性和工作模式切换的可插拔开关。可插拔式开关主要包括可拆卸的插头和相适配的插座，插座固定安装在供电柜上，插头可相对于插座分离，并通过插头不同的插入方向实现不同的极性或不同工作模式的切换。其中，插头的不同的插入方向通过插头上标向把手的方位判断。

通过可插拔开关的插入方向切换供电设备1的极性和工作模式。

图2是本申请实施例提供的切换极性、工作模式的可插拔开关的插头的结构示意图。

图3是本申请实施例提供的切换极性、工作模式的可插拔开关的插座的结构示意图。

参见图2和图3，本申请实施例提供的可插拔开关应用于供电设备1，供电设备1包括供电柜，可插拔开关设置在供电柜上。供电设备1应用在海缆系统中。

具体地，可插拔开关包括插座10和插头20，插座10固定安装在供电柜上，插座10上设置有多个第一电连接口110。插头20与插座10可插拔连接，插头20上设置有多个第二电连接口（图中未示出），其中，多个第一电连接口110和多个第二电连接口数量相同且适配。

也就是说，插头20和插座10上设置有数量相同且位置相同的电连接口。

其中，供电设备1包括多种极性和工作模式，当插头20插入插座10的方向改变时，多个第一电连接口110和多个第二电连接口的连接状态不同，以切换供电设备1的极性或工作状态。

也就是说，本申请实施例提供的可插拔开关设置在供电柜上，通过改变可插拔开关中插头20插入插座10的方向，即可切换供电设备1的极性或工作状态。

继续参见图3，插座10包括插座板120和插入槽（图中未示出）。插座板120固定安装在供电柜中，多个第一电连接口110设置在插座板120上。插入槽设置在插座板120上，且插入槽开设在多个第一电连接口110的外周。

可以理解的是，插入槽可以是在插座板120上开设的首尾相连的槽，且多个第一电连接口110设置在插入槽围合区域内的插座板120上。插入槽用于插头20的可插拔操作。

其中，插座板120的安装过程，可以在供电柜上留有与插座板120形状相同的安装区域，可以通过螺栓将插座板120安装在供电柜上，且插座板120上的第一电连接口110与供电柜中的电线连接。

继续参见图2，插头20包括基体210和面板220。基体210为框架结构，框架结构的一侧设有开口，且框架结构的开口内设有多个第二电连接口。可见，在基体210的围合区域内设有多个第二电连接口。当插头20插入插座10内，多个第一电连接口110与多个第二电连接口相连并导通电流。

框架结构的基体210的另一侧，也就是远离开口的一侧设有面板220，面板220上设有标向把手230。操作者可通过标向把手230进行可插拔操作。例如，操作者可以手握标向把手230，向内推动插头20，可实现插头20与插座10的连接；操作者还可以手握标向把手230，向外拉动插头20，可实现插头20与插座10的分离。

标向把手230上设置有可用于识别方向的标识，标向把手230还用于识别插头20的插入方向。如图2所示，该标识可以为具有指向箭头的图案，当然还可以为其他形状的图案。

需要强调的是，图2中标向把手230为横向把手，仅为标向把手230多种形式中的一种，本申请实施例不对标向把手230的形式做具体限制。

以图2中指向箭头为例，此时标向把手230横向设置，指向箭头指向右侧，而如果操作者手握标向把手230逆时针旋转90°后，标向把手230竖直，指向箭头则指向上方，如果操作者手握标向把手230继续旋转180°后，标向把手230仍然竖直设置，但指向箭头指向下方。其中，90°、180°仅为示例性介绍。

可见，在指向箭头水平设置时，箭头方向可以指向右侧，也可以指向左侧；在标向把手230竖直设置时，箭头方向可以指向上方，也可以指向下方。这样，可以通过指向箭头进一步判断插头20的插入方向。

具体地，基体210通过开口插入插入槽中，以使插头20与插座10连接，基体210的横截面形状与插入槽的横截面形状相同。

也就是说，当基体210插入在插入槽中时，插头20与插座10连接，第一电连接口110和第二电连接口电连接。当基体210从插入槽内拔出时，插头20与插座10分离，第一电连接口110和第二电连接口无连接状态。

在一些实施例中，基体210和插入槽的横截面形状为圆形或正4n边形，n为正整数，且n大于或等于1。

也就是说，基体210和插入槽的横截面形状为圆形、正方形、正八边形、正十六边形等。

可以理解的是，本申请实施例提供的插头20改变插入角度后，第一电连接口110和第二电连接口仍能够实现连接。这样需要，基体210与插入槽的形状相同，且该形状在旋转预设角度后与能够与原图形重合。

以基体210和插入槽的横截面是圆形为例，圆形在旋转任意角度之后，均能够与原图形重合。

以基体210和插入槽的横截面是正方形为例，正方形在旋转90°、180°或270°后均能与原图形重合。

在设置基体210与插入槽旋转预设角度与原图形重合之后，还需考虑插头20上的第二电连接口在旋转预设角度之后与原位置的第二电连接口重合，这样，才能使得旋转后多个第二电连接口能够与多个第一电连接口110电连接。

具体地，多个第二电连接口呈矩阵排布，多个第一电连接口110呈矩阵排布，其中，多个第一电连接口110和多个第二电连接口的矩阵排布方式相同，且矩阵排布方式中，行数和列数相同。

也就是说，多个第一电连接口110和多个第二电连接口呈方阵排布。

示例的，多个第一电连接口110和多个第二电连接口可以为2*2方阵。

示例的，多个第一电连接口110和多个第二电连接口可以为3*3方阵。

示例的，多个第一电连接口110和多个第二电连接口可以为4*4方阵。

以图3为例，多个第一电连接口110为2*2方阵。

这样，多个第二电连接口在旋转90°、180°或270°之后，与旋转前的第二电连接口的方阵重合，从而使得旋转后的第二电连接口还能与第一电连接口110实现电连接。

在一个可行的实现中，基体210和插入槽的横截面形状为正方形。

圆形或正方形的基体210和插入槽，结构简单，便于生产，有利于提高生产效率。

为方便对本申请实施例中可插拔开关理解，下面以插头20的不同插入方向切换供电设备1的极性的过程进行阐述。

供电设备1的极性包括正极性和负极性，以及异常情况。

当插头20以标向把手230的第一方向插入插座10时，多个第一电连接口110和多个第二电连接口的连接状态为第一连接状态，此时供电设备1的极性为正极性，表示供电设备1处于正极性输出状态。

图4是本申请实施例提供的供电设备的正极性输出示意图。

参见图4，图中实线为电流导通线路，具体地，高压正极（HV+）与海缆输出端（PFE-OUT）相连；海缆返回端（PFE-RTN）与高压负极（HV-）相连。

其中，标向把手230处于第一方向时，标向把手230可以处于反向水平状态，指向箭头所指方向为左侧。

当插头20以第二方向插入插座10时，多个第一电连接口110和多个第二电连接口的连接状态为第二连接状态，此时供电设备1的极性为负极性，表示此时供电设备1处于负极性输出状态。

第一方向与第二方向垂直，第一连接状态和第二连接状态不同。

其中，第一方向可以为水平方向，也就是标向把手230水平设置。第二方向可以为竖直方向，也就是标向把手230竖直设置。且第一方向时的指向箭头指向左侧，第二方向时的指向箭头可以指向上方也可以指向下方。

以第二方向时指向箭头指向上方为例，在供电设备1从正极性输出状态切换是负极性输出状态时，继续参见图2和图3，第一电连接口110和第二电连接口为2*2方阵，基体210和插入槽为正方形为例。从供电设备1的正极性切换至负极性为例，标向把手230顺时针旋转90°，基体210为正方形，旋转90°后与原图形重合，第二电连接口为2*2方阵，旋转90°后与原方阵重合，这样，使得插头20在顺时针旋转90°后仍可以与插座10电连接。即可完成供电系统的极性切换。

但值得注意的是，在旋转90°之后，多个第二电连接口与多个第一电连接口110的连接状态发生变化，由正极性输出时的第一连接状态转换为负极性输出时的第二连接状态。

图5是本申请实施例提供的供电设备的负极性输出示意图。

参见图5，图中实线为电流导通线路，具体地，高压正极（HV+）与海缆返回端（PFE-RTN）相连；海缆输出端（PFE-OUT）与高压负极（HV-）相连。

而当插头20未插入插座10时，供电设备1的极性为异常。

继续参见图3，本申请实施例提供的可插拔开关还设置有传感器，传感器设置在插座板120上，用于根据标向把手230的插入方向检测供电设备1的极性、工作模式的切换状态。

具体地，传感器可以通过检测标向把手230的插入方向，判断此时供电系统的极性、工作模式是否切换到位，以确定切换的准确性。传感器的数量可以设置两个，图3所示在插座板120的相对的两侧设有两个传感器，分别为第一传感器30和第二传感器40。可以通过设置两个传感器输出的数值表征切换状态是否到位，具体如下表1所示。

表1

；

在正极性输出时，标向把手230反向水平，也就是指向箭头指向左侧，此时第一传感器30的显示数值为“0”，第二传感器40的显示数值为“1”。

在负极性输出时，标向把手230竖直设置，也就是指向箭头可以指向上方，也可以指向下方，此时第一传感器30的显示数值为“1”，第二传感器40的显示数值为“0”。

当插头20未插入或者插头20插入错误时，第一传感器30和第二传感器40显示其他编码。

这样，可以通过第一传感器30和第二传感器40的数值进一步判断切换是否到位，提高切换的准确性。

为方便对本申请实施例中可插拔开关的理解，下面以插头20的不同插入方向切换供电设备1的工作模式的过程进行阐述。

供电设备1的工作模式为正常状态、短路状态和开路状态。

当插头20以标向把手230的第三方向插入插座10时，多个第一电连接口110和多个第二电连接口的连接状态为第三连接状态，供电设备1的工作模式为正常状态，表示此时供电设备1处于正常工作环境中。

图6是本申请实施例提供的供电设备的正常状态的示意图。

图7是本申请实施例提供的海缆系统在正常状态下的结构示意图。

参见图6正常状态下，图中实线为电流导通线路，具体地，海缆输出端（PFE-OUT）与高压输出端（HV-OUT）相连；高压返回端（HV-RTN）与海缆返回端（PFE-RTN）相连。

参见图7，整个海缆系统之间的传输均为正常状态。站台地面与海洋地面之间可以通过供电设备1和线缆终端盒2连接。本端和对端可以通过供电设备1、线缆终端盒2、海底线路中继器3、海缆、海底线路中继器3、线缆终端盒2和供电设备1进行连接。

其中，标向把手230可以处于正向水平状态，指向箭头所指方向为右侧。

当插头20以标向把手230的第四方向插入插座10时，多个第一电连接口110和多个第二电连接口为第四连接状态，供电设备1的工作模式为短路状态，其中第三方向与第四方向垂直，第三连接状态与第四连接状态不同。

其中，第四方向可以为竖直方向，也就是标向把手230竖直设置，且第三方向时的指向箭头指向右侧，第四方向时的指向箭头可以指向上方也可以指向下方。

以第四方向时的指向箭头指向下方为例，在供电设备1从正常工作状态切换为短路状态时，继续参见图3，第一电连接口110和第二电连接口为2*2方阵，基体210和插入槽为正方形为例。从供电设备1的正常状态切换至短路状态为例，标向把手230顺时针旋转90°，基体210为正方形，旋转90°后与原图形重合，第二电连接口为2*2方阵，旋转90°后与原方阵重合，这样，使得插头20在顺时针旋转90°后仍可以与插座10电连接。即可完成供电设备1的极性切换。

但值得注意的是，在旋转90°之后，多个第二电连接口与多个第一电连接口110的连接状态发生变化，由正常状态的第三连接状态转换为短路状态的第四连接状态。

图8是本申请实施例提供的供电设备的短路状态的示意图。

参见图8，短路状态下，图中实线为电流导通线路，具体地，海缆输出端（PFE-OUT）与海缆返回端（PFE-RTN）相连；高压返回端（HV-RTN）与高压输出端（HV-OUT）相连。

图9是本申请实施例提供的海缆系统的短路状态的示意图。

参见图9，以海缆系统中左侧的供电设备1短路为例，在此工作模式下，由图中左侧供电设备1虚线所示，左侧供电设备1进入短路状态，海缆系统由右侧的供电设备1单端供电，此时可对左侧供电设备1进行检修维护等工作。这样，即不会耽误对供电设备1的检修维护，同时也不会影响对整个海缆系统的供电操作。

当插头20未插入插座10时，供电设备1的工作模式为开路状态。

图10是本申请实施例提供的供电设备的开路状态的示意图。

参见图10，开路状态下，海缆输出端（PFE-OUT）、海缆返回端（PFE-RTN）、高压返回端（HV-RTN）、高压输出端（HV-OUT）之间无相连。

图11为本申请实施例提供的海缆系统的开路示意图。

参见图11，通过左侧虚线连接线示意的接口，可以直接传通对供电设备1海缆系统进行测量，如海缆系统的导通阻抗、绝缘耐压（需对端站点配合）等检测。

在不同工作模式下，第一传感器30和第二传感器40的检测数值也不相同，具体见下表2。

表2

；

在正常状态时，标向把手230正向水平，也就是指向箭头指向右侧，此时第一传感器30的显示数值为“0”，第二传感器40的显示数值为“1”。

在短路状态时，标向把手230竖直设置，也就是指向箭头可以指向上方，也可以指向下方，此时第一传感器30的显示数值为“1”，第二传感器40的显示数值为“0”。

在开路状态时，也就是插头20未插入时，第一传感器30和第二传感器40均显示“0”。

这样，可以通过第一传感器30和第二传感器40的数值进一步判断切换是否到位，提高切换的准确性。

具体地，本申请实施例提供的切换极性、工作模式的可插拔开关，在正常模式基础上，增加开路模式、短路模式，可以在不需要本地站点任何操作的情况下自动配合对面站点或故障点位置开展系统调测维护，例如进行绝缘耐压测试、导通阻抗测试、单端上电测试等。同一种开关实现不同的切换功能，操作方便，自带传感器，系统检测方便。

本申请实施例解决了海缆系统中高压供电设备的状态切换需求，操作过程安全可靠。新增开短路模式，极大的简化了系统初始调测/故障维修时的站点间配合工作，操作便利化的同时也保障了站点操作人员的安全。而且，可插拔式开关结构简单，操作方便，安全可靠，节省操作时间。

本申请实施例还提供一种供电设备，包括上面任意实施例提供的切换极性、工作模式的可插拔开关。

供电设备还包括供电柜，可插拔开关设置在供电柜上。且供电柜包括两个槽位，分别为极性切换槽位和工作模式切换槽位，可插拔开关的数量为两个，一个可插拔开关设置在极性切换槽位内，用于切换供电设备的极性；另一可插拔开关设置在工作模式切换槽位内，用于切换供电设备的工作模式。

具体地，本申请实施例提供的供电设备具有两个极性切换槽位，可进行独立的极性切换和工作状态切换，二者之间不会相互干扰。在正常模式基础上，增加开路模式、短路模式，可以在不需要本地站点任何操作的情况下自动配合对面站点或故障点位置开展系统调测维护，例如进行绝缘耐压测试、导通阻抗测试、单端上电测试等。同一种开关实现不同的切换功能，操作方便，自带传感器，系统检测方便。

本申请实施例还提供一种海缆系统，包括上述实施例提供的供电设备和海缆，海缆与供电设备相连。

需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种切换极性、工作模式的可插拔开关，应用于供电设备，所述供电设备包括供电柜，其特征在于，所述切换极性、工作模式的可插拔开关包括：

插座（10），固定安装在所述供电柜中，所述插座（10）上设置有多个第一电连接口（110）；

插头（20），与所述插座（10）可插拔连接，所述插头（20）上设置有多个第二电连接口；其中，所述多个第一电连接口（110）与所述多个第二电连接口数量相同且适配；

所述供电设备包括多种极性和多种工作模式，所述插头（20）插入所述插座（10）的方向改变时，多个所述第一电连接口（110）和多个所述第二电连接口的连接状态不同，以切换所述供电设备的极性或工作模式；

所述插座（10）包括：

插座板（120），所述插座板（120）固定安装在所述供电柜中，多个所述第一电连接口（110）设置在所述插座板（120）上；

插入槽，设置在所述插座板（120）上，且所述插入槽开设在多个所述第一电连接口（110）的外周；

所述插头（20）包括：

基体（210），所述基体（210）为框架结构，所述框架结构的一侧设有开口，所述框架结构内设有多个所述第二电连接口；

面板（220），盖设在所述框架结构的另一侧，所述面板（220）上设有标向把手（230），所述标向把手（230）用于可插拔操作，且所述标向把手（230）还用于标识所述插头（20）的插入方向；

其中，所述基体（210）通过所述开口插入所述插入槽内，以使所述插头（20）与所述插座（10）连接，所述基体（210）的横截面形状与所述插入槽的横截面形状相同。

2.根据权利要求1所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述基体（210）与所述插入槽的横截面形状为圆形或正4n边形，n为正整数，且n大于或等于1；

多个所述第一电连接口（110）呈矩阵排布，多个所述第二电连接口呈矩阵排布；

其中，多个所述第一电连接口（110）和多个所述第二电连接口的矩阵排布方式相同；且所述矩阵排布方式中，行数和列数相同。

3.根据权利要求2所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述基体（210）与所述插入槽的横截面形状为正方形。

4.根据权利要求2所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述插头（20）以所述标向把手（230）的第一方向插入所述插座（10）时，多个所述第一电连接口（110）与多个所述第二电连接口为第一连接状态，所述供电设备的极性为正极性。

5.根据权利要求4所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述插头（20）以所述标向把手（230）的第二方向插入所述插座（10）时，多个所述第一电连接口（110）与多个所述第二电连接口为第二连接状态，所述供电设备的极性为负极性；

其中，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一连接状态与所述第二连接状态不同。

6.根据权利要求5所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述插头（20）未插入所述插座（10）时，所述供电设备的极性为异常。

7.根据权利要求2所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述插头（20）以所述标向把手（230）的第三方向插入所述插座（10）时，多个所述第一电连接口（110）与多个所述第二电连接口为第三连接状态，所述供电设备的工作模式为正常状态。

8.根据权利要求7所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述插头（20）以所述标向把手（230）的第四方向插入所述插座（10）时，多个所述第一电连接口（110）与多个所述第二电连接口为第四连接状态，所述供电设备的工作模式为短路状态；

其中，所述第三方向与所述第四方向垂直；所述第三连接状态与所述第四连接状态不同。

9.根据权利要求8所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，

所述插头（20）未插入所述插座（10）时，所述供电设备的工作模式为开路状态。

10.根据权利要求1所述的切换极性、工作模式的可插拔开关，其特征在于，还包括：

传感器，设置在所述插座板（120）上，所述传感器用于根据所述标向把手（230）的插入方向检测所述供电设备的极性、工作模式的切换状态。

11.一种供电设备，其特征在于，包括：

权利要求1-10中任一项所述的切换极性、工作模式的可插拔开关；

供电柜，所述切换极性、工作模式的可插拔开关设置在所述供电柜上；

其中，所述供电柜包括极性切换槽位和工作模式切换槽位；所述切换极性、工作模式的可插拔开关的数量为两个，一个所述切换极性、工作模式的可插拔开关设置在所述极性切换槽位内，用于切换所述供电设备的极性；另一个所述切换极性、工作模式的可插拔开关设置在所述工作模式切换槽位内，用于切换所述供电设备的工作模式。

12.一种海缆系统，其特征在于，包括：

权利要求11所述的供电设备；

海缆，与所述供电设备相连。