CN117220185B - 一种基于无线传输模块的充气柜以及充气阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及开关设备的技术领域，尤其是涉及一种基于无线传输模块的充气柜以及充气阀，其包括充气柜本体，所述充气柜本体的侧壁开设有充气孔，所述充气柜本体内壁分别设置有气体检测件和监测件，所述充气孔连通设置有无线接收模块，所述无线接收模块分别与所述气体检测件以及所述监测件无线连接。本申请具有便于对腔体内开关分合闸状态、导体的温度以及气体的纯度的检测的效果。

Description

一种基于无线传输模块的充气柜以及充气阀

技术领域

本申请涉及开关设备的技术领域，尤其是涉及一种基于无线传输模块的充气柜以及充气阀。

背景技术

气体绝缘开关设备是将断路器、负荷开关、接地开关以及母线等高压一次元件安装在金属箱内，通过焊接或者密封圈等手段对金属箱体进行密封，形成一个防护等级达到IP67的密封腔体。其工作原理包括腔体外部通过自封阀安装密度继电器对其内部气体压力进行检测；通过动密封将开关与操作机构进行连接来实现开关的分合闸操作，通过绝缘插座实现腔体内外的电连接。

目前电力设备的维护主要以预防为主，在开关设备长期运行状态下，腔体内部的电气元件缺乏必要的状态检测，如开关分合闸状态、导体的温度、气体的纯度等等。尤其是在双碳目标下，普及使用的环保型开关设备采用空气、混合气体、氮气等作为绝缘介质，取代了以SF6气体作为绝缘介质的新一代开关设备，然而，无论是空气、还是氮气，其绝缘性能仅仅是SF6气体的20%左右，一旦气体成分在电弧作用下发生变化，绝缘强度就会快速降低；所以对于腔体内部的气体成分进行检测就尤为重要。

在实际开关设备使用中，首先，为便于观察开关分合闸状态，常用方法为在金属箱壁加装玻璃，但是加装玻璃后会增加金属箱壁的开孔，使得漏气点增加，而且玻璃不具备抗电弧能力，安全性低，再且腔体内部无光源，在外部观察困难；其次，为便于检测导体的温度、腔体内气体的纯度，常用方法是使用传感器，通过有线或无线将信号反馈到腔体外部，但是在有线传输时，同样会增加金属箱壁的开孔，使得漏气点增加。在无线传输时，由于金属箱壁的绝缘性质，使得无线传输信号不稳定，测量结果不准确。

为此，本申请提出一种基于无线传输模块的充气柜以及充气阀。

发明内容

为了便于对腔体内开关分合闸状态、导体的温度以及气体的纯度的检测，本申请提供一种基于无线传输模块的充气柜以及充气阀。

第一方面，本申请提供的一种基于无线传输模块的充气柜，采用如下的技术方案：

一种基于无线传输模块的充气柜，包括充气柜本体，所述充气柜本体的侧壁开设有充气孔，所述充气柜本体内壁分别设置有气体检测件和监测件，所述充气孔连通设置有无线接收模块，所述无线接收模块分别与所述气体检测件以及所述监测件无线连接。

通过采用上述技术方案，气体检测件用于检测充气柜本体内气体的浓度成分，监测件用于检测导体的温度以及开关分合闸的启闭状态，无线接收模块用于分别接受气体检测件和监测件的无线信号，且无线接收模块设置于充气孔，使得无线接收模块稳定地接收无线信号，不仅减少了充气柜本体周壁的信号阻隔，减少了充气柜本体周壁的开孔，而且还提高了充气柜本体整体的密封性。

可选的，所述监测件的外侧罩设有防护罩，所述充气柜本体设置有用于清理所述防护罩的擦拭机构。

通过采用上述技术方案，防护罩用于保护监测件免受电弧击穿，在充气柜本体长时间工作状态下，充气柜本体内的保护气体温度升高，当通过充气孔往充气柜本体内补充保护气时，防护罩的外表面容易起雾朦胧，此时可通过擦拭机构对防护罩的外表面进行擦拭，进而有利于提高监测件检测的稳定性。

可选的，所述擦拭机构包括清理件，所述清理件抵接于所述防护罩的外壁，所述充气柜本体的内壁设置有导向座，所述导向座内贯穿设置有移动杆，所述移动杆的一端与所述清理件相连接，所述充气柜本体设置有用于带动所述移动杆往复移动的往复组件。

通过采用上述技术方案，当通过往复组件带动移动杆往复移动时，在导向座的作用下，移动杆带动清理件沿防护罩的表面移动，此时清理件对防护罩的表面进行擦拭，进而有利于提高监测件拍摄的清晰度。

可选的，所述往复组件包括圆架以及连接杆，所述圆架设置于所述充气柜本体内，所述圆架的一侧设置有导向件，所述充气柜本体的内壁对应开设有导向槽，所述导向件滑动于所述导向槽内，所述连接杆的一端偏心并铰接于所述圆架的另一侧，所述连接杆的另一端与所述移动杆铰接，所述充气柜本体设置有用于带动所述圆架旋转的驱动件。

通过采用上述技术方案，由于导向件滑动与导向槽内，在驱动件的作用下，此时圆架持续地在充气柜本体内旋转，又由于连接杆的一端与圆架的一侧偏心铰接，使得圆架通过连接杆带动移动杆往复移动，从而有利于提高清理件对防护罩进行往复擦拭的稳定性。

可选的，所述驱动件包括旋转扇，所述旋转扇设置于所述充气孔，所述旋转扇与所述圆架同轴连接。

通过采用上述技术方案，当通过充气孔往充气柜本体内充入保护气时，在气流的作用下，保护气带动旋转扇转动，旋转扇再同轴带动圆架转动，圆架最终再通过移动杆带动清理件对防护罩往复擦拭，利用充入的保护气作为驱动源，降低了制造成本，而且通过监测件观测清理件的移动状态，从而判断保护气是否稳定地充入，同理，当充气孔发生漏气时，外泄的保护气同样会带动旋转扇转动，可通过监测件观测清理件的移动状态进行及时修复，进而有利于提高密封性检测的便利性。

另一方面，本申请提供一种基于无线传输模块的充气阀，包括阀体，所述阀体通过所述充气孔与所述充气柜本体相连通，所述阀体上设置有压力表，所述无线接收模块与所述阀体相连通。

通过采用上述技术方案，在阀体的作用下，实现了往充气柜本体内充气的稳定性，在压力表的作用下，实时读取充气柜本体内的气体压力数值，在通过充气阀对无线接收模块进行连通固定，不仅有利于提高无线接收模块冲过充气孔接收无线信号的稳定性，而且有利于提高无线接收模块安装的便利性。

可选的，所述无线接收模块包括接收器，所述阀体与所述充气柜本体之间连通设置有转接管，所述转接管的侧壁开设有螺纹接口，所述接收器设置于所述螺纹接口内，所述转接管设置有用于固定所述接收器的固定机构。

通过采用上述技术方案，通过固定机构将接收器固定于螺纹接口，此时无线信号可依次通过充气孔、转接管传输到接收器，有利于提高接收器接受无线信号的稳定性。

可选的，所述固定机构包括密封管座，所述密封管座的一端设置有容置腔，所述接收器设置于所述容置腔内，所述密封管座设置有固定所述接收器的夹紧组件，所述密封管座的外壁设置有外螺纹，所述密封管座通过所述外螺纹与所述螺纹接口螺纹连接。

通过采用上述技术方案，当需要对接收器进行固定时，先通过夹紧组件对接收器进行夹持，然后再将接收器置回于容置腔内，接着再通过外螺纹将密封管座与螺纹接口螺纹连接，此时接收器固定于螺纹接口内，进而有利于提高接收器固定安装的稳定性。

可选的，所述夹紧组件包括弹性圈，所述弹性圈设置于所述容置腔，所述弹性圈套设于所述接收器，所述弹性圈的外壁设置有连接带，所述连接带背离所述弹性圈的一端收卷于所述密封管座内。

通过采用上述技术方案，当需要对接收器进行固定时，先将弹性圈从容置腔内取出，增加夹持接收器的操作空间，且在弹性圈的作用下，有利于对不同规格尺寸的接收器进行固定，提高接收器夹持固定的适用性，接着再通过连接带将接收器收回至容置腔内，进而有利于提高接收器夹持固定的稳定性。

可选的，所述密封管座内开设有固定槽，所述固定槽内设置有固定轴，所述固定轴套设有收卷轮，所述连接带背离所述弹性圈的一端收卷于所述收卷轮内，所述收卷轮的一侧开设有旋转槽，所述旋转槽内设置有卷簧，所述卷簧的一端与所述旋转槽内壁固定连接，所述卷簧的另一端与所述固定轴侧壁固定连接。

通过采用上述技术方案，当将弹性圈从容置腔内拉出时，弹性圈拉伸连接带，连接带从而带动收卷轮转动，此时卷簧弹性变形，又当松开弹性圈时，此时卷簧释放弹力并复位，卷簧带动收卷轮反方向转动，收卷轮对连接带进行收卷，最终将弹性圈收回至容置腔内，进而有利于提高接收器固定于容置腔内的稳定性。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

气体检测件用于检测充气柜本体内气体的浓度成分，监测件用于检测导体的温度以及开关分合闸的启闭状态，无线接收模块用于分别接受气体检测件和监测件的无线信号，且无线接收模块设置于充气孔，使得无线接收模块稳定地接收无线信号，不仅减少了充气柜本体周壁的信号阻隔，减少了充气柜本体周壁的开孔，而且还提高了充气柜本体整体的密封性。

附图说明

图1是本申请的基于无线传输模块的充气柜及充气阀的整体结构示意图；

图2是本申请的充气柜的内部结构示意图；

图3是本申请的擦拭机构的整体结构示意图；

图4是本申请的圆架与旋转扇的整体结构示意图；

图5是本申请的转接管与密封管座的连接关系示意图；

图6是本申请的密封管座的剖视图；

图7是本申请的弹性圈的收卷示意图。

附图标记说明：1、充气柜本体；2、断路器；3、开关分合闸；4、母线；5、充气孔；6、气体检测件；7、监测件；8、防护罩；9、清理件；10、导向座；11、移动杆；12、圆架；13、连接杆；14、导向件；15、导向槽；16、旋转扇；17、阀体；18、压力表；19、接收器；20、转接管；21、螺纹接口；22、密封管座；23、容置腔；24、外螺纹；25、弹性圈；26、连接带；27、收卷轮；28、固定槽；29、旋转槽；30、卷簧；31、固定轴。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

实施例：

第一方面，参见图1和图2，本申请提出一种基于无线传输模块的充气柜，包括充气柜本体1。充气柜本体1为气体绝缘开关设备，充气柜本体1内分别固定安装有断路器2、开关分合闸3以及母线4等高压一次元件。充气柜本体1的一侧开设有充气孔5，在充气孔5的作用下，有利于往充气柜本体1内补充绝缘保护气。充气柜本体1的内壁分别固定安装有气体检测件6和监测件7，气体检测件6和检测件均具有无线传输的功能。具体的，气体检测件6为气体传感器，监测件7为热成像摄像头，且监测件7具有在黑暗环境中拍摄的功能。充气孔5内固定并连通有无线接收模块，且无线接收模块分别与气体检测件6以及监测件7无线电连接。

当充气柜本体1内的气体浓度发生变化时，气体检测件6将实时的数据通过电信号传输到无线接收模块，同理，在监测件7的作用下，对开关分合闸3的状态进行实时监控，对导体的温度进行实时读取，监测件7并通过电信号传输到无线接收模块，无线接收模块再将电信号反馈到后台控制中心，以便工作人员对充气柜本体1内的气体浓度、开关分合闸3的状态以及导体的温度进行及时检修或调整。在充气孔5的作用下，不仅减少了充气柜本体1的金属外壁的信号屏蔽，提高无线传输的稳定性，而且减少了充气柜本体1的漏气点，提高充气柜本体1整体的密封性。

参见图3，监测件7的外侧罩设有防护罩8，防护罩8为透明外壳，且防护罩8固定于充气柜本体1的内壁。防护罩8用于保护监测件7，减少电弧对监测件7的影响。

值得注意的是，参见图3，在充气柜本体1使用过程中，充气柜本体1内的保护气温度会上升，当对充气柜本体1补充保护气时，高温的保护气遇冷液化，使得防护罩8的表面朦胧，为此，充气柜本体1设有擦拭机构。

具体的，参见图3，擦拭机构包括清理件9。充气柜本体1的内壁固定有导向座10，导向座10内安装有移动杆11，移动杆11的两端均贯穿导向座10，且移动杆11与导向座10滑动连接。其中，清理件9为清理刷，清理件9用于对防护罩8进行擦拭，移动杆11的一端与清理件9固定连接，移动杆11的另一端为自由端。

参见图3和图4，为便于带动清理件9往复移动地对防护罩8擦拭，充气柜本体1设有往复组件，往复组件包括圆架12以及连接杆13。圆架12安装于充气柜本体1的内壁，且圆架12与充气孔5同轴设置。圆架12朝向充气孔5的一侧固定有导向件14，导向件14为导环。充气柜本体1的内壁对应开设有导向槽15，导环与导向槽15滑动连接。连接杆13安装于充气柜本体1内，连接杆13的一端与圆架12背离充气孔5的一端偏心铰接，连接杆13的另一端与移动杆11的自由端铰接。

参见图3和图4，为便于带动圆架12旋转，充气柜本体1设有驱动件，驱动件包括旋转扇16。旋转扇16安装于充气孔5内，且旋转扇16朝向充气柜本体1内的一侧与圆架12同轴固定连接。

通过圆架12将旋转扇16固定安装于充气孔5内。且当往充气柜本体1内充入保护气时，在通入气流的作用下，气流带动旋转扇16转动，在导环的作用下，旋转扇16同轴带动圆架12转动。在持续充入保护气的过程中，圆架12持续转动，圆架12通过连接杆13带动移动杆11往复移动，移动杆11带动清理件9往复移动，且清理件9对防护罩8的外表面进行清理。

需要说明的是，在进行充气操作时，工作人员可通过监测件7监测清理件9的运动状态以判断保护气是否正常充入；反之，在未进行充气操作时，若监测到清理件9在运动，可判断充气孔5漏气。

第二方面，参见图2，本申请提供一种基于无线传输模块的充气阀，包括阀体17。阀体17具体为电磁阀，阀体17与充气孔5连通，且阀体17上固定连通有压力表18。当阀体17打开时，可往充气柜本体1内充入保护气，当阀体17关闭时，可通过压力表18读取充气柜本体1当前的压力值。

参见图2和图5，为便于无线接收模块接收气体检测件6和监测件7的无线信号，减少充气柜本体1金属壁的信号屏蔽，无线接收模块与阀体17连通。其中，无线接收模块包括接收器19，阀体17与充气柜本体1之间固定并连通有转接管20，转接管20的侧壁预留有螺纹接口21。接收器19安装于螺纹接口21处，且转接管20设有固定机构，固定机构用于固定接收器19。

具体的，参见图5和图6，固定机构包括密封管座22。密封管座22呈圆柱状，且密封管座22的一端开设有容置腔23。接收器19安装于容置腔23内，且接收器19的电源线贯穿密封管座22的另一端，且密封管座22对电源线做密封处理，如打胶密封，减少漏气的情况。密封管座22的一端外侧壁对应固定有外螺纹24，密封管座22通过外螺纹24与螺纹接口21螺纹连接。

当需要将接收器19固定于螺纹接口21，使接收器19通过充气孔5接收无线信号时，先将接收器19安装于容置腔23内，然后再通过外螺纹24将密封管座22螺纹连接于螺纹接口21。在接收器19电源线接通电源后，接收器19启动，使得接收器19分别与气体检测件6和监测件7无线电连接。

参见图6，为适应不同规格尺寸的接收器19，容置腔23内设有夹紧组件。夹紧组件包括弹性圈25，弹性圈25具有塑性，且弹性圈25用于套设接收器19。当需要夹紧接收器19时，此时可将弹性圈25套设在接收器19的外壁。又当接收器19的数量有两个以上时，可先将接收器19叠合，然后再通过弹性圈25同时将两个以上的接收器19进行套设，实现接收器19夹紧于容置腔23内。

值得一提的是，参见图6和图7，为便于提高弹性圈25套设接收器19的操作便利性，弹性圈25朝向容置腔23的一侧对称固定有连接带26。密封管内对应开设有固定槽28，固定槽28内固定有固定轴31，固定轴31的侧壁套设有收卷轮27，且收卷轮27与固定轴31转动连接。连接带26背离弹性圈25的一端延伸至固定槽28内，并收卷与收卷轮27侧壁上。收卷轮27的一侧开设有旋转槽29，旋转槽29内安装有卷簧30，卷簧30的一端与旋转槽29的内壁固定连接，卷簧30的另一端与固定轴31的侧壁固定连接。

当需要夹紧接收器19时，先将弹性圈25从容置腔23内取出，此时弹性圈25拉伸连接带26，连接带26从收卷轮27内放卷，且收卷轮27转动。在收卷轮27转动的同时，卷簧30弹性变形，并储蓄弹力。又当松开弹性圈25时，卷簧30释放弹力，并带动收卷轮27转动，收卷轮27对连接带26进行收卷，弹性圈25复位至容置腔23内。

一种基于无线传输模块的充气柜及充气阀的工作原理：

气体检测件6用于检测充气柜本体1内的保护气的浓度或成分，监测件7用于检测开关分合闸3的启闭状态以及导体的温度。

在安装接收器19时，先将弹性圈25从容置腔23内取出，然后再将弹性圈25套设接收器19的外壁。在卷簧30的复位状态下，弹性圈25复位至容置腔23内，接收器19夹紧于容置腔23内。接着再通过外螺纹24将密封管座22螺纹连接于螺纹接口21。当接收器19外接电源时，由于充气柜本体1内腔、充气孔5、转接管20、容置腔23依次连通，减少了充气柜本体1金属壁的屏蔽，使得接收器19稳定地分别与气体检测件6以及监测件7无线连接。气体检测件6以及监测件7将电信号传输至接收器19，然后接收器19再将电信号传输至后台控制中心，以便工作人员对充气柜本体1内的气体浓度、开关分合闸3的状态以及导体的温度进行及时检修或调整。

又当需要补充充气柜本体1内的保护气时，先接通外部气源，然后打开阀体17，保护气依次通过阀体17、转接管20、充气孔5，最后充入充气柜本体1内。在充气柜本体1内部元件工作状态时，原保护气的温度升高。又由于所充入保护气的温度低于充气柜本体1内原保护气的温度，此时原高温的保护气放热液化，会造成防护罩8外表朦胧。为此，在保护气充入的同时，在气流的影响作用下，旋转扇16转动，旋转扇16同轴带动圆架12旋转，圆架12偏心带动连接杆13移动，在导向座10的作用下，连接杆13通过移动杆11带动清理件9移动，清理件9从而对防护罩8的外表面清理，提高监测件7检测观察的清晰度。

综上所述，通过充气孔5，接收器19分别与气体检测件6以及监测件7无线连接，减少了充气柜本体1漏气点，提高无线传输信号的稳定性，以及测量结果的准确性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于无线传输模块的充气柜，包括充气柜本体(1)，其特征在于：所述充气柜本体(1)的侧壁开设有充气孔(5)，所述充气柜本体(1)内壁分别设置有气体检测件(6)和监测件(7)，所述充气孔(5)连通设置有无线接收模块，所述无线接收模块分别与所述气体检测件(6)以及所述监测件(7)无线连接；

所述监测件(7)的外侧罩设有防护罩(8)，所述充气柜本体(1)设置有用于清理所述防护罩(8)的擦拭机构；

所述擦拭机构包括清理件(9)，所述清理件(9)抵接于所述防护罩(8)的外壁，所述充气柜本体(1)的内壁设置有导向座(10)，所述导向座(10)内贯穿设置有移动杆(11)，所述移动杆(11)的一端与所述清理件(9)相连接，所述充气柜本体(1)设置有用于带动所述移动杆(11)往复移动的往复组件；

所述往复组件包括圆架(12)以及连接杆(13)，所述圆架(12)设置于所述充气柜本体(1)内，所述圆架(12)的一侧设置有导向件(14)，所述充气柜本体(1)的内壁对应开设有导向槽(15)，所述导向件(14)滑动于所述导向槽(15)内，所述连接杆(13)的一端偏心并铰接于所述圆架(12)的另一侧，所述连接杆(13)的另一端与所述移动杆(11)铰接，所述充气柜本体(1)设置有用于带动所述圆架(12)旋转的驱动件；

所述驱动件包括旋转扇(16)，所述旋转扇(16)设置于所述充气孔(5)，所述旋转扇(16)与所述圆架(12)同轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传输模块的充气柜，其特征在于：还包括阀体(17)，所述阀体(17)通过所述充气孔(5)与所述充气柜本体(1)相连通，所述阀体(17)上有压力表(18)，所述无线接收模块与所述阀体(17)相连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于无线传输模块的充气柜，其特征在于：所述无线接收模块包括接收器(19)，所述阀体(17)与所述充气柜本体(1)之间连通设置有转接管(20)，所述转接管(20)的侧壁开设有螺纹接口(21)，所述接收器(19)设置于所述螺纹接口(21)内，所述转接管(20)设置有用于固定所述接收器(19)的固定机构。

4.根据权利要求3所述的一种基于无线传输模块的充气柜，其特征在于：所述固定机构包括密封管座(22)，所述密封管座(22)的一端设置有容置腔(23)，所述接收器(19)设置于所述容置腔(23)内，所述密封管座(22)设置有固定所述接收器(19)的夹紧组件，所述密封管座(22)的外壁设置有外螺纹(24)，所述密封管座(22)通过所述外螺纹(24)与所述螺纹接口(21)螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线传输模块的充气柜，其特征在于：所述夹紧组件包括弹性圈(25)，所述弹性圈(25)设置于所述容置腔(23)，所述弹性圈(25)套设于所述接收器(19)，所述弹性圈(25)的外壁设置有连接带(26)，所述连接带(26)背离所述弹性圈(25)的一端收卷于所述密封管座(22)内。

6.根据权利要求5所述的一种基于无线传输模块的充气柜，其特征在于：所述密封管座(22)内开设有固定槽(28)，所述固定槽(28)内设置有固定轴(31)，所述固定轴(31)套设有收卷轮(27)，所述连接带(26)背离所述弹性圈(25)的一端收卷于所述收卷轮(27)内，所述收卷轮(27)的一侧开设有旋转槽(29)，所述旋转槽(29)内设置有卷簧(30)，所述卷簧(30)的一端与所述旋转槽(29)内壁固定连接，所述卷簧(30)的另一端与所述固定轴(31)侧壁固定连接。