CN208847372U - 一种环网柜用电缆接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环网柜用电缆接头，包括接头本体，所述接头本体内固定有导电头，所述导电头上套接有自取电无线测温传感器，所述自取电无线测温传感器外套接有绝缘堵头，所述绝缘堵头为一端开口的空心塞结构，所述绝缘堵头空腔内固定有凹筒，所述导电头尾端嵌入凹筒内，所述绝缘堵头内表面密封有局部放电屏蔽层。本实用新型所述电缆接头内安装有一自取电无线测温传感器，以及与自取电无线测温传感器匹配使用的绝缘堵头，绝缘堵头用以保护该自取电无线测温传感器和导电头，具有防漏电、防局部放电作用，自取电无线测温传感器可以收集电缆接头内导电头处的电场能，无需使用外部电源供电。

Description

一种环网柜用电缆接头

技术领域

本实用新型涉及电缆接头技术领域，尤其涉及一种环网柜用电缆接头。

背景技术

环网柜(Ring Main Unit)是一组输配电气设备(高压开关设备)装在金属或非金属绝缘柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，因此也称为高压开关柜。环网柜结构简单，运行可靠且安全，维修量很小，运行费用低，比起装有断路器的开关柜，优势很突出，被广泛应用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中。

环网柜上通常安装有T型电缆接头，T型电缆接头作为电气接点，主要用以在绝缘、密封的条件下连接环网柜的高压母线与外部电缆支线。T型电缆接头内设置有导电头，导电头由导电材料制成。电流通过此电气接点进行传输时，在高压电流作用下，导电头极易发热，因此在T型电缆接头内的电气接点处容易产生局部高温，需要实时进行温度的测量和监控，防止其温度过高而损坏电缆接头，引发安全事故。

通常采用无线测温传感器检测电缆接头内的温度，利用无线测温传感器检测电缆接头内的温度，具有体积小、安装简便、无需布线、检测结果及时准确等优点。然而，目前无线测温技术，大部分的测温产品的电源均采用电池或CT取电模式。电池的使用存在一个使用寿命的问题，使用一段时间以后电池耗尽就需要更换电池，而且电池的漏液和爆炸都会造成安全隐患。而CT取电存在体积大、安装不便的问题，并且在超强磁场中会产生振动和发热，会对电缆接头产生严重的危害。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种环网柜用电缆接头，该电缆接头内安装有一自取电无线测温传感器，以及与自取电无线测温传感器匹配使用，用以保护该自取电无线测温传感器，防止放电、漏电的绝缘堵头，该无线测温传感器可以收集电缆接头内导电头处的电场能，收集的电场能用以给无线测温传感器的工作提供电量，无需使用外部电源供电，节能环保，可消除电源问题带来的安全隐患，还能降低制造、安装成本。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种环网柜用电缆接头，包括接头本体，所述接头本体内固定有导电头，所述导电头上套接有自取电无线测温传感器，所述自取电无线测温传感器外套接有绝缘堵头，所述绝缘堵头为一端开口的空心塞结构，所述绝缘堵头空腔内固定有凹筒，所述导电头尾端嵌入凹筒内，所述绝缘堵头内表面密封有局部放电屏蔽层；所述自取电无线测温传感器包括两端开口的金属外壳，所述金属外壳内嵌入有PCB板、所述PCB板呈环形结构，所述PCB板内圆表面和外圆表面分别设置有第一导电层和第二导电层，所述PCB板上设置有测温芯片、微处理器、通讯模块和供电模块，所述测温芯片信号输出端与微处理器信号处理输入端电信号连接，所述通讯模块输入端与微处理器信号处理输出端通信连接，所述供电模块包括分压电路和整流稳压电路，所述分压电路包括分压器件，所述分压器件正极与第一导电层电连接，负极与第二导电层电连接，所述整流稳压电路输入端与分压器件并联，输出端与微处理器、测温芯片和通讯模块形成闭合电回路。

将自取电无线测温传感器套接在导电头上，PCB板连同金属外壳将套接在导电头上，由于环网柜的高压电缆将电流传递给导电头，导电头将携带高电势，导电头与PCB板内圆表面的第一导电层接触，并将其携带的高电势传递给第一导电层，而金属外壳将作为电场中的低电势，此低电势传递给第二导电层，因此第一导电层和第二导电层之间形成电势差，即PCB板内圆表面与外圆表面之间形成电压，此电压传递给分压器件，整流稳压电路便可以通过分压器件获取交变电场的能量，并将此能量通过整流和稳压作用转换成用于给微处理器、测温芯片和通讯模块的工作提供电能的直流电。在自取电无线测温传感器外套接绝缘堵头，绝缘堵头可对自取电无线测温传感器进行保护，防止出现漏电的情况；绝缘堵头内固定的凹筒用于插在导电头上，一方面可实现牢固的连接，并便于拆卸，另一方面也可以对导电头端部进行保护，绝缘堵头内表面密封的局部放电屏蔽层可有效防止导电头处的局部放电，更好地对导电头和自取电无线测温传感器进行保护。

进一步，所述PCB板上还设置有导热块，所述导热块一端位于PCB板内圆边缘，所述导热块远离PCB板内圆边缘的一端与测温芯片接触。

测温芯片用于测定待测导体的温度，在现有无线测温传感器中，测温芯片与待测导体是紧贴的，在安装和拆卸无线测温传感器时，测温芯片很容易与待测导体进行摩擦，并受到待测导体的挤压，长此以往，测温芯片的检测精准度会下降，且很容易被损坏；而本实用新型中，待测导体先将其温度传递给导热块，导热块再将温度传递给测温芯片，如此测温芯片不与待测导体直接接触，也能准确检测待测导体的温度，可避免测温芯片受到损坏，延长测温芯片的使用寿命，保持测温芯片检测的精准性。

进一步，所述通讯模块包括信号调制器和发射天线，所述发射天线与信号调制器输出端通信连接，所述信号调制器输入端与微处理器信号处理输出端通信连接，所述金属外壳与发射天线相对的一侧开设有发射缺口，所述发射缺口处嵌入有塑料支架。

信号调制器用于将电信号转换成无线电波，发射天线用于将无线电波发射出去，而金属材质的外壳会阻挡、屏蔽无线电波的发射，因此为了使发射天线能够顺利将无线电波高效发射出去，在金属外壳与发射天线相对的一侧开设一发射缺口；在发射缺口处嵌入一塑料支架，该塑料支架既可对发射天线进行保护，避免发射天线裸露在外而容易受到损坏，又不会阻碍发射天线发射无线电波。

进一步，所述PCB板上方放置有与PCB板形状相匹配的环形盖板，所述环形盖板上远离发射天线的区域开设有灌胶孔。

环形盖板用于密封、保护PCB板，在环形盖板上开设灌胶孔，将金属外壳、PCB板、塑料支架、环形盖板组装好后，便可以通过灌胶孔向PCB板上部空腔内灌入灌封胶，从而将PCB板、塑料支架等零件固定、封装在金属外壳内，形成一个完整的测温传感器，并且灌胶后，金属外壳内部零件的放置、连接方式无法观察出来，有利于对测温传感器这一产品进行保护，防止他人剽窃技术。

进一步，所述PCB板上还设置有PIN针，所述PIN针上端连接在环形盖板上，所述PIN针高电势一端与分压器件正极电连接，低电势一端与分压器件负极电连接。

PIN针的一个作用是将PCB板和环形盖板稳固连接在一起，另一个作用是边接PCB板和环形盖板内圆表面的高电位，形成电势差，并将此电势差传递给分压器件，获取电能。

进一步，所述塑料支架两端均设置有挡板，所述发射天线放置在塑料支架与挡板形成的空腔内。

设置的挡板用于隔离发射天线和灌胶，防止灌胶后，发射天线淹没在灌胶中而影响无线电波的高效发射。

进一步，所述环形盖板上端贴有与环形盖板形状相匹配的绝缘弹性贴片。

在将封装好后的自取电无线测温传感器套接在导电头上时，绝缘弹性贴片可缓冲测温传感器与导电头之间的挤压力，对测温传感器具有保护作用。

进一步，所述局部放电屏蔽层为涂覆在绝缘堵头内表面的导电油墨层。

进一步，所述绝缘堵头封闭的一端套接有防尘盖。

本实用新型的有益效果：本实用新型所述电缆接头内安装有一自取电无线测温传感器，以及与自取电无线测温传感器匹配使用的绝缘堵头，绝缘堵头用以保护该自取电无线测温传感器和导电头，具有防漏电、防局部放电作用，提高电缆接头使用时的安全性，自取点无线测温传感器可以收集电缆接头内导电头处的电场能，收集的电场能用以给无线测温传感器的工作提供电量，无需使用外部电源供电，节能环保，可消除电源问题带来的安全隐患，降低安装、制造成本。

附图说明

图1是本实用新型一种环网柜用电缆接头的结构示意图；

图2是图1中自取电无线测温传感器的组装示意图；

图3是图1中自取电无线测温传感器的爆炸示意图；

图4是图3中PCB板的结构示意图；

图5是图1中绝缘堵头的结构示意图；

图6是自取电无线测温传感器自取电的电路原理图；

其中，自取电无线测温传感器1、金属外壳11、发射缺口111、绝缘弹性贴片12、塑料支架13、挡板131、PCB板14、PIN针141、发射天线142、测温芯片143、第一导电层144、第二导电层145、导热块146、环氧树脂灌封胶块15、环形盖板16、灌胶孔161、接头本体2、导电杆21、连接螺杆22、螺母23、绝缘堵头3、凹筒31、导电油墨层32、防尘盖4。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1所示，本实用新型的一种环网柜用电缆接头，包括接头本体2，接头本体2内固定安装有一T型导电头，T型导电头由一导电杆21和连接螺杆22组成，导电杆21尾部开设有螺纹孔，导电杆21通过其螺纹孔螺纹套接在连接螺杆22中部位置处，连接螺杆22上还螺接有一螺母23，该螺母23用于对导电杆21进行紧固，导电杆21、连接螺杆22和螺母23均由金属材料制成。连接螺杆22螺接有螺母23的一侧杆体上套接有自取电无线测温传感器1，自取电无线测温传感器1外套接有绝缘堵头3，绝缘堵头3外套接有防尘盖4，接头本体2靠近自取电无线测温传感器1的一端设有开口，且开口大小与绝缘堵头3大小相匹配，从而使绝缘堵头3能够从此开口处嵌入接头本体2内，将自取电无线测温传感器1和螺母23覆盖，防尘盖4形状与绝缘堵头3匹配，且其扣接在接头本体2开口的一端上，从而对绝缘堵头3进行防尘保护。如图2-图4所示，自取电无线测温传感器1包括两端开口的金属外壳11，本实施例中金属外壳11为铝壳，金属外壳11内嵌入有PCB板14、PCB板14中部镂空形成环形结构，PCB板14内圆表面和外圆表面分别设置有第一导电层144和第二导电层145，第一导电层144和第二导电层145均为镀在PCB内圆表面和外圆表面的锡层，PCB板14上焊接集成有测温芯片143、微处理器、通讯模块和供电模块，通讯模块包括信号调制器和发射天线142，信号调制器用于将电信号转换成无线电波，发射天线142用于将无线电波发射出去，本实施例中发射天线142为弹簧天线，弹簧天线具有体积小、高增益、发射效果好等优点。测温芯片143信号输出端与微处理器信号处理输入端电信号连接，信号调制器输入端与微处理器信号处理输出端通信连接,信号调制器输出端与发射天线142通信连接。

如图4所示，PCB板14上还焊接有导热块146，导热块146一端位于PCB板14内圆边缘，导热块146远离PCB板14内圆边缘的一端与测温芯片143接触。导热块146由具有高导热系数或热导率的导热高分子材料制成，即导热块146具有传热速率快、散热小的特性。

如图6所示，供电模块包括分压电路和整流稳压电路，分压电路包括分压器件，分压器件可为电阻、电容、电感中的任意一种或若干种的组合，本实施例中分压器件为一个电容和一个电阻，电容和电阻串联，分压器件正极与第一导电层144电连接，负极与第二导电层145电连接。

整流稳压电路包括整流二极管D1、过压保护电路、滤波电容C1和稳压保护电路，整流二极管D1的正极与分压器件的正极电连接，负极接入微处理器、测温芯片143和通讯模块的闭合电回路中，过压保护电路与分压器件并联，滤波电容C1正极连接整流二极管D1的负极，滤波电容C1负极连接分压器件的负极，过压保护电路由两个负极相连的二极管D2和D3组成，稳压保护电路与滤波电容C1并联，稳压保护电路采用DC-DC电路。

整流稳压电路和微处理器之间还串接有控制电路，控制电路包括电压检测芯片、储能电容C2和第一开关管T，储能电容C2与滤波电容C1并联，电压检测芯片与滤波电容C1并联，第一开关管T的被控端连接电压检测芯片的控制端，第一开关管T的输入端连接储能电容C2的正极，第一开关管T的输出端接入微处理器、测温芯片143和通讯模块的闭合电回路中，微处理器通过SPI通讯总线将要发送的数据传递给通讯模块。

整流二极管D1将接收到的交流电转化为直流电，过压保护电路防止线路中的电压过高而损坏后续电路，滤波电容C1滤除电路中的杂波，提高电流质量；稳压保护电路确保整流稳压电路输出的电压稳定，不会过高使微处理器等烧坏。

在供电模块无法获取足够电能的情况下，先将收集到的电能存储在储能电容C2中，足够进行一次通讯后再对微处理器和通讯模块供电；控制电路能在储能电容C2能量收集未满时，控制第一开关管T将系统供电电源与后级电路完全切断，能量收集满以后接通电路供电，使能量收集工作在更高效的状态。

金属外壳11与发射天线142相对的一侧开设有发射缺口111，发射缺口111处嵌入有塑料支架13，本实施例中塑料支架13为尼龙支架；PCB板14上方放置有与PCB板14形状相匹配的环形盖板16，环形盖板16也可为集成电路板，且其内圆表面和外圆表面均镀有锡层，PCB板14上还嵌入有两根PIN针141，PIN针141上端嵌入在环形盖板16上，从而将PCB板14和环形盖板16稳固连接在一起，PIN针141高电势一端与分压器件正极电连接，低电势一端与分压器件负极电连接。

环形盖板16上远离发射天线142的区域开设有两个灌胶孔161，向两个灌胶孔161中注射环氧树脂灌封胶，PCB板14上方与金属外壳组成的空腔内会形成环氧树脂灌封胶块15；为了防止注射的环氧树脂灌封胶将发射天线142淹没，影响其发射无线信号，塑料支架13两端还一体成型有挡板131，而发射天线142放置在塑料支架13与挡板131形成的空腔内，由此在环形盖板16和挡板131的配合下，环氧树脂灌封胶块15形成不淹没发射天线142的半圆环形结构。

为了对自取电无线测温传感器1进行保护，环形盖板16上端还贴有形状与环形盖板16匹配的绝缘弹性贴片12，绝缘弹性贴片12为环形结构，本实施例中绝缘弹性贴片12为EVA贴片。

如图5所示，绝缘堵头3为一端开口的空心塞结构，绝缘堵头3封闭端一体成型有便于把持的手柄，绝缘堵头3空腔内焊接有铜制凹筒31，凹筒31内表面加工有内螺纹，连接螺杆22端部可与凹筒31螺接，一方面有利于将绝缘堵头3紧固在接头本体2上，另一方面又有利于绝缘堵头3的拆卸和更换，绝缘堵头3内表面涂覆有一层导电油墨层32，导电油墨层32作为局部放电屏蔽层，可防止绝缘堵头3内发生局部放电而产生电火花，进而出现烧坏自取电无线测温传感器1、导电头，甚至损坏整个电缆接头的状况。

使用时，将金属外壳11、PCB板14、塑料支架13、环形盖板16等零件按相应位置组装好，然后通过灌胶孔161向PCB板14上部空腔内灌入环氧树脂灌封胶，从而将PCB板14、塑料支架13等零件固定、封装在金属外壳11内，形成一个完成的自取电无线测温传感器1。自取电无线测温传感器1封装好后，将其套接在接头本体2内的连接螺杆22螺接有螺母23的那一侧杆体上，再将绝缘堵头3通过接头本体2上与其对应的开口嵌入接头本体2内，并利用凹筒31将绝缘堵头3螺接固定在连接螺杆22上，此时，绝缘堵头3将自取电无线测温传感器1和螺母23覆盖，从而对自取电无线测温传感器1和螺母23进行保护，并防止漏电，最后将防尘盖4扣接固定在接头本体2开口的一端，从而使防尘盖4套接在绝缘堵头3外，对绝缘堵头3进行防尘保护。装配完毕后，自取电无线测温传感器1的金属外壳11将螺母23包裹在其内，自取电无线测温传感器1内的第一导电层144与连接螺杆22接触，如此，第一导电层144带有连接螺杆22的高电势，而自取电无线测温传感器1的金属外壳11为零电势，使得第二导电层145为零电势，第一导电层144和第二导电层145之间具有电压，此电压可传递给分压器件；另外，PIN针141可边接PCB板14和环形盖板16内圆表面的高电位，因此PIN针141两端也能形成电势差，此电势差也可传递给分压器件，如此，整流稳压电路便可以通过分压器件获取交变电场的能量，并将此能量通过整流和稳压作用转换成用于给微处理器、测温芯片143和通讯模块的工作提供电能的直流电，如此，便可以在不提供外来电源的情况下，保证微处理器、测温芯片143和通讯模块的正常稳定工作，实现对电气接点的实时高效测温和对其温度的监控。另外，导热块146与连接螺杆22直接接触，可将连接螺杆22的温度传递至测温芯片143，测温芯片143便可以通过导热块146间接测定连接螺杆22的温度，来测量和监控电缆接头内导电头处的温度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种环网柜用电缆接头，包括接头本体，所述接头本体内固定有导电头，其特征在于：所述导电头上套接有自取电无线测温传感器，所述自取电无线测温传感器外套接有绝缘堵头，所述绝缘堵头为一端开口的空心塞结构，所述绝缘堵头空腔内固定有凹筒，所述导电头尾端嵌入凹筒内，所述绝缘堵头内表面密封有局部放电屏蔽层；所述自取电无线测温传感器包括两端开口的金属外壳，所述金属外壳内嵌入有PCB板、所述PCB板呈环形结构，所述PCB板内圆表面和外圆表面分别设置有第一导电层和第二导电层，所述PCB板上设置有测温芯片、微处理器、通讯模块和供电模块，所述测温芯片信号输出端与微处理器信号处理输入端电信号连接，所述通讯模块输入端与微处理器信号处理输出端通信连接，所述供电模块包括分压电路和整流稳压电路，所述分压电路包括分压器件，所述分压器件正极与第一导电层电连接，负极与第二导电层电连接，所述整流稳压电路输入端与分压器件并联，输出端与微处理器、测温芯片和通讯模块形成闭合电回路。

2.根据权利要求1所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述PCB板上还设置有导热块，所述导热块一端位于PCB板内圆边缘，所述导热块远离PCB板内圆边缘的一端与测温芯片接触。

3.根据权利要求1所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述通讯模块包括信号调制器和发射天线，所述发射天线与信号调制器输出端通信连接，所述信号调制器输入端与微处理器信号处理输出端通信连接，所述金属外壳与发射天线相对的一侧开设有发射缺口，所述发射缺口处嵌入有塑料支架。

4.根据权利要求3所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述PCB板上方放置有与PCB板形状相匹配的环形盖板，所述环形盖板上远离发射天线的区域开设有灌胶孔。

5.根据权利要求4所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述PCB板上还设置有PIN针，所述PIN针上端连接在环形盖板上，所述PIN针高电势一端与分压器件正极电连接，低电势一端与分压器件负极电连接。

6.根据权利要求5所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述塑料支架两端均设置有挡板，所述发射天线放置在塑料支架与挡板形成的空腔内。

7.根据权利要求6所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述环形盖板上端贴有与环形盖板形状相匹配的绝缘弹性贴片。

8.根据权利要求1所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述局部放电屏蔽层为涂覆在绝缘堵头内表面的导电油墨层。

9.根据权利要求8所述的一种环网柜用电缆接头，其特征在于：所述绝缘堵头封闭的一端套接有防尘盖。