CN209069432U - 一种电缆安装式无线测温终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆安装式无线测温终端。本实用新型的无线测温终端包括测温终端本体1、外置测温探头组件2和包裹式固定组件3；外置测温探头组件2设置于所述测温终端本体1外部，并与测温终端本体1连接；包裹式固定组件3用于将测温终端本体1固定于电缆上。相比现有技术，本实用新型可直接安装于电缆上，无需从电缆的一端套入电缆后安装；采用外置式测温探头直接紧密接触的方式测量电气连接点处的温度，测量结果准确，并提高了测量温度上限；采用感应耦合自取能技术，无需电池或另外供电；采用无线通信的方式将温度数据发送到监控主机，使用安全。

Description

一种电缆安装式无线测温终端

技术领域

本实用新型涉及一种电缆安装式无线测温终端。

背景技术

交流输电线路中电气设备本身及其之间的电气接点是电力输送最薄弱的环节，这些电气设备及电气接点在承受大电流的情况下容易产生发热、气化等现象，从而对配电安全造成潜在的风险。因此需要引入温度监控装置，以便及时监测母线及电气设备的发热情况。例如，如果母线连接松动，则接触电阻变大，母线温度会持续升高，此时温度监控装置能够使用户及时掌握母线连接处的烧损情况，做到提前预警，从而提示用户进行及时维护。

目前已出现了利用无线通信方式来传输温度测量数据的无线温度测量装置，相比传统采用有线通信方式的温度监控装置提高了安全可靠性。然而，现有的温度监控装置一般由电池或电源供电取能，电池供电存在电池更换及高温危险问题，电源供电也存在连接可靠性及安全问题。现有技术还有采用电流互感器取能，这种方式通过取能CT从高压母线处获取交流电能，但由于输电线路中的电流不是稳定值，可能会出现非常大的电流，因此一般都需要设置磁分路和能量泄放电路，因此采用电流互感器供电的设备体积很难做小且需要考虑CT的散热问题。另一方面，电流互感器取能需要套入母线，安装使用也较麻烦。

目前有的产品利用工频感应磁耦合取能技术的无线测温终端，不用套入母排，只需用螺钉直接固定于母排表面，通过靠近母排的线圈感应取能，并直接测量固定处的母排温度，使用方便。但是，该产品的使用范围受限，只适用于宽度足够的母排表面安装，无法安装于电缆等不能用螺钉固定的母线上，而且由于温度测量点处于无线测温终端底部，受无线测温终端内部电子元件使用温度上限的影响，该终端对被测物温度上限会有所限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种电缆安装式无线测温终端，无需从电缆的一端套入电缆后安装，且测量结果准确，测温范围更高，无需电池或另外供电，使用安全。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种电缆安装式无线测温终端，包括测温终端本体1、外置测温探头组件2和包裹式固定组件3；所述测温终端本体1用于获取电能及温度信号；外置测温探头组件2设置于所述测温终端本体1外部，并与测温终端本体1连接，用于测量电气连接点处的温度；包裹式固定组件3用于包裹电缆并将测温终端本体1固定于电缆上。

优选地，所述测温终端本体1包括取能线圈11、线路板12和壳体13，取能线圈11包括至少一个开路磁芯111以及绕制在开路磁芯111上的线圈绕组112，线路板12与取能线圈11电连接，且均设置于壳体13中；壳体13包括罩壳131和底板132。

进一步地，所述开路磁芯111包括用于绕制线圈绕组112的杆状中间段1111和两侧的片状侧面段1112，所述片状侧面段1112设置成一个或多个平行于电缆中电流方向的平面11121，且使平面11121靠近电缆。

进一步地，所述开路磁芯111由一组硅钢片或坡莫合金片叠合而成。

优选地，所述线路板12上设置有供能电路、无线模块、测温电路，所述供能电路与取能线圈11电连接，用于向所述无线模块和测温电路输出电能，所述测温电路分别与外置测温探头组件2中的温度传感器21和所述无线模块电连接，用于接收外置测温探头组件2采集的温度信号并将温度信号传输给所述无线模块，所述无线模块将温度数据进行无线传输。

优选地，所述无线模块为Zigbee无线模块。

优选地，所述外置测温探头组件2包括温度传感器21、接触件22和耐高温导线23，温度传感器21封装于能够自由传导温度的接触件22的一端，接触件22的另一端设置成能够与电气连接点的表面贴附接触连接的片状结构，温度传感器21通过耐高温导线23电连接至测温终端本体1。

优选地，所述包裹式固定组件3为卡扣式固定组件，包括一组内壁可形成U形腔或开口环形腔的固定卡托，用以包裹电缆并将所述测温终端本体1固定在电缆上。

进一步地，所述固定卡托的至少一端具有一组间隔设置的突起31，可通过插入于测温终端本体1上设置的卡扣孔1311，将测温终端本体1锁紧在不同直径的电缆上。

优选地，所述包裹式固定组件3为柔性材料。

相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型由于采用上述方案，无线测温终端可直接安装于电缆上，无需从电缆的一端套入电缆后安装；采用外置式测温探头直接紧密接触的方式测量电气连接点处的温度，测量结果准确，并提高了测量温度上限；采用感应耦合自取能技术，无需电池或另外供电；采用无线通信的方式将温度数据发送到监控主机，使用安全。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的安装结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例的结构爆炸图；

图3为本实用新型具体实施例中外置测温探头组件的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例中开路磁芯的结构示意图；

图5为本实用新型开路磁芯的另一结构示意图；

图6为本实用新型线路板电路原理框图。

具体实施方式

为便于公众理解，下面通过一个具体实施例并结合附图来对本实用新型的技术方案进行详细说明：

本实施例的电缆安装式无线测温终端，其结构如图1所示，包括测温终端本体1、外置测温探头组件2和包裹式固定组件3，所述测温终端本体1用于获取电能及温度信号，所述外置测温探头组件2设置于所述测温终端本体1外部，并与所述测温终端本体1连接，用于测量电气连接点处的温度，所述包裹式固定组件3用于包裹电缆并将所述测温终端本体1固定于电缆4上。

如图2所示，所述测温终端本体1包括取能线圈11、线路板12和壳体13，所述取能线圈11包括至少一个开路磁芯111以及绕制在所述开路磁芯上的线圈绕组112，取能线圈11通过线圈绕组112上的抽头导线1121与线路板12与连接，且均设置于由罩壳131和底板132构成的壳体13的容腔中，壳体13为耐高温塑料壳体，罩壳131和底板132可通过超声波焊接工艺或粘接工艺组合在一起。

如图1、图2、图3所示，所述外置测温探头组件2包括温度传感器21、接触件22和耐高温导线23，温度传感器21封装于能够自由传导温度的接触件22的一端，可采用粘接的方式相互连接；接触件22的另一端设置成片状结构，能够与电气连接点的表面贴附接触连接，例如可采用螺钉紧固于母排连接点处；温度传感器21通过耐高温导线23穿过罩壳131上的开孔电连接至容纳在测温终端本体1的线路板12上。

本实施例的包裹式固定组件3为卡扣式固定组件，包括一组固定卡托，其内壁可设置成U形或开口环形，以形成U型腔或开口环形腔，用以包裹电缆并将测温终端本体1固定在电缆上，如图1、图2所示，本实施例中的卡扣式固定组件3的两端具有一组间隔设置的突起31，将其插入罩壳131两侧设置的卡扣孔1311，从而将测温终端本体1锁紧在电缆上，且所适配的电缆直径可在一定范围内调节。当然，该卡扣式固定组件3也可以只在一端具有间隔设置的突起31，另一端与壳体13固定连接。为便于在更多规格的电缆或母排上安装，卡扣式固定组件3也可以设置为由柔性材料构成的卡扣式组件。另外本实用新型的包裹式固定组件3不仅仅以卡扣的方式与测温终端本体1固定，还可以将电缆包裹以后用例如螺钉等方式将包裹式固定组件3与测温终端本体1固定。

如图2、图4，取能线圈11包括至少一个开路磁芯111以及绕制在开路磁芯111上的线圈绕组112。开路磁芯111包括用于绕制线圈绕组112的杆状中间段1111和两侧的片状侧面段1112，片状侧面段1112设置成一个或多个平行于电缆中电流方向的平面11121，且使所述平面尽可能靠近电缆。本实施例中，线圈绕组112通过与开路磁芯111的杆状中间段1111相适配的骨架绕制于该杆状中间段1111，线圈绕组112采用单芯漆包线均匀绕制而成，并引出抽头导线1121连接至线路板12上，线圈绕组112外面覆盖有绝缘层，绝缘层可采用绝缘胶带或塑料外壳。

为了尽可能引导更多的磁力线，提高取能效率，本实施例中的开路磁芯111采用如图4所示的结构，其由杆状中间段1111以及对称设置于杆状中间段两端的2个片状侧面段1112构成，每个片状侧面段1112又分为2个与电缆中电流方向分别平行的平面11121、11122，一个平面位于线圈绕组112的侧面，另一个平面位于靠近电缆的线圈绕组112的底部。需要指出的是，片状侧面段1112所在面应尽量平行于电缆中的电流方向，而不限于和杆状中间段1111垂直，片状侧面段1112所在面也可以是圆柱面等曲面。开路磁芯可采用坡莫合金或硅钢片一体成型如图4形式，或焊接得到如图5形式，且可采用多片坡莫合金片或硅钢片叠层的方式，以进一步降低涡流损耗，提高取能效率。杆状中间段1111与片状侧面段1112的结合尽量紧密，通过片状侧面段1112尽可能多的导引磁力线。

如图6所示，线路板12上设置有供能电路、无线模块、测温电路，供能电路与取能线圈连接，用于向所述无线模块和测温电路输出电能，测温电路分别与所述外置测温探头组件2中的温度传感器21和所述无线模块连接，用于接收所述外置测温探头采集的温度信号并将温度信号传输给所述无线模块，无线模块将温度数据进行无线传输至无线温度监控单元。

为了方便电缆安装式无线测温终端的安装，取能线圈11的磁芯111设置为开口状态，也即取能线圈11采用了弱耦合的方式收集电缆电流感应出的电能，该方式无法维持功能电路的连续工作，因此无线模块需采用低功耗的无线通信技术，如ZigBee技术。并且可将电缆安装式无线测温终端设置成间歇式工作模式。

为解决弱耦合取能方式下电缆安装式无线测温终端的启动问题，当电缆上流过一定电流时，取能线圈11上感应出的电能被储能电容储存起来，供能电路的输出根据启动电压和关闭电压分别设置成启动和关闭两种状态，启动电压大于关闭电压。当储能电容上的电压上升到大于启动电压时，供能电路开始为无线模块和测温电路供电；当储能电容上的电压下降到低于关闭电压时，供能电路停止为无线模块和测温电路供电。

Claims (10)

1.一种电缆安装式无线测温终端，其特征在于，包括测温终端本体（1）、外置测温探头组件（2）和包裹式固定组件（3）；所述测温终端本体（1）用于获取电能及温度信号；外置测温探头组件（2）设置于测温终端本体（1）外部，并与测温终端本体（1）电连接，用于测量电气连接点处的温度；包裹式固定组件（3）用于包裹电缆并将测温终端本体（1）固定于电缆上。

2.如权利要求1所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述测温终端本体（1）包括取能线圈（11）、线路板（12）和壳体（13），取能线圈（11）包括至少一个开路磁芯（111）以及绕制在开路磁芯（111）上的线圈绕组（112），线路板（12）与取能线圈（11）电连接，且均设置于壳体（13）中；壳体（13）包括罩壳（131）和底板（132）。

3.如权利要求2所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述开路磁芯（111）包括用于绕制线圈绕组（112）的杆状中间段（1111）和两侧的片状侧面段（1112），所述片状侧面段（1112）设置成一个或多个平行于电缆中电流方向的平面（11121），且使平面（11121）靠近电缆。

4.如权利要求3所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述开路磁芯（111）由一组硅钢片或坡莫合金片叠合而成。

5.如权利要求2所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述线路板（12）上设置有供能电路、无线模块、测温电路，所述供能电路与取能线圈（11）电连接，用于向所述无线模块和测温电路输出电能，所述测温电路分别与外置测温探头组件（2）中的温度传感器（21）和所述无线模块电连接，用于接收外置测温探头组件(2)采集的温度信号并将温度信号传输给所述无线模块，所述无线模块将温度数据进行无线传输。

6.如权利要求5所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述无线模块为Zigbee无线模块。

7.如权利要求1所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述外置测温探头组件(2)包括温度传感器(21)、接触件(22)和耐高温导线(23)，温度传感器(21)封装于能够自由传导温度的接触件(22)的一端，接触件(22)的另一端设置成能够与电气连接点的表面贴附接触连接的片状结构，温度传感器(21)通过耐高温导线(23)电连接至测温终端本体(1)。

8.如权利要求1所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述包裹式固定组件(3)为卡扣式固定组件，包括一组内壁可形成U形腔或开口环形腔的固定卡托，用以包裹电缆并将所述测温终端本体(1)固定在电缆上。

9.如权利要求8所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述固定卡托的至少一端具有一组间隔设置的突起(31)，可通过插入于测温终端本体(1)上设置的卡扣孔(1311)，将测温终端本体(1)锁紧在不同直径的电缆上。

10.如权利要求1所述电缆安装式无线测温终端，其特征在于，所述包裹式固定组件(3)为柔性材料。