CN214589717U - 电缆靴以及具有电缆靴的充气柜 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电缆靴以及具有电缆靴的充气柜，电缆靴包括：绝缘本体，绝缘本体上设有可供出线端子配合连接的安装孔，电缆靴还包括：温度传感器、信号发送器以及互感供电装置；其中，温度传感器的感应部设置于安装孔内，以使温度传感器的感应部能够与出线端子的导电体感温接触，可实现准确测量导电体温度，温度传感器与信号发送器电连接，互感供电装置设置于绝缘本体内，并套设于出线端子的导电体外，互感供电装置与信号发送器电连接，以向信号发送器供电。本方案可实现准确检测电缆靴和出线端子连接部位温度，且避免出现高压电气击穿问题。

Description

电缆靴以及具有电缆靴的充气柜

技术领域

本申请涉及配电技术领域，更具体地，涉及一种电缆靴以及具有电缆靴的充气柜。

背景技术

在配电技术领域，电能经过高压变电站进行降压后输出到充气柜，再经过进一步降压输送到用户。

充气柜属于二次分配电设备，出线端子作为充气柜的输出接口，通常借助于电缆靴与电缆连接。出线端子与电缆靴连接的部分容易因为接触不良而出现高温，连接部分长期过热会引起绝缘击穿，进而引发大面积的停电事故。

因此，对出线端子与电缆靴连接部分的温度监控是一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种电缆靴以及具有电缆靴的充气柜，旨在提供可以准确检测出线端子内导电体温度的方案。

第一方面，本申请提供一种电缆靴，包括：绝缘本体，绝缘本体上设有可供出线端子配合连接的安装孔；还包括：温度传感器、信号发送器以及互感供电装置；

其中，温度传感器的感应部设置于安装孔内，以使温度传感器的感应部能够与出线端子的导电体感温接触；温度传感器与信号发送器电连接；

互感供电装置设置于绝缘本体内，并套设于出线端子的导电体外；互感供电装置与信号发送器电连接，以向信号发送器供电。

可选地，信号发送器包括感温信号处理单元和无线单元；感温信号处理单元分别连接温度传感器和无线单元。

可选地，绝缘本体包括前绝缘本体和后绝缘本体；

前绝缘本体和后绝缘本体刚性连接，前绝缘本体上设有可供出线端子配合连接的安装孔；

互感供电装置、温度传感器以及信号发送器均设置于前绝缘本体内。

可选地，互感供电装置包括呈环状的磁体和互感线圈；

其中，磁体套设于出线端子的导电体外，互感线圈绕于磁体上，互感线圈具有两个供电线端子，并分别与信号发送器连接。

可选地，温度传感器、信号发送器、互感供电装置与绝缘本体一体式设置。

第二方面，本申请提供一种充气柜，包括：气箱、控制室和一个以上具有导电体和封装在导电体外部的绝缘本体的出线端子；出线端子设置在气箱内，用以连接电缆靴；

电缆靴包括：绝缘本体，绝缘本体上设有可供出线端子配合连接的安装孔；

电缆靴还包括：温度传感器、信号发送器以及互感供电装置；

其中，温度传感器的感应部与导电体感温接触，并与电缆靴信号发送器电连接；

互感供电装置套设于导电体外，并与电缆靴信号发送器电连接，以向电缆靴信号发送器供电。

可选地，控制室内设有信号收发器；信号收发器用以和出线端子连接的电缆靴中的电缆靴信号发送器无线通信连接。

可选地，电缆靴信号发送器包括感温信号处理单元和无线单元；

感温信号处理单元分别连接温度传感器和无线单元，无线单元和信号收发器无线通信连接。

可选地，控制室内设有感温数据处理器，感温数据处理器与信号收发器之间通过数据总线连接。

本申请实施例提供的电缆靴以及具有电缆靴的充气柜，电缆靴包括温度传感器、信号发送器、绝缘本体以及互感供电装置，温度传感器的感应部位于绝缘本体的安装孔内，当出线端子和电缆靴连接时，可和出线端子导电体感温接触，准确检测出线端子和电缆靴连接处的导电体的温度。在导电体外套设互感供电装置，基于互感器原理为信号发送器供电，避免与外部低压供电电路连接。由信号发送器通过无线方式传输温度信号，可以避免与低压信号传输电路连接。本方案中电缆靴不会与外界形成通电回路，保证出线端子和电缆靴是等电位的，不存在高压电气击穿问题。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的电能输送的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的电缆靴的剖视图；

图3为本申请另一实施例提供的出线端子与电缆靴的连接示意图；

图4为本申请另一实施例提供的出线端子与电缆靴的连接示意图；

图5为本申请另一实施例提供的出线端子与电缆靴的连接示意图；

图6为本申请另一实施例提供的充气柜的结构示意图。

附图标记：

1-发电机组；2-超高压传输线路；3-一次电能分配线路；4-二次电能分配线路；11-气箱；12-控制室；13-电缆室；14-操作室；200-电缆靴；101-导电体；102-绝缘体；103-带电传感器；1011-导电体的连接件；201-绝缘本体； 202-信号发送器；203-温度传感器；204-互感供电装置；2011-出线端子的安装孔；2012-电缆芯的安装孔；2013-后绝缘本体；2014-前绝缘本体；3011-电缆芯的连接件。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，电能传输线路包括超高压传输线路2、一次电能分配线路3 以及二次电能分配线路4；发电机组1产生的电能经由高压传输线路2中变压器升压后传输；高压传输线路2为一次电能分配线路3供电，一次电能分配线路3中的变压器对电压进行降压后分多路传输；一次电能分配线路3为二次电能分配线路4供电，二次电能分配线路4将电能分多路传输，二次电能分配线路直接接入用户。

充气柜作为二次电能分配线路4中的设备，用于向用户提供电能。出线端子作为充气柜的输出接口，通常通过电缆靴与电缆连接。出线端子与电缆靴连接的部分容易因为接触不良而出现高温，长期过热会引起绝缘击穿，进而引发大面积的停电事故。

输配电领域的此类故障，受影响的社会范围较大，通常会导致周边几平方公里面积的停电。此类故障的解决时间较长，通常至少需要几个小时，严重的需要几天。因此，对出线端子与电缆靴连接部分的温度监控是一个亟待解决的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请的实施例提供一种电缆靴以及具备电缆靴的充气柜。由于出线端子的导电体带有高压电，若直接将温度传感器与导电体接触，再通过电路将传感器检测到信号引出，会出现电气击穿的问题。若传感器不接触导电体，则无法直接检测出线端子和电缆靴连接处的导电体的温度，导致所测量的温度不够准确。本申请的技术构思具体包括：将温度传感器的感应部设置在绝缘本体的安装孔内，让传感器的感应部与出线端子的导电体直接接触，直接检测导电体的温度，通过无线通信的方式将传感器检测温度信号发送出去，并由导电体内交变电流产生的交变磁场在互感供电装置中产生电流，为信号发送器供电，避免使用信号引出电路以及外部低压供电电路，不存在高压电气击穿的问题。

如图2所示，其为本申请一类具体实施方式的电缆靴200，电缆靴200 包括：绝缘本体201、信号发送器202、温度传感器203以及互感供电装置204。

其中，绝缘本体201围设而成安装孔2011，出线端子的导电体安装在安装孔2011内。温度传感器203的感应部设置于安装孔2011内，当出线端子与电缆靴200连接时，温度传感器203的感应部可与导电体直接接触，这样温度传感器203就可以准确地测量到出线端子和电缆靴连接处的导电体的温度。

互感供电装置204位于绝缘本体201内；优选地，可以使互感供电装置204与绝缘本体201设置为一体式结构。当出线端子与电缆靴200连接时，导电体位于互感供电装置204内，由于导电体内流过交变电流在其周围会产生交变磁场，这个交变磁场会使得围设在导电体周围的互感供电装置104内像互感器那样产生互感电流，这个互感电流则可以为信号发送器 202供电。

如图3所示，在充气柜工作时，出线端子通过电缆靴200与电缆连接，出线端子作为充气柜的输出端，将电能传输至电缆，由电缆将电能传输至用户。

其中，电缆靴200的一端设有由绝缘本体201围设而成，用于出线端子的插入安装的出线端子的安装孔2011，另一端设有电缆芯的安装孔2012。为实现出线端子的导电体101在电缆靴200内与电缆的电缆芯相互连接，在出线端子的导电体101上安装有导电体的连接件1011，在电缆的电缆芯上安装有电缆芯的连接件3011，电缆芯上的连接件3011与出线端子的导电体101上连接件之间相互连接。

优选地，在出线端子的绝缘体102内还封装有带电传感器103，该带电传感器103用于检测出线端子是否带电。

下面描述本申请实施例提供的电缆靴的工作原理：出线端子的导电体 101内通有高压电，出线端子与电缆靴200连接处由于存在较大损耗，会引起导电体101发热。温度传感器203的感应部位于电缆靴200的安装孔 2011内，在电缆靴200与出线端子连接时，感应部与导电体101直接接触，直接采集导电体101的温度信号，并传送给信号发送器202；信号发送器 202对温度信号进行处理后通过无线方式向外传输。

本方案采用等压体原理实现对承载高压电的导电体的温度检测，温度传感器203和承载有高压的导电体101接触，由于导电体101上的电压的幅值通常会达到10kV以上，温度传感器203由于与导电体相接触，其电位也会超过10kV。为了防止高压被温度传感器203的输出电路引出，温度传感器203的输出电路不能使用低压，也就是温度传感器203的输出电路不能和外部低压电路有任何电连接；为此，本方案中使用无线的传输方式将温度传感器203采集测温数据传输出去。此外，本方案用自供电方式，利用互感供电装置204感应出微小的电流作为信号发送器202的电源。无需从外部引入低压电源，仅仅利用导电体101内的电流来获取电能量，与外界完全隔离。

由于使用互感供电装置204供电，以及通过信号发送器202将温度数据通过无线方式传输出去，整个出线端子和电缆靴200被“封闭”在单相的高压电位上，正如小鸟可以停栖在裸露的高压线上一样，电缆靴与低压电路无法形成回路，出线端子和电缆靴200的各个部分电位相同，也就是在温度传感器203、信号发送器202以及互感供电装置204上的压降比较小，信号发送器202、温度传感器203和互感供电装置204不会出现电气击穿的现象。

在本申请的各个实施例中，将温度传感器203的感应部设置于绝缘本体201的安装孔2011内，感应部可直接与出线端子的导电体101接触，因此可以准确地检测到出线端子和电缆靴连接处的导电体101的温度；为了保证出线端子不被击穿，信号发送器202以无线方式发送温度数据，并由导电体101在互感供电装置204内产生互感电流，无需将高压线路与低压信号传输线路、低压供电线路构成回路，可以避免高压电气击穿的问题。

本申请另一实施例提供的电缆靴200包括绝缘本体201、信号发送器 202、温度传感器203以及互感供电装置204。

其中，绝缘本体201设置有安装孔2011，温度传感器203的感应部位于安装孔2011内，当出线端子和电缆靴200连接时，温度传感器203的感应部与出线端子的导电体101接触，以实现检测位于出线端子和电缆靴连接处的导电体的温度检测。

如图4所示，其为本申请又一类具体实施方式的电缆靴，温度传感器 203的感应部位于导电体101的连接头1011的安装处，用于检测连接头 1011的温度，由于连接头1011直接和导电体101连接，连接头1011的温度和导电体101的温度相近，可以通过感测导电体101的连接头101的温度实现对电缆靴200和出线端子连接处的导电导体的温度检测。

如图5所示，其为本申请又一类具体实施方式的电缆靴，该电缆靴的绝缘本体包括有前绝缘本体2014和后绝缘本体2013，前绝缘本体2014 用于连接出线端子和后绝缘本体2013，后绝缘本体2013用于连接电缆。

前绝缘本体2014设有用于安装出线端子的导电体101的安装孔2011，温度传感器203位于安装孔2011的孔底，且信号发送器202、温度传感器 203以及互感供电装置204均位于前绝缘本体2014内，温度传感器203 的感应部与出线端子的导电体101在这个位置接触，以实现对位于出线端子和电缆靴200连接处的导电体101的温度检测。

在出线端子的导电体101上安装有连接头1011，在电缆的电缆芯上安装有连接头3011。在后绝缘本体2013上设有用于安装导电体101的连接件1011的安装孔，其还设有用于安装电缆芯301的连接件3011的安装孔，导电导体101上的连接头1011与电缆芯的连接头3011在后绝缘本体2013 的内部连接，以实现出线端子的导电体101和电缆芯(图中未示)之间电连接。由于出线端子的导电体101上的连接头1011可能会比较长，因此，该连接头1011可采用多段结构。

其中，温度传感器203可以是电阻式温度传感器、热电偶式温度传感器、双金属式传感器等类型。

互感供电装置204包括呈环状的磁体和互感线圈，磁体位于绝缘本体102 内，且套设于出线端子的导电体外，互感线圈绕于磁体上，互感线圈的两个端子分别与信号发送器202连接，以对信号发送器202的供电。

当出线端子和电缆靴200连接时，出线端子的导电体穿过磁体，出线端子的导电体101内通入电流，导电体101作为一次线圈，经过磁体传递电磁能，在互感线圈204内会产生互感电流，互感电流被提供给信号发送器202。

信号发送器102包括感温信号处理单元和无线单元，感温信号处理单元分别连接温度传感器和无线单元。优选地，感温信号处理单元通过数据总线与温度传感器和无线单元连接。温度传感器203在采集到导电体101 的温度信号后，将温度信号传输至感温信号处理单元，感温信号处理单元对温度信号进行模/数转换生成数字信号，再由无线单元根据相应的传输协议将数字信号进行处理获得相应数据包，并将数据包通过无线方式传输出去。

优选地，将信号发送器202中感温信号处理单元和无线单元集成在电路板上，构成无线发射线路板，将温度传感器203以及互感供电装置204均连接到无线发射线路板上，再使用浇注的工艺将连接有温度传感器203、互感供电装置204的无线发射线路板和绝缘本体201集成为一体式结构。需要注意的是：要保证热敏电阻的感应部位于安装孔2011之内。

将信号发送器202、温度传感器203和互感供电装置204设置于绝缘本体201内，对原电缆靴的结构改变小，也能保证信号发送器102、温度传感器103和互感供电装置104稳定可靠工作。

下面描述本申请实施例提供的电缆靴的工作原理：当充气柜工作时，出线端子和电缆靴200连接，出线端子的导电体101位于电缆靴200的互感供电装置204内部，高压电流在导电体101周围产生交变磁场，在互感供电装置204产生互感电流，该互感电流被提供给信号发送器202。

温度传感器203的感应部位于绝缘本体201的安装孔2011内，当出线端子和电缆靴连接时，温度传感器203的感应部与导电体101感温接触，采集导电体101的温度信号。温度传感器203在采集到导电体201的温度信号后，将温度信号传输至信号发送器202，信号发送器202对温度信号进行模/数转换生成数字信号，再根据相应的传输协议将数字信号进行处理获得相应数据包，并将数据包向外发送。

优选地，信号发送器202用于对在多个时间检测得到温度信号进行处理获得温度数据包，并向外发送温度数据包。通过将多个温度信号打包后向外发送，减少信号发送器202的功耗，减少互感供电装置204提供功率，互感供电装置204的尺寸，进而减少互感供电装置204对电缆靴结构的影响。

在上述实施例中，将传感器的感应部设置于用于安装出线端子的安装孔内，传感器的感应部直接与出线端子的导电体感温接触，可以准确检测出线端子和电缆靴连接处的导电体的温度。为了保证电缆靴不被击穿，使用信号发送器将温度数据以无线方式发送出去，并由互感供电装置基于互感器原理向信号发送器供电，可以避免由于与低压线路构成回路造成高压全部施加在出线端子和电缆靴上，进而引起电气击穿的问题。

如图6所示，本申请另一实施例提供的充气柜10包括气箱11和控制室 12。其中，气箱包括至少一个出线端子、开关单元以及箱体，开关单元和出线端子均位于箱体内。

其中，箱体采用六块钢板焊接而成，在充气柜10工作时，箱体完全密闭，内部注入保护性气体。优选地，保护气体为氟化硫气体。箱体外壁上装有散热片，用于降低箱体温度。

开关单元包括断路器和铜排，铜排和断路器构成配电主回路，出线端子作为配电主回路的输出端。开关单元用于控制电压传输线路通断，出线端子与上述实施例中描述的电缆靴连接，以实现向外输出电压。电缆靴的结构和出线端子的结构已经在上述实施例中详细说明，此处不再赘述。

控制室用于控制气箱内开关单元工作。气箱内断路器的控制电路位于控制室12内，断路器的控制电路用于控制断路器的闭合和断开，以实现控制电压传输线路通断。

优先地，充气柜还包括电缆室13和操作室14，电缆室13位于操作室14 和气箱11的下方，控制室12位于操作室14和气箱11的上方，在操作室14 的操作面板设有按钮，可以通过按钮控制位于控制室12内的断路器的控制电路生成闭合信号和断开信号。

当充气柜工作时，气箱的出线端子通过电缆靴与电缆连接。断路器和铜排内通入有高压电，并经由出线端子向电缆通入电流，互感供电装置向信号发送器供电，电缆靴内温度传感器实时检测出出线端子和电缆靴连接处的导电体的温度，信号发送器将导电体的温度信号通过无线方式向外部传输，避免在气箱内部引入低压，使出线端子、电缆靴以及断路器不会出现电气击穿现象，也可以实时检测出线端子和电缆靴连接部的温度，避免出线端子和电缆靴由于温度过高而烧毁。

充气柜10还包括信号收发器以及感温数据处理器，信号收发器以及感温数据处理器均位于控制室12内，信号收发器以及感温数据处理器之间通过总线相互连接。信号收发器与和电缆靴信号发送器202通信连接，信号收发器用于接收温度数据。感温数据处理器用于将接收到的温度数据进行处理，将处理后的温度数据向充气柜10外部发送，以向外部提供充气柜10内的出线端子和电缆靴连接处的温度数据，以实现温度监控。

在上述实施例中，信号收发器接收电缆靴信号发送器传输的温度数据，并将接收到的温度数据进行处理后向外部输出，实现对充气柜内的出线端子和电缆靴连接处的温度实时监控。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案。

Claims (9)

1.一种电缆靴，包括：绝缘本体，所述绝缘本体上设有可供出线端子配合连接的安装孔；其特征在于，还包括：温度传感器、信号发送器以及互感供电装置；

其中，所述温度传感器的感应部设置于所述安装孔内，以使所述温度传感器的感应部能够与所述出线端子的导电体感温接触；所述温度传感器与所述信号发送器电连接；

所述互感供电装置设置于绝缘本体内，并套设于所述出线端子的导电体外；所述互感供电装置与所述信号发送器电连接，以向所述信号发送器供电。

2.根据权利要求1所述的电缆靴，其特征在于，所述信号发送器包括感温信号处理单元和无线单元；所述感温信号处理单元分别连接所述温度传感器和所述无线单元。

3.根据权利要求1或2所述的电缆靴，其特征在于，所述绝缘本体包括前绝缘本体和后绝缘本体；

所述前绝缘本体和所述后绝缘本体刚性连接，所述前绝缘本体上设有可供出线端子配合连接的安装孔；

所述互感供电装置、所述温度传感器以及所述信号发送器均设置于所述前绝缘本体内。

4.根据权利要求1或2所述的电缆靴，其特征在于，所述互感供电装置包括呈环状的磁体和互感线圈；

其中，所述磁体位于所述绝缘本体内，且所述磁体套设于所述出线端子的导电体外，所述互感线圈绕于所述磁体上；

所述互感线圈具有两个供电线端子，并分别与所述信号发送器连接。

5.根据权利要求1或2所述的电缆靴，其特征在于，所述温度传感器、所述信号发送器、所述互感供电装置与所述绝缘本体一体式设置。

6.一种充气柜，包括：气箱、控制室和一个以上具有导电体和封装在所述导电体外部的绝缘体的出线端子；所述出线端子设置在气箱内，用以连接电缆靴；其特征在于，所述电缆靴包括：绝缘本体，所述绝缘本体上设有可供出线端子配合连接的安装孔；

所述电缆靴还包括：温度传感器、信号发送器以及互感供电装置；

其中，所述温度传感器的感应部与导电体感温接触，并与所述电缆靴信号发送器电连接；

所述互感供电装置套设于所述导电体外，并与所述电缆靴信号发送器电连接，以向所述电缆靴信号发送器供电。

7.根据权利要求6所述的充气柜，其特征在于，所述控制室内设有信号收发器；所述信号收发器用以和所述出线端子连接的电缆靴中的电缆靴信号发送器无线通信连接。

8.根据权利要求7所述的充气柜，其特征在于，所述电缆靴信号发送器包括感温信号处理单元和无线单元；

所述感温信号处理单元分别连接所述温度传感器和所述无线单元，所述无线单元和所述信号收发器无线通信连接。

9.根据权利要求7所述的充气柜，其特征在于，所述控制室内设有感温数据处理器，所述感温数据处理器与所述信号收发器之间通过数据总线连接。

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