设备线夹、设备线夹连接结构及电力线路故障指示方法与流程

本发明涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种设备线夹、一种设备线夹连接结构及一种电力线路故障指示方法。

背景技术：

设备线夹是用于将接入引线连接至电力设备的连接端子的连接结构。当设备线夹的温度过高将可能导致电力线路故障，甚至发生电力安全事故。

导致设备线夹温度过高的因素有很多，常见的有：电力线路超负荷工作、设备线夹质量问题或结构设计不合理等原因导致其与接入引线和/或设备的连接端子之间的接触电阻过大，等等。

现有的设备线夹无法指示其自身温度，相关人员(如检修人员)无法直接了解设备线夹的工作状态，且当设备线夹温度过高时无法快速判断出现该故障的原因所在，不利于相关人员进行相应的处理。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种带有温度指示功能的设备线夹，以解决现有的设备线夹无法指示其自身温度，相关人员(如检修人员)无法对设备线夹的工作状态进行监控，且当设备线夹温度过高时无法快速判断处出现该问题的原因所在，不利于相关人员进行相应的处理的问题。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述设备线夹的连接设备连接端子和接入引线的设备线夹连接结构。

本发明的再一目的在于提供一种基于上述设备线夹的电力线路故障指示方法。

本发明的实施例是这样实现的：

一种设备线夹，其包括用于电连接设备连接端子和接入引线的线夹本体。线夹本体连接有用于测量其自身温度的温度测量系统，以及用于测量线夹本体和其连接的接入引线之间的温度之差的温差测量系统。设备线夹还包括与温度测量系统和温差测量系统通信连接的温度指示系统。

一种设备线夹连接结构，其包括设备连接端子、接入引线以及上述的设备线夹。线夹本体分别电连接设备连接端子和接入引线。

一种电力线路工作状态指示方法，该指示方法基于上述的设备线夹。该指示方法包括以下步骤：

连接步骤：将设备连接端子和接入引线分别电连接于线夹本体；

初始化步骤：设置温度设定值和温差设定值；

测量步骤：通过温度测量系统测量设备线夹的温度；通过温差测量系统测量线夹本体与接入引线之间的温差；

判断步骤：若线夹本体的温度不超过温度设定值，则判定设备线夹工作状态正常且接入引线未超负荷工作；

若设备线夹的温度高于温度设定值且线夹本体与接入引线之间的温差大于温差设定值，则判定设备线夹工作状态不正常；

若设备线夹的温度高于温度设定值且线夹本体与接入引线之间的温差小于温差设定值，则判定接入引线超负荷工作。

综上，本发明实施例中的设备线夹的有益效果是：

通过在线夹本体设置用于测量其自身温度的温度测量系统，以及用于测量线夹本体和其连接的接入引线之间的温度之差的温差测量系统，可同时监控设备线夹的自身温度值，及设备线夹和接入引线之间的温差值，一方面可直接判断设备线夹的工作状态；另一方面，在显示的设备线夹温度过高时，还可判断导致该故障的是设备线夹自身或其连接质量差还是由于线路过载，从而方便相关人员有针对性地对相应的故障进行处理。另外，直接显示设备线夹的工作温度，还方便于相关人员对线路的监控。

本实施例中的设备线夹连接结构由于具有上述的设备线夹而同样具有上述技术效果。

本实施例中的电力线路故障指示方法基于上述设备线夹，同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一中的设备线夹连接结构的结构示意图；

图2是本实施例一中的设备线夹的结构示意图；

图3图2中的线夹本体的结构示意图；

图4为图3沿II-II线的剖视图；

图5是图3沿V-V线的剖视图；

图6为图3的分解视图；

图7为图6沿VII-VII线的剖视图；

图8为图2中的温度测量系统、温差测量系统及温度指示系统三者连接方式的结构示意图；

图9为本发明实施例二中的电力线路故障指示方法的流程图。

图标：001-设备线夹连接结构；010-设备线夹；020-设备连接端子；030-接入引线；100-线夹本体；101-容纳腔；102-开孔；103-凹孔；110-导热液体；120-外壁；130-第一连接部；140-密封透盖；141-弹性件；142-滑块；150-第二连接部；160-配合件；170-锁紧螺钉；180-附着端；181-连接杆；200-温度测量系统；210-温度传感器；300-温差测量系统；301-帕尔帖元件；310-第一帕尔帖组；320-第二帕尔帖组；330-热电单元；400-温度指示系统；410-第一指示灯；420-第二指示灯；430-第三指示灯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例一

图1为本发明实施例中的设备线夹连接结构001的结构示意图。请参照图1，本实施例提供一种设备线夹连接结构001，其包括设备连接端子020、接入引线030以及设备线夹010。该设备线夹010包括电连接设备连接端子020和接入引线030的线夹本体100。线夹本体100具有第一连接部130和第二连接部150，设备连接端子020电连接于第一连接部130，接入引线030电连接于第二连接部150，从而将接入引线030与设备电连接在一起。

该处所说的设备可以是变压器、断路器、互感器、隔离开关或其他电气设备。通过设备线夹010将接入引线030连接设备后，可将母线连接电气设备，对从母线传输过来的电进行变压、调频等处理。

设备连接端子020与设备线夹010之间可通过螺纹连接。例如，在设备线夹010上设置内螺纹，设备线夹010上设置有与内螺纹配合的外螺纹。当然，为使两者之间的螺纹配合接触紧密，还可设置配合于设备连接端子020并压紧设备线夹010的端面的螺母。

本实施例中的设备线夹010带有温度显示功能，以实现显示其自身温度以及其与所连接的接入引线030之间的温度之差。其中显示其自身温度可方便相关人员在检修、监控时判断设备线夹010自身的工作状态，例如，是否存在设备线夹010接触不良导致其接触电阻过大引起过大发热的情况等。

图2是本实施例中的设备线夹010的结构示意图。请参见图2，本实施例提供一种设备线夹010，其包括用于电连接设备连接端子020和接入引线030的线夹本体100(设备连接端子020和接入引线030请参见图1)、温度测量系统200、温差测量系统300以及温度指示系统400。其中，温度测量系统200连接于线夹本体100并用于测量线夹本体100的温度。温差测量系统300用于测量线夹本体100和其连接的接入引线030之间的温度之差；温度指示系统400与温度测量系统200和温差测量系统300通信连接，用于呈现和指示温度测量系统200和温差测量系统300的测得结果。

通过温度测量系统200和温差测量系统300分别测得的线夹本体100 的温度和线夹本体100和接入引线030之间的温差两个结果，可判断出设备线夹010的工作状态是否正常、线路是否过载，方便对线路的检修和调控。其具体判断方法如下：若线夹本体100的温度不超过温度设定值，则判定设备线夹010工作状态正常且接入引线030未超负荷工作；若设备线夹010的温度高于温度设定值且线夹本体100与接入引线030之间的温差大于温差设定值，则判定设备线夹010工作状态不正常；若设备线夹010的温度高于温度设定值且线夹本体100与接入引线030之间的温差小于温差设定值，则判定接入引线030超负荷工作。

图3为图2中的线夹本体100的结构示意图，图4为图3沿II-II线的剖视图，两图共同展示线夹本体100的结构。请参见图3(配合参见图4)，本实施例中的线夹本体100的一端包括圆筒形的外壁120和同心地设置于外壁120中的用于连接接入引线030的第一连接部130。第一连接部130的外周面和外壁120的内周面共同限定一个环形凹槽形状的容纳腔101，容纳腔101中装有与线夹本体100导热接触的导热液体110。容纳腔101的开口由密封透盖140密封。容纳腔101设置成环形凹槽形状，能够使线夹本体100与导热液体110充分接触且有足够大的接触面积，这样在线夹本体100上产生的热量能够快速地传到至导热液体110中，并且导热液体110设置于环形凹槽形状的容纳腔101中，使导热液体110包围第一连接部130的外周面，在第一连接部130上产生的热量能够从各个方向传递至导热液体110中，确保导热液体110的温度能够准确地同步地反映线夹本体100的温度，确保下文将要描述的通过测导热液体110的温度间接获得线夹本体100温度的时效性和准确性。

请继续参见图3，外壁120开设有连通容纳腔101和设备线夹010外表面且位于导热液体110的液面的上方的开孔102。密封透盖140的下端通过弹性件141连接有滑块142，滑块142滑动配合于容纳腔101中，因此滑块142的截面也是环形的并且于容纳腔101的截面相同。

在正常情况下，滑块142位于导热液体110液面和开孔102之间并密封容纳腔101位于其下方的部分；且能够在容纳腔101位于其下方的部分的气压的作用下滑动至开孔102与密封透盖140之间，打开开孔102。例如，因线夹本体100的温度过高导致导热液体110的温度过高时，导热液体110大量蒸发导致容纳腔101中的压力提高，从而对滑块142产生推力，当该推力能够克服滑块142的重力及弹性件141的弹性力时，滑块142将受力向密封透盖140的方向滑动至开孔102与密封透盖140之间，从而使容纳腔101中的高温高压蒸气从开孔102导出，从而避免容纳腔101中过高的压力破坏线夹本体100的结构。此外，通过导出高温高压蒸气也可实现为线夹本体100降温的效果。卸压完毕后，滑块142又会在其自重和弹性件141弹力的作用下滑动至导热液体110液面和开孔102之间，封闭导热液体110和开孔102之间的通道，避免导热液体110的损失或漏出。

上述弹性件141可以是弹簧或弹性杆件等。当然，弹性件141也可替换为普通的柔性连接件，例如柔性绳，该情况下，滑块142的自重是主要的确保滑块142能够回复位置的作用。

图5是图3沿V-V线的剖视图。请继续参见图3(配合参见图5)，本实施例中的线夹本体100的第一连接部130中间设有用于在连接接入引线030时配合接入引线030的凹孔103，凹孔103中设有截面为月牙形的配合件160，配合件160的外周贴紧凹孔103，内周的直径与待连接的接入引线030的直径近似相等。第一连接部130还包括锁紧螺钉170，锁紧螺钉170螺纹配合于贯穿第一连接部130的围壁的螺纹孔，并且锁紧螺钉170的前端通过配合部将接入引线030压紧于第一连接部130的内壁，以实现紧密的接触连接。锁紧螺钉170优选地沿第一连接部130的轴线方向设置两个，以使配合件160均匀地抵压接入引线030，确保接触良好，避免接触电阻过大。本实施例中的第一连接部130的外表面的下段为圆柱面，上段可以是圆柱面或是其他形状的截面，但是其上段的截面外轮廓必须位于下段的截面外轮廓之内，以使密封透盖140能够套入第一连接部130并与第一连接部130的外周面密封配合。

在本发明的其他实施例中，第一连接部130也可使用现有的连接接入引线030和设备线夹010的方式设置，例如通过压合的方式等。当接入引线030的尺寸改变时，也可通过使用不同截面尺寸的配合件160或是省去配合件160的方式来实现接入引线030和第一连接部130的紧密接触配合。

图6为图3的分解视图，其清楚地展示了本实施例中的线夹本体100的各个组成部分。在需要装配时，先将弹性件141和滑块142连接于密封透盖140的下端面，在容纳腔101中加入适量的导热液体110后，将密封透盖140连通其上的弹性件141和滑块142一同套入第一连接部130，并通过螺纹连接或胶合等方式使密封透盖140密封配合容纳腔101的开口；在第一连接部130的凹孔103中配合入接入引线030后，拧紧锁紧螺钉170使配合件160压紧接入引线030(接入引线030请参见图1)。图7为图6沿VII-VII线的剖视图。请参见图7，弹性件141可以是弹簧，并沿滑块142的周向均匀设置若干个，例如图7中所示的四个。

图8为本实施例中的温度测量系统200、温差测量系统300及温度指示系统400三者连接方式的结构示意图。为清晰展示三者结构，线夹本体100和接入引线030均仅部分示出。

请参见图8，温度测量系统200包括温度传感器210，温度传感器210连接于线夹本体100，用于感应线夹本体100的温度。温度传感器210浸没于容纳腔101内的导热液体110中。优选地，本实施例中的温度传感器210 还可通过支持架固定设置(图中未示出)，避免其在导热液体110中移动，触碰损坏。

本实施例通过用温度传感器210测量与线夹本体100充分导热的导热液体110的温度的方式间接测得线夹本体100的温度值。可进一步提高温度传感器210的测量准确性，避免温度传感器210因于线夹本体100之间接触不紧密造成的温度传递不充分造成的测量不准确的问题。

该处的导热液体110优选地的选择导热良好、沸点高的液体，例如水。导热良好则能够使设备线夹010的热量快速充分地传导到导热液体110，使导热液体110的温度能够实时的、准确地反映设备线夹010的温度。

请继续参见图8，温差测量系统300包括连接于线夹本体100的第一帕尔帖组310和与第一帕尔帖组310电连接并延伸出线夹本体100并用于连接接入引线030的第二帕尔帖组320。第一帕尔帖组310和第二帕尔帖组320分别包括若干帕尔帖元件301。第一帕尔帖组310的各个帕尔帖元件301和第二帕尔帖组320的各个帕尔帖元件301交叉串联形成用于感应第一帕尔帖组310和第二帕尔帖组320之间所处位置的温差并将该温差转化为电压值的热电单元330；热电单元330的两端连接温度指示系统400。本实施例中的第一帕尔帖组310贴合于第一连接部130的内表面的下部大致在线夹本体100的中心位置，以测量线夹本体100中心处的温度。

请配合参见图1、图3，为方便第二帕尔帖组320的设置，以及保护第一帕尔帖组310和第二帕尔帖组320之间的导线，本实施例中的设备线夹010还包括一端连接于线夹本体100另一端延伸出线夹本体100的附着端180，第二帕尔帖组320设置于附着端180。用于连接附着端180和线夹本体100的连接杆181优选地选用空心的柔性管，第一帕尔帖组310和第二帕尔帖组320之间的导线设置于连接杆181内。由此，如图1所示，本实施例中的第一连接部130的围壁中设有沿轴线的孔，第一帕尔帖组310和第二帕尔帖组320之间的连接导线穿过该孔实现两者的电连接形成热电单元330。热电单元330的正负极可分别从第一连接部130的侧壁和附着端180贯穿而出，用于接入温度指示系统400。

本实施例中的温度指示系统400可设置成多种形式，例如直接通过连接温度测量系统200和温差测量系统300且能够同时显示两者的测得值的数字温度显示器，或是图8中所示的通过指示灯的方式设置的温度指示系统400，也可是两者共同使用。

请继续参见图8，本实施例中的温度指示系统400包括第一指示灯410、第二指示灯420以及第三指示灯430。第一指示灯410与温度测量系统200通信连接；第二指示灯420和第三指示灯430分别同时通信连接温度测量系统200和温差测量系统300。

当线夹本体100的温度不超过温度设定值时，第一指示灯410、第二指示灯420、第三指示灯430均熄灭。当设备线夹010的温度高于温度设定值且线夹本体100与接入引线030之间的温差大于温差设定值时，第一指示灯410点亮、第二指示灯420点亮、第三指示灯430熄灭。当设备线夹010的温度高于温度设定值且线夹本体100与接入引线030之间的温差小于温差设定值时，第一指示灯410点亮、第二指示灯420熄灭、第三指示灯430点亮。

实施例二

图9为本实施例中的电力线路故障指示方法的流程图。请参照图9(配合参见实施例一中描述的设备线夹连接结构001的附图)，本实施例提供一种电力线路故障指示方法，该指示方法基于实施例一中的设备线夹010，包括以下步骤：

连接步骤：将设备连接端子020和接入引线030分别电连接于线夹本体100；该连接步骤可以是将设备连接端子020通过螺纹配合于线夹本体100的第二连接部150上开设的螺纹孔中，并通过螺母压紧两者之间的配合；

初始化步骤：设置温度设定值和温差设定值；初始化步骤具体的可在温度指示系统400中设置，例如将温度设定值设置为200℃，即设定在设备线夹010温度超过200℃时，认定设备线夹010处于非正常工作状态，低于200℃则为正常工作状态；将温温差设定值设置为50℃。当然上述的温度值可根据实际情况进行设定；

测量步骤：通过温度测量系统200测量设备线夹010的温度；通过温差测量系统300测量线夹本体100与接入引线030之间的温差；使用温度传感器210测量设备线夹010的容纳腔101中的导热液体110的温度值；利用主要由帕尔帖元件301构成的热电单元330测量线夹本体100和接入引线030之间的温度之差；

判断步骤：若线夹本体100的温度不超过温度设定值，则判定设备线夹010工作状态正常且接入引线030未超负荷工作；

若设备线夹010的温度高于温度设定值且线夹本体100与接入引线030之间的温差大于温差设定值，则判定设备线夹010工作状态不正常；

若设备线夹010的温度高于温度设定值且线夹本体100与接入引线030之间的温差小于温差设定值，则判定接入引线030超负荷工作。

可采用在不同状况下点亮不同指示灯或其组合来清楚地反应上述的温度值和温差值，相关人员可直观地判断出设备线夹010的工作状态及在设备线夹010的工作温度超标时故障所在。

本实施例中的电力线路故障指示方法基于实施例一中的设备线夹010，能够同时指示设备线夹010自身的温度以及设备线夹010与接入引线030之间的温度之差，能够直接指示设备线夹010的工作状态，以及方便判断电力线路故障所在，便于相关人员对电力线路进行监控或有针对性的检修操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。