本发明涉及电力设备测温技术领域,具体涉及电力设备与电缆相互连接的连接终端测温技术领域,更具体地讲,涉及一种具有智能测温的内锥插拔式终端。
背景技术:
随着城市配网改造工作的推进,我国也在抓紧智能电网的建设工作,其中各电力设备之间的连接点是研究重点,也是难点。目前越来越多配电网络采用电缆线路,尤其是高铁、地铁等铁路运输领域,主要应用35kv、42kv、66kv、110kv、220kv等内锥插拔式终端产品来与电器开关、变压器等用电设备与供电电缆电路连接,其难点在于电力设备之间连接点的安全隐患无法实时监控,例如存在电缆绝缘损坏造成的局部放电或线芯接触不良等,往往是该连接点已经造成绝缘击穿、短路跳闸或是用电区域停电等事故之后才会被发现。经研究发现,电力设备存在上述技术问题表现为故障点发热现象,由此通过检测电力设备相关部位的发热情况就可以先行掌握故障隐患,提高国家智能电网的建设工作,实现电力设备故障监控智能化及健康化。
但根据本申请发明人在实施本发明实施例的过程中,发现进行现有内锥插拔式终端测温至少存在如下技术问题:由于现有内锥插拔式终端结构限制,其可供直接测量套管导体温度的区域有限,且可测量温度的区域全部由金属套管导体或金属屏蔽包覆,无法实现信号传输;而若是采用检测绝缘内部或产品表面温度进行测量,其温度测量数值与套管导体的真实温度值偏差很大,监测效果不明显。由此,针对上述技术问题,亟需本领域技术人员研究设计一种新型智能测温的内锥插拔式终端结构,以实现在不破坏产品自身绝缘结构,不影响产品自身的绝缘性能的前提下,准确监测内锥插拔式终端套管导体温度,由此降低事故隐患,在国家抓紧智能电网健康化建设中尤为重要。
技术实现要素:
为解决上述现有技术中存在的技术问题,本发明的目的在于提供一种智能测温型内锥插拔式终端,其目的在于采用内置测温组件的方式通过测量连接导体的温度间接测量终端电缆线芯的温度,并巧妙地将测量的温度信号以无线传输方式发送至外部接收设备,以实现在不破坏终端绝缘结构,不影响产品自身绝缘性能的前提下,通过测量连接导体的实时温度达到准确监控电缆线芯温度的目的,实现通过温度测量来有效监控内锥插拔式终端所在的电力系统是否存在安全隐患,保障电力设备安全运行,具有很好的应用前景。
本发明采用的技术方案如下:
一种智能测温型内锥插拔式终端,该终端包括安装在电力设备上的套管以及安装在电缆上的橡胶绝缘组件、测温组件和尾管系统;
所述橡胶绝缘组件内部具有一贯通其两端的空腔,用于安装电缆;并使电缆端部的电缆线芯穿过其空腔的一端,以使所述测温组件安装在所述电缆线芯上;
所述测温组件包括连接导体、承力环和测温环,在所述连接导体内具有一用于安装电缆线芯的腔体;所述承力环的一端嵌入所述橡胶绝缘组件端部,另一端与所述连接导体可靠接触;在所述承力环的中部具有一供电缆线芯穿过的环形通孔,且承力环靠近所述环形通孔处的材质至少有一种是能够供电信号传输的非金属材料;所述连接导体靠近所述承力环的一端设有用于安装测温环的环形槽,所述测温环上设置有用于测量连接导体温度的智能测温模块,以使所述智能测温模块通过无线信号并经过所述承力环而与外部接收设备对外传输;
所述套管依次套设在所述测温组件和橡胶绝缘组件上,且在套管内设置有一连接电力设备的套管导体;以使安装后所述套管导体与所述连接导体紧密接触;
所述尾管系统位于所述橡胶绝缘组件远离所述测温组件一侧,用于固定所述套管。
上述技术方案的工作原理为:内锥插拔式终端内电缆线芯的温度传输至连接导体,智能测温模块通过连接导体的温度信号,并通过其自身的无线发射单元将温度信息传输至外部接收设备;根据发明人分析发现,在内锥插拔式终端内设置测温组件其难点在于:若将温度信号设计为有线传输,尽管通过各种优化设计,其仍然无法避免对原有设备电气性能造成破坏;而若将温度信号设计为无线传输,其安装测温组件的周围全部被金属套管导体围绕,温度信号转化成无线电信号后将无法穿透金属套管导体而传递至外部接收设备。本技术方案针对解决测温组件测得的连接导体温度信号难以传递至外部接收设备的技术问题,其采用与连接导体可靠接触的承力环材质设计为至少有一种是能够供电信号传输的非金属材料,以使智能测温模块通过无线信号穿过承力环而与外部接收设备对外传输,其巧妙地利用承力环将测得的温度信号引出金属套管导体区域而实现温度信号对外无线传输,上述技术方案设计可有效避免对终端自身绝缘结构造成破坏,由此在不影响其自身绝缘性能的情况下巧妙地通过测量连接导体的实时温度而达到准确监控电缆线芯温度的目的,保障内锥插拔式终端所在的电力设备安全运行,具有很好的应用前景和推广潜力。
作为本发明基础方案的优选方案一,所述连接导体包括触头导体一以及安装在触头导体一上的触指一,所述套管导体通过所述触指一与触头导体一相连;所述触头导体一内具有用于安装电缆线芯的触头通孔或半封闭孔,所述环形槽设于所述触头导体一靠近承力环一端;在所述触头导体一的周向上设置有多个与其内侧触头通孔或半封闭孔连通的触头螺纹孔,用于安装拧紧螺钉,通过所述拧紧螺钉挤压电缆线芯以使所述触头导体与电缆线芯可靠接触,从而形成电流通路;该结构设计简单,拧紧螺钉不占用内锥插拔式终端内部安装额外空间,用以保证其触头导体一与不同截面尺寸的电缆线芯电流导通,且本技术方案中所述测温组件的设计可使得不同截面尺寸的电缆线芯无需匹配不同测温环,测温环只需匹配触头导体一上的环形槽即可完成不同电缆线芯的温度测量,便于产品的制造及库存管理,具有较好的实用性。
根据方案一的优选方案,所述测温环包括环形壳体和位于环形壳体上的所述智能测温模块,该智能测温模块包括取能电源、温度传感器、控制芯片和无线发射单元,所述取能电源和温度传感器分别与所述控制芯片电连接,所述控制芯片与所述无线发射单元之间电连接,所述温度传感器被配置为用于采集所述触头导体一的温度信号;所述控制芯片被配置为将采集到的温度信号转换为电信号并输出至无线发射单元;所述无线发射单元被配置为将转换后的电信号发射至外部接收设备;所述取能单元被配置用于为所述控制芯片和无线发射单元提供电能。上述取能电源的工作原理为:在环形壳内侧设有一环形状的能量环,当测温环的环形壳体内部连接导体通过工作电流时,所述取能电源感应出上述电流变化而变化的电缆,并通过整流此电流,进而将此电流整流成供所述控制芯片和无线发射单元工作的电源。
作为本发明基础方案的优选方案二,所述连接导体包括压紧锥以及套设在压紧锥上的触头,所述触头包括触头导体二和触指二;所述压紧锥通过所述触头上的触指二与所述套管导体相连;所述压紧锥呈中空设置,且压紧锥的径向截面呈具有一单侧贯通的通槽以及若干个对称分布且封闭的半通槽,所述通槽和半通槽均沿着所述压紧锥的轴向方向延伸设置。上述结构设计以使压紧锥具有较好的弹性张紧力,进而利用触头套装在压紧锥外部而将压紧锥压紧在电缆线芯上,可适用于不同截面大小的电缆线芯,以使压紧锥与电缆线芯可靠接触。
根据方案二的优选方案,所述压紧锥具有锥形结构端和位于锥形结构端大径一端的圆柱形结构端;所述环形槽设于所述圆柱形结构端,所述触头导体二内部设置有与所述压紧锥的锥形结构端相适配的锥形通孔;安装时,通过将所述触头导体二套设在所述压紧锥外部,以使压紧锥压紧在电缆线芯上。与此同时,套管内的套管导体具有一用于容纳触头的容纳腔,容纳腔可具体设计为圆形结构,以使触头伸入容纳腔内并通过触指二与套管导体相连,进而起到传输电能的目的。
根据方案二的优选方案,所述测温环包括环形壳体和位于环形壳体上的所述智能测温模块,该智能测温模块包括取能电源、温度传感器、控制芯片和无线发射单元,所述取能电源和温度传感器分别与所述控制芯片电连接,所述控制芯片与所述无线发射单元之间电连接,所述温度传感器被配置为用于采集所述压紧锥的温度信号;所述控制芯片被配置为将采集到的温度信号转换为电信号并输出至无线发射单元;所述无线发射单元被配置为将转换后的电信号发射至外部接收设备;所述取能单元被配置用于为所述控制芯片和无线发射单元提供电能。
进一步地,所述测温环内部的温度传感器位于所述环形壳体内部,且在所述环形壳体内孔处设置多个向内凸起的导热弹片,在所述环形壳体上端设有一与多个所述导热弹片连接的环形导热体,所述环形导热体与温度传感器可靠连接,以使所述环形壳体内部触头导体一或压紧锥的温度通过环形导热体集中而传输至温度传感器。如此当测温环装配好后,其多个导热弹片被压缩而与触头导体一或压紧锥紧密可靠接触,触头导体一或压紧锥的温度传递至测温环内部的环形导热体,温度传感器直接测量环形导热体的温度而采集环形壳体内侧触头导体一或者压紧锥的温度,其结构设计一方面可有效将温度传感器封装在环形壳体内部,并通过导热材料将温度传递至测温环内以实现温度测量,可有效防止高精度的温度传感器受损,保证温度传感器的使用寿命,防止温度传感器检测分散性太大的问题,保证其检测精度;另一方面将温度传感器封装至环形壳体内部,避免高精度传感器与被测导体直接接触,还可有效防止被测导体热胀冷缩过程中损坏温度传感器或出现传感器与被测导体接触不良而存在测量误差的技术问题,该结构设计巧妙合理。
优选地,所述承力环包括金属件和套设于金属件内侧的非金属件,所述金属件与所述非金属件的装配面呈台阶状;在所述承力环嵌入所述橡胶绝缘组件一端端面设置有沿着其端面内陷的环形沉槽,所述环形沉槽的截面尺寸与电缆绝缘层的截面尺寸相适配,以使电缆绝缘层的端面嵌入所述环形沉槽并与其端面配合接触,且所述环形沉槽包覆于金属件内侧。本技术方案中承力环的设计一方面保证无线信号可自由穿透过此区域而传递至外部接收设备,另一方面防止在安装触头时材料受力变形;由此上述承力环选材及结构设计可有效为触头压紧安装时提供承力点,其装配面呈台阶状设计可更好的防止其本身在安装触头时材料受力变形,并可有效防止橡胶绝缘组件在尾管系统锁紧作用下向套管导体的容纳腔内部受力变形,同时可有效保证无线信号能够透过此区域而传递至外部接收设备。
结合上述承力环选材及结构设计,环形沉槽的设计至少具有以下有益效果:当电缆长期运行而发生回缩时,可有效屏蔽电缆回缩后留下的空气间隙,进而避免该空气间隙发生局部放电,或发生局部击穿等问题。
优选地,所述橡胶绝缘组件呈锥形结构,其靠近所述尾管系统一端为大径端;在橡胶绝缘组件的大径端端部开设有一环形凹槽并形成有一台阶面;在所述套管内具有与所述橡胶绝缘组件适配的锥形内腔,且在套管锥形内腔的顶部设置有一高压屏蔽。本技术方案中高压屏蔽主要起到电场屏蔽作用,具体用于屏蔽套管内套管导体、承力环与橡胶绝缘组件之间接触处的空气间隙。
优选地,所述橡胶绝缘组件包括半导体橡胶和绝缘橡胶,所述半导电橡胶起始于橡胶绝缘组件大径端端部靠近空腔处并沿着其轴线方向延伸超过所述台阶面呈喇叭状埋设在绝缘橡胶内。上述半导体橡胶的设计目的在于改善电缆外半导电屏蔽层断口处的电场畸变导致的应力集中,而绝缘橡胶的设计具有耐受高压电场的作用。
优选地,所述尾管系统包括支撑壳体、弹簧组件和锁紧组件,所述弹簧组件包括弹簧和装配在弹簧端部弹簧垫圈,所述弹簧的一端固定在所述环形凹槽内的台阶面处,另一端固定在所述支撑壳体上;所述弹簧通过装配有弹簧垫圈一端安装在环形凹槽内的台阶面上并通过弹簧垫圈与橡胶绝缘组件可靠接触;所述弹簧组件通过所述锁紧组件以压缩状态安装在橡胶绝缘组件与支撑壳体之间。如此利用锁紧组件将套管固定在支撑壳体上后,能够给橡胶绝缘组件提供一个持久而恒定的受力,以使橡胶绝缘组件在套入套管的锥形内腔后在不同温度变化下均能够可靠接触并具有一定的作用力。
如上所述,本发明相对于现有技术至少具有如下有益效果:
1.本发明克服了现有内锥插拔式终端由于结构限制而难以实现测温的技术难题,根据连接导体、承力环及测温环合理配合设计,通过测温环测量压紧锥的实时温度实现间接测量电缆线芯温度,并在温度测量后通过无线发射单元将温度信息传输至外部接收设备,进而实现通过温度检测来有效监控内锥插拔式终端所在的电力系统负荷是否正常,与其连接的电力设备是否存在安全隐患,保障电力设备安全运行,为国家智能电网健康化建设提供一可靠技术解决方案。
2.本发明可有效解决现有内锥插拔式终端难以实现将测温信号通过无线信号与外部接收设备对外传输的技术难题,其采用靠近测温环的承力环材质设计为至少有一种是能够供电信号传输的非金属材料,以使智能测温模块通过无线信号经过承力环非金属件而与外部接收设备对外传输,从而巧妙地利用承力环将间接测量的电缆线芯温度信号引出金属套管导体区域而实现温度信号对外无线传输,进而实现内锥插拔式终端无线、无源测温,具有很好的应用前景。
3.本发明连接导体优选方案一在于采用触头导体一通过沿着其周向设置的拧紧螺钉与内部电缆线芯压紧,从而形成电流通路;该结构设计简单,拧紧螺钉不占用内锥插拔式终端内部安装额外空间,其不受内锥插拔式终端结构限制,用以保证其触头导体一与不同截面尺寸的电缆线芯电流导通,该连接导体的设计可使得不同截面尺寸的电缆线芯无需匹配不同测温环,测温环只需匹配触头导体上的环形槽即可完成不同电缆线芯的温度测量,便于产品的制造及库存管理;若在测温组件出现失效时,仅需要拆除拧紧螺钉重新更换测温组件即可,不需要更换其他元件,拆卸安装方便,并可有效降低后期更换维护成本。
4.本发明连接导体优选方案二在于其采用将测温环安装在压紧锥圆柱形结构端环形槽内,而将压紧锥的锥形结构端设计成弹性张紧结构,以使锥形结构端套设触头后可将压紧锥压紧在电缆线芯上,同样可适用于不同截面大小的电缆线芯,以实现压紧锥与电缆线芯可靠接触;且若在测温组件出现失效时,仅需要拆除触头取下压紧锥重新更换测温组件即可,不需要更换其他元件,拆卸安装方便,同样可有效降低后期更换维护成本。
5.本发明橡胶绝缘组件及套管和尾管系统的配合设计具有很好的绝缘作用,可有效保证不破坏内锥插拔式终端绝缘结构和原有电场结构,不会影响内锥插拔式终端绝缘性能的前提下,实现内锥插拔式终端电缆线芯温度在线准确监测;其配合紧密可靠,结构制造成本低,安装便捷可靠,可有效提高锥插拔式终端的使用性能及安全性能,延长其使用寿命。
6.本发明采用的测温组件,其承力环采用金属件与非金属件配合设计,一方面可有效为触头压紧安装时提供承力点,其装配面呈台阶状设计可更好的防止其本身在安装触头时材料受力变形,以及橡胶绝缘组件在尾管系统锁紧作用下受力变形;另一方面可有效保证无线信号可自由穿透过此区域而传递至外部接收设备,该结构设计巧妙合理。
附图说明
本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明,其中
图1示出了根据本发明示例性实施例一智能测温型内锥插拔式终端的安装示意图;
图2示出了根据本发明示例性实施例二智能测温型内锥插拔式终端的安装示意图;
图3示出了根据本发明示例性实施例智能测温型内锥插拔式终端中套管的示意图;
图4示出了根据本发明示例性实施例图1中连接导体的示意图;
图5a示出了根据本发明示例性实施例图2中压紧锥的示意图;
图5b示出了根据本发明示例性实施例图5b中压紧锥的俯视图;
图6示出了根据本发明示例性实施例图2中触头的示意图;
图7a示出了根据本发明示例性实施例图1与图2中承力环的剖视图;
图7b示出了根据本发明示例性实施例图1与图2中承力环的仰视图;
图8a示出了根据本发明示例性实施例图1与图2中测温环的安装示意图;
图8b示出了根据本发明示例性实施例图1与图2中测温环的剖视图;
图9示出了根据本发明示例性实施例图1与图2中智能测温模块的工作原理图;
图10示出了根据本发明示例性实施例图1与图2中橡胶绝缘组件的示意图;
图11示出了根据本发明示例性实施例图1与图2中尾管系统的示意图。
附图标记说明:1-套管;11-套管导体;12-高压屏蔽;13-锥形内腔;14-套管螺纹孔;2-测温组件;21-环形槽;211-触头导体一;212-触指一;213-触头螺纹孔;214-拧紧螺钉;215-半封闭孔;22-压紧锥;221-锥形结构端;222-圆柱形结构端;223-台阶;224-通槽;225-半通槽;226-触头;2261-触头导体二;2262-触指二;23-承力环;231-环形通孔;232-环形沉槽;233-金属件;234-非金属件;235-金属件与非金属件的装配面;24-测温环;241-取能电源;242-测温单元;2421-导热弹片;2422-环形导热体;243-无线发射单元;244-环形壳体;3-橡胶绝缘组件;31-半导体橡胶;32-绝缘橡胶;33-环形凹槽;34-台阶面;4-尾管系统;41-弹簧垫圈;42-弹簧;43-支撑壳体;44-螺钉组;5-电缆;51-电缆绝缘层;52-电缆线芯。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
本发明示例性实施例基本如图1所示:本实施例提供了一种智能测温型内锥插拔式终端,该终端包括安装在电力设备上的套管1以及安装在电缆上的橡胶绝缘组件3、测温组件2和尾管系统4;其中橡胶绝缘组件3内部具有一贯通其两端的空腔,用于安装电缆5;并使电缆端部的电缆线芯52穿过其空腔的一端,以使所述测温组件2安装在所述电缆线芯52上;具体地,测温组件2包括连接导体、承力环23和测温环24,在连接导体内具有一用于安装电缆线芯52的腔体,该腔体可以是通孔,当然也可以是半封闭孔,本实施例以半封闭孔215为例;承力环23的下端嵌入橡胶绝缘组件3端部,上端与连接导体在套管1的作用下紧密可靠接触;在承力环23的中部具有一供电缆线芯52穿过的环形通孔231,且承力环23靠近环形通孔231处的材质至少有一种是能够供电信号传输的非金属材料;连接导体靠近承力环23的一端具有一台阶223并形成用于安装测温环24的环形槽21,在测温环24上设置有用于测量连接导体温度的智能测温模块,以使智能测温模块通过无线信号并经过承力环23而与外部接收设备对外传输;
如图3所示,将测温组件2安装在电缆线芯52上后,利用套管1依次套设在测温组件2和橡胶绝缘组件3上,且在套管1的上端嵌入有一连接电力设备的套管导体11,以使安装后套管导体11与连接导体紧密接触;具体地,实施例提供的连接导体包括触头导体一211以及安装在触头导体一211上的触指一212,套管导体11通过触指一212与触头导体一211相连;具体地,如图4所示,触指一212通过触头导体一211上端表面上的安装槽安装在触头导体一211上,同时在套管导体11下端具有一段开口的容纳腔,以使触头导体一211伸入该容纳腔内部并通过触指一212与套管1上的套管导体11相连,起到传输电能的作用。上述半封闭孔215设于触头导体一211内,用于安装电缆线芯52,环形槽21设于触头导体一211靠近承力环23一端端部,在触头导体一211的周向上设置有多个与其内侧半封闭孔215连通的触头螺纹孔213,用于安装拧紧螺钉214,通过拧紧螺钉214挤压电缆线芯52以使触头导体一211与电缆线芯52可靠接触,从而形成电流通路,该结构设计简单,拧紧螺钉214不占用内锥插拔式终端内部安装额外空间,用以保证其触头导体一211与不同截面尺寸的电缆线芯52电流导通,且本实施例中测温组件2的设计可使得不同截面尺寸的电缆线芯52无需匹配不同测温环24,测温环24只需匹配触头导体一211上的环形槽21即可完成不同电缆线芯52的温度测量,便于产品的制造及库存管理,具有较好的实用性。将套管1装配好后,利用位于橡胶绝缘组件3远离测温组件一侧的尾管系统固定套管1,以形成上述内锥插拔式终端。
根据本发明图7a和图7b所示,作为本实施例的优选方案,本发明实施例提供的承力环23包括金属件233和套设于金属件233内侧的非金属件234,金属件233与非金属件234的装配面235呈台阶状;上述承力环23具有两方面的设计目的:一方面保证无线信号可自由穿透过此区域而传递至外部接收设备,另一方面防止在安装触头时材料受力变形;由此为了更好达到上述两方面的作用目的,本实施例提供的金属件233优选为非磁性金属如铝或铜等,非金属件234优选为尼龙或塑料等。上述承力环23选材及结构设计仅是本实施例的优选示例之一,具体不局限于此,在其选材及结构设计可根据其目的做出针对性调整,其目的在于能够有效为触头压紧安装时提供承力点,本实施例中其装配面235呈台阶状设计可更好的防止其本身在安装触头时材料受力变形,并可有效防止橡胶绝缘组件3在尾管系统4锁紧作用下向套管导体11的容纳腔内部受力变形,同时可有效保证无线信号能够透过此区域而传递至外部接收设备,且该承力环23安装方便,作用效果显著,其结构设计安装可有效避免内锥插拔式终端空间结构限制的技术问题,占用空间小,但设计巧妙合理。
作为本实施例承力环的另一优选示例方案,在承力环23嵌入橡胶绝缘组件3一端端面设置有沿着其端面内陷的环形沉槽232,环形沉槽232的截面尺寸与电缆绝缘层51的截面尺寸相适配,以使电缆绝缘层51的端面嵌入环形沉槽232内并与其内部端面可靠接触,且环形沉槽232包覆于上述金属件233内侧。结合上述承力环23选材及结构设计,环形沉槽232的设计至少具有以下有益效果:当电缆长期运行而发生回缩时,可有效屏蔽电缆回缩后留下的空气间隙,进而避免该空气间隙发生局部放电,或发生局部击穿等问题,可有效延长内锥插拔式终端的使用寿命,该结构设计使用效果显著。
根据本发明图8a和图8b所示,本实施例提供的测温环24呈内部贯通的环状架构,测温环24安装在承力环23上端并与承力环23的非金属件234可靠接触,本实施例的优选示例之一,本实施例提供的测温环24包括环形壳体244和位于环形壳体244上的智能测温模块,如图9所示,该智能测温模块包括温度传感器242、取能电源241、控制芯片和无线发射单元243,取能电源241和温度传感器242分别与控制芯片电连接,控制芯片与无线发射单元243之间电连接;温度传感器242安装在环形壳体244内部,且在环形壳体244内孔处固定安装有多个向内凸起的导热弹片2421,在环形壳体244上端安装有一与多个向内凸起的导热弹片2421连接的环形导热体2422;上述环形导热体2422与温度传感器可靠连接,以使环形壳体244内部触头导体一211的温度通过环形导热体2422集中而传输至温度传感器;如此当测温环24装配好后,其导热弹片2421被压缩而与触头导体一211紧密可靠接触,触头导体一211的温度传递至测温环内部的环形导热体2422,温度传感器直接测量环形导热体的温度而采集环形壳体内侧触头导体一的温度,其结构设计一方面可有效将温度传感器封装在环形壳体内部,并通过导热材料将温度传递至测温环内以实现温度测量,可有效防止高精度的温度传感器受损,保证温度传感器的使用寿命,防止温度传感器检测分散性太大的问题,保证其检测精度;另一方面将温度传感器封装至环形壳体内部,避免高精度传感器与被测导体直接接触,还可有效防止被测导体热胀冷缩过程中损坏温度传感器或出现传感器与被测导体接触不良而存在测量误差的技术问题,该结构设计巧妙合理。
如此温度传感器242被配置为用于采集触头导体一211的温度信号;控制芯片被配置为将采集到的温度信号转换为电信号并输出至无线发射单元;无线发射单元243被配置为将转换后的电信号发射至外部接收设备;取能单元241被配置用于为控制芯片和无线发射单元提供电能,具体地,在环形壳体244内侧设有一环形状的能量环,当测温环的环形壳体内部连接导体通过工作电流时,利用电磁感应原理,其能量环中具有电流流过并通过整流此电流,用以供控制芯片和无线发射单元243电路工作。上述智能测温模块采用以下方式实现:通过温度传感器242与触头导体一211紧密接触,用以采集触头导体的温度;控制芯片将温度信号转化为对应的电信号后通过无线发射单元将该信号传送至终端外部接收设备的数据集中器,以实现数据集中器实时显示被测导体温度信号;进一步地,数据集中器同时配置有温度报警单元和温度显示单元,如此当温度高于预设值时,可实现自动报警。
由上所述,本实施例的测温工作原理为:内锥插拔式终端内电缆线芯52的温度传输至触头导体一211,通过测温组件2获得触头导体一211的温度信号,并将温度信号转化为电信号,通过其自身的无线发射单元243将温度信息传输至外部接收设备;其巧妙地利用承力环23内部由能够供电信号传输的非金属材料制成的非金属件234将测得的触头导体一211温度信号引出金属套管导体11区域而实现温度信号对外无线传输,上述结构设计不受内锥插拔式终端结构限制,可有效避免对终端自身绝缘结构造成破坏,由此在不影响其自身绝缘性能的情况下巧妙地测量触头导体一211的实时温度达到准确监控电缆线芯52温度的目的,进而实现通过温度测量来有效监控内锥插拔式终端所在的电力系统是否存在安全隐患,保障内锥插拔式终端所在的电力设备安全运行。
根据本发明图1、图10和图11所示,为保障本实施例测温型内锥插拔式终端具有良好的绝缘作用,本实施例提供的橡胶绝缘具体呈锥形结构,其靠近测温组件2一端为小径端,且靠近尾管系统4一端为大径端;在橡胶绝缘组件3的大径端端部开设有一沿其端面延伸设置的环形凹槽33并形成有一台阶面34;同时在套管1下端具有与橡胶绝缘组件3适配的锥形内腔13,该锥形内腔13用于容纳安装上述橡胶绝缘组件3;且在套管1锥形内腔13的顶部四周埋入有一高压屏蔽12;本实施例中高压屏蔽12主要起到电场屏蔽作用,具体用于屏蔽套管1内套管导体11、承力环23与橡胶绝缘组件3之间接触处的空气间隙。
进一步地,本实施例提供的橡胶绝缘组件3包括半导体橡胶31和绝缘橡胶32,半导电橡胶起始于橡胶绝缘组件3大径端端部靠近空腔处并沿着其轴线方向延伸超过所述台阶面34呈喇叭状埋设在绝缘橡胶32内;上述半导体橡胶31的设计目的在于改善电缆外半导电屏蔽层断口处的电场畸变导致的应力集中,而绝缘橡胶32的设计具有耐受高压电场的作用。
为保障例测温型内锥插拔式终端各连接结构更加稳定可靠,本实施例提供的尾管系统4包括支撑壳体43、弹簧组件和锁紧组件,弹簧组件包括弹簧42和装配在弹簧42端部弹簧垫圈41,弹簧42的上端固定在环形凹槽33内的台阶面34上,其下端固定在支撑壳体43上;弹簧42通过装配有弹簧垫圈41一端安装在环形凹内的台阶面34上并通过弹簧垫圈41与橡胶绝缘组件3可靠接触;且弹簧组件通过锁紧组件以压缩状态安装在橡胶绝缘组件3与支撑壳体43之间,具体地,作为本实施的优选示例方案,本实施例提供的锁紧组件包括安装在支撑壳体43上的螺钉组44,同时在套管1下端开设有与螺钉组44适配的套管螺纹孔14,通过螺钉组44与套管螺纹孔14配合连接以使将套管1固定装配在尾管系统4上,并在弹簧组件的作用下给橡胶绝缘组件3一个持续的弹性作用力,使得测温组件2与橡胶绝缘组件3连接更加可靠,如此利用螺钉组44将套管1固定在支撑壳体43上后,能够给橡胶绝缘组件3提供一个持久而恒定的受力,同时使橡胶绝缘组件3在套入套管1的锥形内腔13后在不同温度变化下均能够可靠接触并具有一定的作用力。
以上所述内锥插拔式终端中各组件的结构仅为示例性地结构说明,本领域技术人员可以根据上述设计思路调整组件结构,只要能够实现相同或相似的功能即落入本发明的保护范围中。
另一方面,本实施例图1示出了根据本发明示例性实施例一的测温组件2与电缆线芯52装配后的结构示意图,根据本实施例,其具体安装方法包括以下步骤:
步骤一,首先按要求去除电缆外护套、铠装、金属屏蔽以及外半导电屏蔽,打磨掉电缆绝缘层上的毛刺及半导电颗粒;去除多余的电缆绝缘层,露出电缆线芯52;
步骤二,将尾管系统4套入电缆5,并将电缆线芯52露出于套管1系统的上方;
步骤三,将橡胶绝缘组件3套入尾管系统4上方的电缆上;以使电缆线芯52由橡胶绝缘组件3空腔上端延伸露出于其上方;
步骤四,将承力环23套入至电缆上并嵌入至橡胶绝缘组件3的上端,以使其底部环形沉槽232端面与安装在橡胶绝缘组件3内的电缆绝缘层51端面相接触;
步骤五,将触头组件套入至电缆线芯52上并与承力环23可靠接触;
步骤六,利用拧紧螺钉214插入触头导体一211的触头螺纹孔213,利用拧紧螺钉214挤压电缆线芯52,以使电缆线线与触头导体一211内部可靠接触;
步骤七,将上述安装好的电缆终端组件推入至电力设备上已安装好的套管1内部,以使触头导体一211通过触指一212与套管1内导体可靠连接;
步骤八,通过螺钉组44将尾管系统4与电力设备套管1上预留的套管螺纹孔14对齐并锁紧。
上述内锥插拔式终端结构简单,安装操作便捷,其关键在于不受内锥插拔式终端结构限制;若在测温组件出现失效时,仅需要拆除拧紧螺钉214重新更换测温环即可,不需要更换其他元件,拆卸安装方便,并可有效降低后期更换维护成本。
实施例二
实施例二与实施例一基本相同,其不同之处在于:如图2所示,本实施例提供的连接导体为实施例一连接导体的另一优选方案,本实施例提供的连接导体包括压紧锥22以及套设在压紧锥22上的触头226,根据本发明图2、图5a和图5b所示,压紧锥22呈中空设置,用于安装电缆线芯52,压紧锥22具有锥形结构端221和位于锥形结构端221大径一端的圆柱形结构端222,锥形结构端221和圆柱形结构端222呈一体连接并在其连接处形成有一个台阶223,以使圆柱形结构端222形成用于安装测温环24的环形槽21;压紧锥22径向截面呈具有一单侧贯通的通槽224以及若干个对称分布且封闭的半通槽225,通槽224和半通槽225均沿着压紧锥22的锥形结构端221和圆柱形结构端222轴向方向延伸设置。
如图6所示,触头包括触头导体二2261和触指二2262,触指二2262通过触头导体二2261的柱形结构表面的安装槽安装在触头导体二2261上,套管1内套管导体11下端具有一段开口的圆形结构腔室,以使触头伸入该圆形结构腔室内部且通过触指二2262与套管1上的套管导体11相连,起到传输电能的作用。同时在上述触头导体二2261的内部设置有与压紧锥22的锥形结构端221相适配的锥形通孔,在安装时,通过将触头导体二2261套设在压紧锥22外部,以使压紧锥22压紧在电缆线芯52上,起到电能传输的目的。上述压紧锥22结构设计具有较好的弹性张紧力,进而利用触头套装在压紧锥22外部而将压紧锥22压紧在电缆线芯52上,可适用于不同截面大小的电缆线芯52,以使压紧锥22与电缆线芯52可靠接触。
与实施例一测温环24的结构基本相同,其不同之处在于本实施例提供的测温环24用于测量压紧锥22的温度,根据本发明图8a和图8b所示,其包括环形壳体244和位于环形壳体244上的智能测温模块,如图9所示,该智能测温模块包括测温单元242、取能电源241和无线发射单元243,所述温度传感器被配置为用于采集压紧锥22的温度信号,控制芯片被配置为将采集到的温度信号转换为电信号并输出至无线发射单元;无线发射单元被配置为将转换后的电信号发射至外部接收设备;取能单元被配置用于为所述控制芯片和无线发射单元提供电能;温度传感器位于环形壳体244内部,且在环形壳体244内孔处固定安装有多个向内凸起的导热弹片2421,在环形壳体244上端安装有一与多个向内凸起的导热弹片2421连接的环形导热体2422,环形导热体与温度传感器可靠连接,以使环形壳体内部压紧锥的温度通过环形导热体集中而传输至温度传感器;导热弹片2421及环形导热体2422均可采用现有技术中的导热件制作而成,其具体选材结构及安装数量根据环形壳体244结构进行选择,在此不作赘述。上述环形导热体2422与温度传感器可靠连接,以使环形壳体244内部压紧锥22的温度通过环形导热体2422集中而传输至温度传感器,本实施例智能测温模块的实现方式与实施例一中智能测温模块的实现方式相同,故在此不作赘述。
由上所述,本实施例的测温工作原理为:内锥插拔式终端内电缆线芯52的温度传输至压紧锥22,通过测温组件2获得压紧锥22的温度信号,并将温度信号转化为电信号,并通过其自身的无线发射单元243将温度信息传输至外部接收设备;其巧妙地利用承力环23内部由能够供电信号传输的非金属材料制成的非金属件234将测得的压紧锥22温度信号引出金属套管导体11区域而实现温度信号对外无线传输,上述技术方案设计可有效避免对终端自身绝缘结构造成破坏,由此在不影响其自身绝缘性能的情况下巧妙地通过测量压紧锥22的实时温度而达到准确监控电缆线芯52温度的目的,保障内锥插拔式终端所在的电力设备安全运行。
另一方面,本实施例图2示出了根据本发明示例性实施例二的测温组件与电缆线芯安装后的结构示意图,根据本实施例,其具体安装方法包括以下步骤:
步骤一,首先按要求去除电缆外护套、铠装、金属屏蔽以及外半导电屏蔽,打磨掉电缆绝缘层上的毛刺及半导电颗粒;去除多余的电缆绝缘层,露出电缆线芯52;
步骤二,将尾管系统4套入电缆,并将电缆线芯52露出于套管1系统的上方;
步骤三,将橡胶绝缘组件3套入尾管系统4上方的电缆上;以使电缆线芯52由橡胶绝缘组件3空腔上端延伸露出于其上方;
步骤四,将承力环23套入至电缆上并嵌入至橡胶绝缘组件3的上端,以使其底部环形沉槽232端面与安装在橡胶绝缘组件3内的电缆绝缘层51端面相接触;
步骤五,将压力锥套入至电缆线芯52上并与承力环23可靠接触;
步骤六,将触头由压力锥的锥形结构小径端套入,向下压紧触头以使压紧锥22压紧在电缆线芯52上;
步骤七,将上述安装好的电缆终端组件推入至电力设备上已安装好的套管1内部,以使触头通过触指与套管1内导体可靠连接;
步骤八,通过螺钉组将尾管系统与电力设备套管1上预留的套管螺纹孔14对齐并锁紧。
上述内锥插拔式终端结构简单,安装操作便捷;且若在测温组件2出现失效时,仅需要拆除触头取下压紧锥22重新更换测温组件2即可,不需要更换其他元件,拆卸安装方便,并可有效降低后期更换维护成本。
综上所述,本发明智能测温型内锥插拔式终端针对现有技术中由于终端结构限制难以实现测温的技术难题,通过测量连接导体的实时温度实现间接测量电缆线芯温度,并在温度测量后通过无线发射单元将温度信息传输至外部接收设备,进而实现通过温度检测来有效监控内锥插拔式终端所在的电力系统负荷是否正常,实现内锥插拔式终端无线、无源测温,以实现内锥插拔式终端内电缆线芯温度在线准确监测,在实践中具有很好应用前景和推广潜力,适合推广应用。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。