一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感器，本實用新型用自感應充電供電不需更換電池并帶接卡線夾頭安裝方便，特征是由塑料殼(1)、電路板(2)、感應電流接線端子(3)、鏈接螺絲(4)、卡線夾頭(5)、鎖緊螺栓(6)、鐵芯聯接銷(7)、閉環螺栓(8)、感應線圈(LH)、溫度探頭(T1)、超溫傳感開關(TK)所組成，無線傳送溫度數據和超溫報警，避免接點發熱耗電燒毀有益安全運行。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型為電力高壓真空開關監測【技術領域】，為一種感應充電式高壓真空開關 接點無線溫度傳感器。 一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感器
【背景技術】
[0002] 供電高壓真空開關柜內，通常有多個開關主接線點，這些聯接點電流較大，銅板線 端頭和開關部件聯接的接觸面有限，會有接觸電阻，微小電阻會產生發熱，嚴重時會逐漸變 黑、發熱、燒毀，有的內加散熱風扇降溫。原因多是因接觸壓力不足、接觸面滲進空氣氧化銹 蝕，機械老化致螺絲松動等引起。如接線點有微小電阻發熱，越發熱越易氧化，致接觸電阻 進一步增大，時間長逐漸導致嚴重發熱。根據電學功率計算公式：W= I*I*R可知，接線點增 加0. 01歐姆電阻，在100安電流情況下有100瓦功率損耗，增加0. 10歐姆電阻，在100安 電流下，可產生1000瓦功率損耗，運行中若接觸點有微小電阻，長年累月將累計產生不少 的電損耗，其表現是接觸點附近發熱，監測溫度可知電損耗和發熱程度。若提前監測接觸電 阻值增加引起的發熱問題，及時排除（前期是緊固螺絲就可解決的），將有利于減少電能損 耗和發熱燒毀事故。
[0003] 目前雖有多種溫度監測儀器、溫度傳感器，還有紅外線和激光溫度探測器，雖可測 接點溫度，但成本價格高，使用麻煩，激光測溫需打出光點對準被測物；紅外線測溫儀能測 出某區域有高溫，不能準確告知是在哪個接點有問題，需人工進一步尋找高溫點在哪，高壓 線間危險性大檢查不便；無線測溫雖有多種，多是外電源引線供電，在高壓區多點安裝引線 麻煩，高壓區危險性大不適用。
[0004] 目前的無線測溫探頭，有的曾稱無源測溫，其實是靠小電池供電，僅在有超溫時 內部供電開關接通傳出超溫信號，不能召測實時溫度數據，若環境溫度低至零下5度時，即 使發熱點高于環境溫度30度，接點溫度才25度，遠不到報警溫度，實際該接點耗電發熱量 已很可觀，且不能測出；在高溫環境下，有接點稍發熱即可報警，且常有兩個以上測溫探頭 同時發信號，此時產生同頻干擾無法接收，達不到使用效果，且電池電量用完需停電更換電 池，高壓線路停電比較麻煩。所以，目前尚無適用高壓線路接點測溫穩靠實用的產品。 實用新型內容
[0005] 為解決此問題，本發明設計公開一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感 器，解決電力線接點溫度監測方面穩靠實用問題。無線測溫器雙向收發工作，可接收主機召 測信號，有序傳送溫度數據，不產生多個溫度探測器同時發信號的同頻干擾問題；感應自供 電解決實時測溫耗電大問題，無線傳送溫度數據，長期不需人工干預和維護，解決高壓危險 區線路接點溫度穩靠傳感方便實用問題。
[0006] 本發明的一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感器，采取閉環鐵芯式感 應線圈套于主載流導線外圍，有動力電流時主載流導線周圍產生磁場，閉環鐵芯內產生磁 通量，閉環鐵芯外繞線圈會產生感生電流，合理選擇閉環鐵芯截面積和線圈匝數，可保證自 供電。閉環鐵芯有兩種型式：1、開口式閉環鐵芯，為方便安裝，用兩半環鐵芯活動銜接構成， 方便老設備不拆主接線頭安裝；2、不開口式閉環鐵芯，用通常的圓環鐵芯繞線圈，從主線頭 穿上去固定安裝，這種方式需要拆主線頭。
[0007] 本實用新型的原理結構如下附圖1，結構原理是：用自帶的感應線圈產生感生電 流對無線測溫傳感器補充供電，本實用新型結構特征是：由包括塑料殼（1)、電路板（2)、溫 度探頭（T1)、感應電流接線端子（3)、鏈接螺絲（4);卡線夾頭（5);鎖緊螺栓（6);閉環鐵 芯聯接銷⑵；閉環螺栓⑶；感應線圈和鐵芯（LH);溫度探頭（T1)、超溫傳感開關（TK)所 組成。其聯接關系是：電路板（2)安裝于塑料殼（1)內，感應電流接端子（3)連接電路板 (2)上電源輸入端，同時連接感應線圈和鐵芯（LH)的輸出線；鏈接螺絲（4)緊固于塑料殼 下壁，同時連接卡線夾頭（5);溫度探頭（T1)和超溫傳感開關（TK)緊固于鏈接螺絲（4)上 平面，溫度探頭（T1)和和超溫傳感開關（TK)輸出腳分別連接電路板（2)對應接線座；感應 線圈和鐵芯（LH)為圓環形或橢圓環形或方形環，類似于電流互感器，套于電流線外周，感 生電流通過感應電流接線端子（3)接入電路板（2);感應線圈和鐵芯（LH)套于電力線外周 緊靠卡線夾頭（5)安裝，或置于卡線夾頭（5)附近固定安裝。
[0008] 本實用新型所述的電路板（2)由包括整流二極管（D1、D2、D3、D4);穩壓管（W1); 電解電容（C1);微處理器（CPU);溫度開關（TK)接線座；溫度探頭（T1)接線座；儲能電池 (B);無線發射板（fB);發射天線（AT)所構成，其連接關系是：整流二極管D1、D2負極相連 并接VCC，整流二極管D3、D4正級相連并接GND，整流二極管D1正極接D3負極并連接于感 應線圈一端，整流二極管D2正極接D4負極并連接感應線圈另一端；穩壓管負極和電解電容 正極接直流電源正極VCC，穩壓管正極和電解電容負極接直流電源負極GND ;儲能電池（B) 負極接GND，儲能電池（B)正極接微處理器（CPU)內電源正極；溫度開關（TK)接線座的一端 接GND，另一端接微處理器（CPU)的超溫輸入端點；溫度探頭（T1)接線座分別聯接CPU對 應的溫度輸入信號點；微處理器CPU外電源正極接VCC，微處理器CPU外電源負極接GND，微 處理器（CPU)輸出的數字信號接無線發射板（fB)輸入信號端，無線發射板（fB)輸出高頻 信號接發射天線（AT)，無線發射板（fB)接收解碼后的輸出信號接微處理器（CPU)接收信 號輸入端。
[0009] 感應線圈和鐵芯（LH)，其結構是由包括閉環鐵芯、感應線圈、線圈塑料外殼、外接 引線所構成；其閉環鐵芯是由兩半環鐵芯經鐵芯聯接銷（7)和閉環螺栓（8)銜接構成可開 口閉環鐵芯，形狀是圓環形或橢圓形或方環形，安裝方式是套于載流導線外周構成閉合磁 路，感應線圈繞于環形鐵芯，線圈連接外接引線；
[0010] 工作原理：高壓開關接點接觸電阻增大時，附近導線溫度升高，卡線夾頭（5)緊 固于易發熱接點的最近部位，接點若有溫度升高或超溫，溫度探頭和超溫傳感開關快速感 溫，溫度探頭傳感連續的溫度數據，有超溫時超溫傳感開關動作經電路板（2)發出超溫報 警信號；溫度數據信號連接電路板（2)，經微處理器（CPU)輸出地址編碼信號送無線發射板 (fB)，發出溫度數據信號和超溫識別信號；電路板上有可充電儲能電池，對電路穩定供電； 有感應電流時，對電池充電，感應電流小時由電池供電一部分，保證正常工作，若無感應電 流時，CPU會自動進入休眠節電狀態，當有超溫使傳感開關動作時CPU自動喚醒，發超溫信 號，休眠節電時耗電很少，為微安級，儲能電池可保持連續兩年休眠工作，供電線路有電流 時自動喚醒；正常供電應用情況下自感應充電、供電，長年工作不需更換電池和維護。
[0011] 本發明的每個無線測溫傳感器設置一個編碼地址，地址范圍16位二進制65535 個，若特殊情況需更多可增加地址位數，每個傳感器測溫或報警時發出不同的地址編碼信 號，無線發射板（fB)雙向收發，即可接收又可發射，無線集中收發器（也稱主機）可召測每 個測溫傳感器溫度數據，以不同編碼區分出是哪個接觸點溫度數據和報警信號，通過光纖 或GPRS網絡傳到中心或責任人手機（專用無線集中接收器主機另案申報）。高壓開關設備 每個接點安裝一個此種溫度傳感器，設不同地址編碼，可在現場諸多接點中快速分辨出問 題接點所在位置。
[0012] 本實用新型的有益效果和特點是：
[0013] 1、用卡線夾頭方便安裝于銅板或鋁板載流線，無線發射測溫數據和報警信號，免 除接線傳送溫度的繁雜不便，解決高壓危險區的使用問題。
[0014] 2、用感應電流自供電源，解決高壓區外接電源線的麻煩和更換電池的麻煩。
[0015] 3、無線發射板（fB)雙向收發，實時召測個點傳溫度數據，可測出低溫下的損耗發 熱，便于及時查到問題及時處理，減少供電損耗，提高安全可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明結構原理圖；
[0017] 圖2為電路板⑵帶外圍連接器件的電路原理框圖；
[0018] 圖1中，1為塑料殼；2為電路板；3為感應電流接線端子；4為鏈接螺絲；5為卡線 夾頭；6為鎖緊螺栓；7為閉環鐵芯聯接銷；8為閉環螺栓；LH為感應線圈和鐵芯；T1為溫度 探頭；TK為超溫傳感開關。
[0019] 圖2中，Dl、D2、D3、D4為整流二極管；W1為穩壓管；C1為電解電容；T1為溫度探 頭；CPU為微處理器；TK為溫度開關；B為儲能電池；fB為無線發射板；AT為發射天線；LH為 感應線圈和鐵芯；T1為溫度探頭；TK為超溫傳感開關；VCC為電源正極標識符；GND為電源 負極的公共接地標識符。
【具體實施方式】
[0020] 實施方式的原理結構如圖1，本發明主要結構是：由包括塑料殼（1)、電路板（2)、 感應電流接線端子（3)、鏈接螺絲（4);卡線夾頭（5)、鎖緊螺栓（6)、閉環鐵芯聯接銷（7)、 閉環螺栓（8)、感應線圈和鐵芯（LH)、溫度探頭（T1)、超溫傳感開關（TK)所組成。
[0021] 感應線圈和鐵芯（LH)可用不可開口式閉環鐵芯，如常用的圓環式互感器鐵芯，老 設備加裝需拆線頭穿入環中，方便性不如開口式，制造成本低。
[0022] 實例1 :如圖1結構原理圖，感應線圈和鐵芯LH用兩半環形鐵芯，通過閉環鐵芯聯 接銷（7)聯接成可開口式閉環鐵芯，套于載流線外圍后，閉合成環形，用閉環螺栓（8)緊固 閉合成環形，同時將板線卡入卡線夾頭（5)內，擰緊鎖緊螺栓（6)將此溫度傳感器緊固于載 流板線，卡線夾頭（5)形狀如U形也稱U形卡線頭；溫度探頭（T1)用18B20溫度塊讀取溫 度數據；電路板上微處理器（CPU)用STC15F2K24S2單片機控制，其串口 1用于外設置，串口 2用于聯接無線發射信號；無線發射板（fB)，用雙向315M/433M無線雙向射頻板，發射與接 收頻率點不同，可發射也可接收，與接收器頻率相配，避免同頻干擾，在100米范圍內或在 機柜內可有效傳感各接點溫度數據。應用中U形卡線夾頭卡住板型銅排或鋁排載流線，擰 緊鎖緊螺栓（6)緊固于載流線。
[0023] 實例2 :參照圖1的結構原理圖，感應線圈和鐵芯LH用不開口式環形鐵芯，不加鐵 芯聯接銷（7)和閉環螺栓（8)，如同常用的電流互感器形式，鐵芯截面積根據電路板（2)需 感應電流大小選定，鐵芯外繞線圈，應用時載流導線穿入環形線圈環中固定，同時將板線卡 于U形卡線夾頭（5)內，擰緊鎖緊螺栓（6)將此溫度傳感器緊固于載流板線或導線；無線 發射板（fB)用雙向2. 0M高頻無線頻段，發射與接收頻率點略有差別，與集中接收器頻率相 配，在50米范圍內或在機柜內無線傳感各接點溫度數據和報警信號，其他同實例1。
【權利要求】
1. 一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感器，其特征是用感應線圈自充電供 電，測溫器殼固定于卡線夾頭，鎖緊螺栓緊固于載流線；本實用新型結構特征是：由包括塑 料殼⑴、電路板⑵、感應電流接線端子⑶、鏈接螺絲⑷；卡線夾頭（5);鎖緊螺栓（6); 鐵芯聯接銷（7);閉環螺栓（8);感應線圈和鐵芯（LH)、溫度探頭（T1)、超溫傳感開關（TK) 所組成；聯接關系是：電路板（2)安裝于塑料殼（1)內，感應電流接端子（3)連接電路板（2) 上電源輸入端，同時連接感應線圈和鐵芯（LH)的輸出線；鏈接螺絲（4)緊固于塑料殼下壁， 同時連接卡線夾頭（5);溫度探頭（T1)和超溫傳感開關（TK)緊固于鏈接螺絲（4)上平面， 溫度探頭（T1)和超溫傳感開關（TK)輸出腳分別連接電路板（2)對應接線座；感應線圈和 鐵芯（LH)為圓環形或橢圓環形或方形環，類似于電流互感器，套于電流線外周，感生電流 通過感應電流接線端子（3)接入電路板（2)，感應線圈和鐵芯（LH)套于電力線外周緊靠卡 線夾頭（5)安裝，或置于卡線夾頭（5)附近固定安裝。
2. 根據權利要求1所述的一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感器，其特征 是：所述的電路板⑵由包括整流二極管（Dl、D2、D3、D4);穩壓管（W1);電解電容（C1); 微處理器（CPU);溫度開關（TK)接線座；溫度探頭（T1)接線座；儲能電池（B);無線發射板 (fB);發射天線（AT)所構成，其連接關系是：整流二極管Dl、D2負極相連并接VCC，整流二 極管D3、D4正級相連并接GND，整流二極管D1正極接D3負極并連接于感應線圈一端，整流 二極管D2正極接D4負極并連接感應線圈另一端；穩壓管負極和電解電容正極接直流電源 正極VCC，穩壓管正極和電解電容負極接直流電源負極GND ;儲能電池（B)負極接GND，儲能 電池（B)正極接微處理器（CPU)內電源正極；溫度開關（TK)接線座的一端接GND，另一端 接微處理器（CPU)的超溫輸入端點；溫度探頭（T1)接線座分別聯接CPU對應的溫度輸入信 號點；微處理器CPU外電源正極接VCC，微處理器CPU外電源負極接GND，微處理器（CPU)輸 出的數字信號接無線發射板（fB)輸入信號端，無線發射板（fB)輸出高頻信號接發射天線 (AT)，無線發射板（fB)接收解碼后的輸出信號接微處理器（CPU)接收信號輸入端。
3. 根據權利要求1所述的一種感應充電式高壓真空開關接點無線溫度傳感器，其特征 是所述的感應線圈和鐵芯（LH)，其結構是由包括閉環鐵芯、感應線圈、線圈塑料外殼、外接 引線所構成；其閉環鐵芯的開口方式是由兩半環鐵芯經鐵芯聯接銷（7)和閉環螺栓（8)銜 接構成閉環形式，形狀是圓環形或橢圓形或方環形，安裝方式是套于載流導線外周構成閉 合磁路，感應線圈繞于環形鐵芯，線圈連接外接引線。
【文檔編號】H02J7/02GK203881461SQ201420122474
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】鄭五星, 鄭富文, 鄭田 申請人:山西中州電氣有限公司, 鄭五星