一种抽屉柜及其接插件的制作方法

1.本发明涉及低压成套抽出式开关设备，具体涉及一种抽屉柜及其接插件。


背景技术：

2.低压抽屉柜是一种应用广泛的电气设备，接插件是抽屉柜的重要器件，其温升是影响抽屉柜性能的重要因素，其中，传统抽屉柜的一次接插件一般仅具有接通和断开电路的功能，由于受到抽屉插拔次数以及安装误差等影响，在一次接插件的使用温度超度一定数值后，使得其周围温度升高，导致各相之间电气性能下降，容易产生短路故障。
3.另外，随着现在智能配电的要求，需要采集抽屉柜中断路器的重要运行参数，例如电流电压等参数，因此，在抽屉柜中的每个回路都需要配置一个智能仪表，如实现此技术要求，需要在抽屉柜内进行大量接线工作，操作繁琐。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、具有电流检测、电压检测及温度检测功能的抽屉及其接插件。
5.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种抽屉柜的接插件，包括接线导体、信号采集模块和通讯模块，所述接线导体用于连接抽屉柜的一次回路，信号采集模块包括电流采集单元、电压采集单元以及温度检测单元，所述电流采样单元与接线导体连接用于获取电流信号，电压采样单元与接线导体连接用于获取电压信号，温度检测单元用于获取接线导体的温度信号，信号采集模块与通讯模块连接。
7.进一步，还包括固定件，至少一个接线导体固定安装在固定件内，且接线导体两端与外部连通。
8.进一步，所述信号采集模块与通讯模块设置在一个线路板上，信号采集模块与通讯模块通过线路板实现信号传递。
9.进一步，所述信号采集模块包括信号处理单元，信号处理单元与电流采集单元、电压采集单元以及温度检测单元连接；所述温度检测单元包括测温模块和与测温模块连接的温度信号处理模块，所述电流采集单元包括电流传感器和与电流传感器连接的电流信号处理模块，测温模块、温度信号处理模块、电流传感器和电流信号处理模块均位于固定件内。
10.进一步，所述温度检测单元包括温度信号处理模块，用于接收和处理外部的测温模块传送的温度信号。
11.进一步，所述接线导体的一端作为接头用于与抽屉柜的垂直排连接，接线导体的另一端作为接线端与抽屉柜的一次回路连接，所述信号采集模块、通讯模块位于靠近接线导体的接线端的一端。
12.进一步，所述固定件包括支撑结构和罩壳，所述支撑结构用于固定接线导体，罩壳与支撑结构的一侧配合形成容纳腔，信号采集模块以及通讯模块设置在容纳腔内，接线导
体的两端穿出固定件的两侧，其中穿出罩壳外的一端作为用于连接一次回路的接线端，穿出支撑结构的一端作为用于连接垂直排的接头。
13.进一步，所述接头选用母头，在支撑结构的一侧向外凸出形成凸出部，在所述凸出部的中部设有用于容纳接头的凹槽。
14.进一步，所述信号采集模块通过信号线获取电流信号、电压信号以及温度信号，所述信号线沿垂直于接线导体的方向布设。
15.进一步，还包括固定件，多个接线导体固定安装在固定件内，且接线导体两端与外部连通；所述信号采集模块与通讯模块设置在一个线路板上，信号采集模块与通讯模块通过线路板实现信号传递；所述线路板位于接线导体的一侧，且通讯模块设置在远离多个接线导体的边侧位置，信号采集模块位于相邻的接线导体之间。
16.进一步，所述信号采集模块还包括开关信号单元，所述开关信号单元与一次回路中的断路器连接，可用于采集断路器的分合闸状态和故障状态的信号，以及向断路器输出分合闸的控制信号。
17.进一步，所述信号采集模块和通讯模块从接线导体上获取工作电源，通过信号采集模块能否采集到一次回路的电流或电压信号来判断接线导体与抽屉柜的垂直排的连接状态。
18.进一步，还包括电源模块，所述电源模块用于为信号采集模块和通讯模块供电，所述信号采集模块还包括状态检测单元，所述状态检测单元与抽屉柜的推进机构连接用于接收位置信号，信号采集模块根据所获得位置信号判断接线导体与抽屉柜的垂直排的连接状态。
19.一种抽屉柜，包括抽屉单元，在所述抽屉单元内设置有一次回路和二次回路，在抽屉单元装配有一次回路的一侧设有如上所述的接插件，所述接插件的接线导体通过接线件与一次回路连接。
20.一种抽屉柜，包括抽屉单元，在所述抽屉单元内设置有一次回路和二次回路，在抽屉单元装配有一次回路的一侧设有如上所述的接插件，所述接插件的接线导体通过接线件与一次回路的断路器连接，在所述断路器中设有控制模块，所述控制模块与接插件的开关信号单元信号连接。
21.一种抽屉柜，包括抽屉单元，在所述抽屉单元内设置有一次回路和二次回路，在抽屉单元装配有一次回路的一侧设有如上所述的接插件，所述接插件的接线导体通过接线件与一次回路连接；在抽屉单元装配有二次回路的一侧设有二次接插件；所述抽屉单元还设有推进机构，所述推进机构根据接插件的连接状态以及二次接插件的连接状态输出位置信号。
22.优选的，在所述抽屉柜的一侧设有显示面板，所述显示面板与通讯模块连接，用于显示电流、电压以及温度信号。
23.优选的，在所述接线件上套设有电流互感器。
24.本发明的一种抽屉柜及其接插件，在所述接插件上设置信号采集模块，通过信号采集模块接线导体从抽屉单元的一次回路获得电流、电压以及温度信号，由信号采集模块通过通讯模块向外部接收设备反馈参数信息，使接插件在实现接通和断开电路功能的同时，具备了采集信号的功能，并且使采用如此接插件的抽屉柜减少了繁琐的接线工作，操作
便利。
25.此外，设置在接插件的信号采集模块还包括开关信号单元和状态检测单元，其中开关信号单元可用于采集并控制控一次回路中断路器的分合闸，状态检测单元能够通过判断接插件的连接状态以及二次接插件的连接状态反馈抽屉柜的抽屉单元所处状态。
26.此外，信号采集模块用于获取信号的信号线与接线导体垂直布置，通讯模块设置在远离接线导体的一侧，避免一次回路的强电对信号传输造成过多的干扰。
27.此外，在抽屉柜上还选配有显示面板，显示面板与通讯模块连接可以直接在抽屉柜上显示各项参数。
附图说明
28.图1是本发明一种抽屉柜的接插件的工作原理图；
29.图2是本发明一种抽屉柜的接插件的结构示意图(主视图)；
30.图3是本发明一种抽屉柜的接插件的结构示意图(俯视图)；
31.图4是本发明一种抽屉柜的接插件的结构示意图(左视图)；
32.图5是本发明一种抽屉柜的接插件的结构示意图(右视图)；
33.图6是本发明一种抽屉柜的结构示意图。
具体实施方式
34.以下结合附图1至6给出的实施例，进一步说明本发明的一种抽屉柜及其接插件的具体实施方式。本发明的一种抽屉柜及其接插件不限于以下实施例的描述。
35.一种抽屉柜的接插件，包括接线导体21、信号采集模块22和通讯模块23，所述接线导体21用于连接抽屉柜的一次回路，信号采集模块22包括电流采集单元、电压采集单元以及温度检测单元，所述电流采样单元与接线导体21连接用于获取电流信号，电压采样单元与接线导体21连接用于获取电压信号，温度检测单元用于获取接线导体21的温度信号，信号采集模块22与通讯模块23连接。
36.一种抽屉柜，包括抽屉单元1，在所述抽屉单元1内设置有一次回路和二次回路，在抽屉单元1装配有一次回路的一侧设有如上所述的接插件2，所述接插件2的接线导体21通过接线件3与一次回路连接。
37.本发明的一种抽屉柜及其接插件2及抽屉柜，在所述接插件2上设置信号采集模块22，通过信号采集模块22通过接线导体21从抽屉单元的一次回路获得电流、电压以及温度信号，由信号采集模块22通过通讯模块23向外部接收设备反馈参数信息，使接插件2在实现接通和断开电路功能的同时，具备了采集信号的功能，并且使采用如此接插件2的抽屉柜减少了繁琐的接线工作，操作便利。
38.结合图1-5介绍一种抽屉柜的接插件2的实施例，接插件2包括固定件26以及装配在固定件26上的接线导体21、信号采集模块22和通讯模块23，所述接线导体21的两端穿出固定件26的两侧，接线导体21的一端作为接头211，用于与抽屉柜的垂直排连接，接线导体21的另一端作为接线端212，用于与抽屉柜中的一次回路连接。本实施例中所述信号采集模块22和通讯模块23与接线端212位于同一侧，优选信号采集模块22通过与接线导体21连接获取信号，信号采集模块22包括信号处理单元，和与信号处理单元连接的电流采集单元、电
压采集单元以及温度检测单元，所述电流采样单元与接线导体21连接用于获取电流信号，电压采样单元与接线导体21连接用于获取电压信号，温度检测单元用于获取接线导体21的温度信号，在信号处理单元将所获得的电流信号、电压信号以及温度信号进行处理后由通讯模块23向外部接收设备进行反馈，所述通讯模块23可以通过有线或无线的通讯方式进行信号反馈，外部接收设备可以为上位机或客户端等。信号处理单元可选微控制器或单片机。
39.另外，通过处理单元进行计算，还可以采集到三相有功功率、无功功率、视在功率，功率因数，电度等电网参数，同时实现回路保护功能。
40.所述信号采集模块22优选还包括开关信号单元，所述开关信号单元与一次回路中的断路器连接，开关信号单元具备di信号采集功能，用于采集一次回路中断路器的分合闸状态、故障状态等信号，开关信号单元还具备do信号输出功能，当接收到分合闸控制命令后，可向断路器输出控制分合闸的控制信号，可实现远程操作一次回路的分合闸。
41.进一步的，信号采集模块22还包括状态检测单元，所述状态检测单元与抽屉柜的推进机构(未示出)连接，状态检测单元通过推进机构获取接插件2以及抽屉柜中的二次接插件的连接状态，其中接插件2的连接状态根据接线导体21与抽屉柜的垂直排的连接状态判断，此时，需要为信号采集模块22和通讯模块23另外设置电源模块，避免接线导体21与垂直排断开后导致信号采集模块22与通讯模块23缺电不工作。
42.当然，不另外设置电源模块也可以判断接线导体21与抽屉柜的垂直排连接状态，即当信号采集模块22能够采集到一次回路的电流或电压信号，接线导体21与抽屉柜的垂直排的连接，当信号采集模块22不能采集到一次回路的电流和电压信号，接线导体21与抽屉柜的垂直排断开。优选如图2-5所示，所述固定件26包括支撑结构和罩壳，图2-5中的固定件26仅示出了支撑结构，为显示接线导体21、信号采集模块22以及通信模块23的连接方式，图中省略了罩壳的部分，所述支撑结构用于装配接线导体21，支撑导体在一侧凸出向外设置有凸出部，在所述凸出部的中部设有用于容纳接头211的凹槽，优选位于凹槽内的接头211选用母头。当然接头211也可以选用公头，此时可以在支撑结构的一侧不设置凹槽。所述罩壳与支撑结构的另一侧配合形成容纳腔，接线导体21的接线端212穿过罩壳伸出容纳腔之外，在所述容纳腔内设置有一个线路板24，在所述线路板24上集成有信号采集模块22和通讯模块23，信号采集模块22与通讯模块23通过线路板24实现信号传递，减少通讯线路的布设。
43.其中，所述温度检测单元的一种实施例为，温度检测单元包括温度信号处理模块，用于接收和处理外部测温模块222传送的温度信号，温度信号处理模块设置在固定件26内的线路板24上。所述测温模块222优选为热敏电阻温度传感器或热电偶之类的传感器，测温模块222可设置在固定件26之外，例如设置在抽屉柜的抽屉单元1中，用于监测抽屉柜内的温度，插接件内的温度信号处理模块用于进行信号处理。
44.作为另一种实施例，所述温度检测单元包括测温模块222和温度信号处理模块，温度检测单元通过测温模块222获取接插件2的温度信号，所述测温模块222包括导热端，所述导热端与接线导体21接触用于获取温度信号，测温模块222设置在固定件26之内，测温模块222通过信号线25与温度检测单元的温度信号处理模块连接用于反馈温度信号，温度信号处理模块对信号进行滤波等处理后传送给信号处理单元，所述测温模块222优选为热敏电阻温度传感器或热电偶之类的传感器，相比测温模块222位于固定件26之外的结构，虽然本
实施例的固定件26所需空间相对较多，但其对接线导体21的温度检测更为精确，且整体结构装配更为便利。
45.所述电流采集单元包括电流传感器221和电流信号处理模块，所述电流传感器221与接线导体21连接用于获取电流信号，电流传感器221通过信号线25向电流信号处理模块反馈电流信号，电流信号处理模块对信号进行滤波等处理后传送给信号处理单元。所述电流传感器221与一次回路连接时，其实际运行电流即为一次回路中的电流，即为，电流传感器的一次电流为实际运行电流，二次侧电流为4～20ma，与一次电流具有一定的比例关系。接线导体21穿过电流传感器221，电流传感器221采集的信号经处理后与信号处理单元连接。
46.所述电压采集单元通过信号线25直接与接线导体21连接用于获取电压信号。所述电压采集单元可以采用分压电阻进行电压采集，传送给信号处理单元。
47.此外，所述信号采样模块可以单独设置工作电源，通过外接电源方式获取工作电源。优选信号采样模块在进行电流、电压采样时从接线导体21上获取工作电源。一种方式为通过设置相应的降压电路、稳压电路和滤波电路获取工作电源。另一种方式为通过作为电流传感器221的电流互感器的感生电流获取工作电源。
48.优选信号线25采用屏蔽双绞线，以减少一次回路的强电对信号传输造成的电磁干扰，并且优选信号线25沿垂直于一次回路的方向设置，图3、4中信号线25沿垂直于接线导体21的方向设置，通讯模块23设置在远离接线导体21的边侧位置。此外，优选固定件26可以采用具有屏蔽作用的材料。
49.如图3-5所示，在本实施例中在一个固定件26上设有三个并列的接线导体21，在接线端212上设有连接孔，集成有信号采集模块22和通讯模块23的线路板24设置在接线导体21的下方，并且尽可能远离接线导体21，信号采集模块22可以设置在线路板24面对接线导体21的一面或背对接线导体21的一面。优选在相邻两个接线导体21之间设置一个信号采集模块22，其中一个信号采集模块22用于采集两个接线导体21的电流、电压以及温度信号，另外一个用于获取剩余一个接线导体21的参数信息，减少信号线25的长距离传输信号，避免被强电的电磁干扰，再配合垂直于接线导体21布设的信号线25，进一步保证信号传输的稳定，当然，信号采集模块22也可以仅设置一个；通讯模块23设置在线路板24的边侧，通讯模块23优选位于最外侧接线导体21的外侧，减少通讯信号被强电干扰。
50.结合图6介绍一种抽屉柜的实施例，所述抽屉柜包括抽屉单元1，在所述抽屉单元1内设置有一次回路、接线件3和二次回路，所述一次回路与二次回路分别设置在抽屉单元1的两侧，在装配有一次回路的一侧侧壁上设有接插件2，所述接插件2具有信号采集模块22和通讯模块23，在实现接通或断开电路功能的同时还具有采集电流、电压以及温度信号的功能，接插件2的接线导体21通过固定件26装配在抽屉单元1侧壁上，接线导体21中作为接头211的一端伸出抽屉单元1外与抽屉柜中的垂直排连接，接线导体21中作为接线端212的一端位于抽屉单元1内并通过接线件3连接在一次回路上，优选接线件3为l形的铜排，与接线导体21平行的一端与接线导体21连接，并且在所述铜排上套设有电流互感器4，所述电流互感器4感应产生的电流可在经过处理后作为信号采样模块22的工作电源，与接线导体21垂直的一端与一次回路连接，具体与一次回路的断路器连接。所述二次回路为抽屉柜中的仪表回路，在抽屉单元1设有二次回路的一侧设有二次接插件。
51.优选的，在断路器中设有控制模块，所述控制模块与接插件2中信号采集模块22信号连接，由信号采集模块22中的开关信号单元与控制模块进行信号连接，控制模块可向开关信号单元反馈断路器的分合闸状态以及是否存在故障，信号采集模块22在接收到控制断路器分合闸的控制命令后，可向控制模块输出相应的分合闸控制信号，实现远程控制断路器的分合闸。
52.优选的，在所述抽屉单元1还设有装配有推进机构(未示出)，所述推进机构根据接插件2以及二次接插件的连接状态输出位置信号。所述位置信号包括连接状态、断开状态和测试状态。所述连接状态，即接插件2与抽屉柜的垂直排处于连接状态，二次接插件也处于连接状态，此时推进机构向信号采集模块22输出抽屉单元1处于连接状态，此时抽屉单元1不能被直接拉出，需要先通过操作设置在抽屉单元1的解锁按钮或摇出机构，将抽屉单元1由连接状态切换至断开状态才可以被拉出。所述断开状态，即为接插件2与抽屉柜的垂直排处于断开状态，二次接插件也处于断开状态，此时抽屉单元1可被直接拉出。所述测试状态，即为接插件2与抽屉柜的垂直排处于断开状态，二次接插件处于连接状态。
53.优选的，在所述抽屉柜的一侧设有显示面板，所述显示面板与通讯模块23连接，用于显示电流、电压以及温度信号，如此，可以同时在抽屉柜以及其他接收设备上观测其参数变化，当然，在显示面板上也可以显示抽屉单元1目前所处状态是否可以被拉出，以及显示一次回路中断路器的分合闸状态、故障状态等信息，优选显示面板位于设有二次回路的一侧。
54.当接插件2的信号采集模块22、通讯模块23以及显示面板的工作电源由接线导体21提供，当接线导体21与抽屉柜的垂直排连接时，信号采集模块22、通讯模块23以及显示面板正常工作，此时抽屉单元1不可被拉出，显示面板可以显示电流、电压以及温度信号，以及一次回路中断路器的分合闸状态、故障状态等信息；当接线导体21与抽屉柜的垂直排断开连接时，信号采集模块22、通讯模块23以及显示面板不工作，抽屉单元1可被拉出。
55.当接插件2另外设置工作电源，此时信号采集模块22、通讯模块23以及显示面板的工作电源不受接线导体21的状态影响，如此，显示面板可显示接线导体21与垂直排的连接状态、接插件2的电流、电压、温度信号、一次回路中断路器的分合闸状态、故障状态等信息，以及二次接插件的连接状态，据此获得抽屉单元1处于连接状态、断开状态或测试状态，判断抽屉单元1是否可被拉出。
56.当然，在未选配显示面板的抽屉柜中，由其接插件2所采集到的电流、电压以及温度信号仅传递至外部接收设备。
57.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。