一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管的制作方法

1.本实用新型涉及射频识别(radio frequency identification，rfid)技术领域，特别是涉及一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管。


背景技术：

2.穿墙套管是变压器与配电线路间的重要连接部分，是变压器主变低压侧引出线和开关室，穿墙套管的一个重要特点就是，它存在有稳定温升与热短时电流问题。
3.穿墙套管是变压器或充气环网柜的重要连接部件，是变压器或充气环网柜与电缆的核心连接部件，穿墙套管的一个重要特点就是，它存在有稳定温升及因安装原因导致回路电阻过大的问题。回路电阻过大，在大电流通过的情况下，会产生热能，长时间作用下产生高温，容易起火燃烧，引起电力事故。
4.电流通过导体电阻会产生热损耗。导体周围的铁磁物体(如铁法兰和一般铁金属附件)在交变电磁场作用下产生铁损耗，而导体周围的绝缘介质在交变电磁场作用下产生介质损耗。这些热源都使套管温度升高。套管在额定电流作用下达到稳定温度状态时，某一部分的温度与周围介质(如空气，电器中的油等)温度之差称为该部分为稳定温升。短时故障电流通过穿墙套管时，会引起发热，当温度超出标准要求会引起发热，导致电力事故。穿墙套管可以在一定时间内承受短路电流产生的热效应而不致于被破坏，其所能承受的这种短路电流成为热短时电流。
5.为保障穿墙套管的正常工作进而保障线路的安全运行和安全供电，实有必要提供一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管。


技术实现要素：

6.为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之目的在于提供一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管，以实现检测穿墙套管的电压、电流和温度的数据，从而可实时将数据传递到监控后台，由监控后台监控数据是否符合标准要求，提前预测电力事故，起到预防电力事故发生的目的。
7.为达上述目的，本实用新型一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管，包括嵌套组成同轴旋转对称柱体的导电杆(10)、绝缘外壳(20)、屏蔽网(30)，所述穿墙套管还包括：
8.电流检测模块，通过内置于所述绝缘外壳(20)的电流传感器感应流过所述导电杆(10)的电流并通过接口连接到所述绝缘外壳(20)外；
9.温度检测模块，与所述导电杆(10)紧密接触，以用于检测所述金属导电杆(10)的温度；
10.电压检测模块，通过紧贴所述导电杆(10)的电压传感器感应电压并将感应电压连通过电压传感器接口连接到绝缘外壳(20)外。
11.优选地，所述电流检测模块包括由镶嵌在绝缘外壳(20)中环绕导电杆(10)的线圈组成的电流传感器和两端口电流传感器接口，以感应流过所述导电杆(10)的电流并通过所
述两端口电流传感器接口连接到所述绝缘外壳(20)外供电流监测使用。
12.优选地，所述温度检测模块包括带温度传感器的rfid芯片和辐射天线，通过导热绝缘材料与所述导电杆(10)紧密接触。
13.优选地，所述电压检测模块由紧贴所述导电杆(10)的两个电压传感器并联组成一体、在并联中间引出导线，导线外连接电压传感器接口，并将感应电压通过连接导线和电压传感器接口连接到绝缘外壳20。
14.优选地，所述绝缘外壳(20)由用绝缘材料一体浇注的第一圆台(21)、第一柱体(22)、法兰盘(25)、第二柱体(24)、第二圆台(23)组成，用于沿径向包覆所述导电杆(10)以避免漏电或电晕放电，所述第一圆台(21)、第一柱体(22)、法兰盘(25)、第二柱体(24)、第二圆台(23)依次相连构成所述绝缘外壳(20)，凸出的所述法兰盘(25)位于所述绝缘外壳(20)中部，用于安装固定所述穿墙套管。
15.优选地，所述电流检测模块设置在所述绝缘外壳(20)的第一柱体(22)内，线圈组成的电流传感器同轴环绕在所述导电杆(10)的外围，并镶嵌在所述第一柱体(22)的绝缘材料中通过电流传感器接口连接至绝缘外壳(20)外。
16.优选地，所述温度检测模块的带温度传感器的rfid芯片和辐射天线组成rfid温感标签，其通过导热绝缘材料与所述法兰盘(25)内侧处的导电杆(10)紧密接触。
17.优选地，所述电压检测模块(43)的两个电压传感器置于所述法兰盘(25)内侧处的导电杆(10)上，该两个电压传感器与所述温度检测模块围绕所述导电杆(10)均匀分布。
18.优选地，所述穿墙套管还包括与所述屏蔽网(30)电连接的带电显示接口(44)，其将屏蔽网(30)感应的电压连接到绝缘外壳(20)外，以供用户监测金属导电杆(10)是否带电状态。
19.优选地，所述电压传感器接口和带电显示接口对称设置在所述法兰盘(25)内，所述电流传感器接口设置在所述第一柱体(22)的绝缘材料上。
20.现有技术相比，本实用新型一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管电流通过内置于所述绝缘外壳(20)电流传感器感应流过所述导电杆(10)的电流并通过接口连接到所述绝缘外壳(20)外，并通过将温度检测模块与所述导电杆(10)紧密接触，以检测所述金属导电杆(10)的温度，以及通过电压检测模块与所述导电杆(10)电连接，以感应电压并将感应电压连通过电压传感器接口连接到绝缘外壳(20)外供电压监测使用，实现了一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管的目的。
附图说明
21.图1为本实用新型第一轴向剖面图；
22.图2为本实用新型沿a-a方向的横截面图；
23.图3为本实用新型第二轴向剖面图；
24.图4为本实用新型沿b-b方向的横截面图。
具体实施方式
25.以下通过特定的具体实例并结合附图说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可
通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。
26.图1、图2、图3、图4分别为本实用新型第一轴向剖面图、沿a-a方向的横截面图、第二轴向剖面图以及沿b-b方向的横截面图。如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型一种带电压、电流和温度检测的穿墙套管包括金属导电杆10、绝缘外壳20、屏蔽网30、电流检测模块41、温度检测模块42、电压检测模块43和带电显示接口44。不失一般性，金属导电杆10、绝缘外壳20、屏蔽网30为圆柱或圆环结构，三者嵌套组成同轴的旋转对称的柱体。
27.其中，金属导电杆10由带内螺纹的第一连接端11、带内螺纹的第二连接端12和能承载设定电流的圆柱状导电杆主体组成，用于安装连接电缆的第一导电连接片和第二导电连接片以将外部电缆按规定方式连接在一起形成导电路径，不失一般性，金属导电杆10的两端外径大于圆柱状导电杆主体的外径以加强绝缘外壳与金属导电杆的紧密度，在第一连接端11的外表面设置有齿槽13以进一步加强绝缘外壳与金属导电杆的紧密度，第一连接端11的内螺纹的直径和深度、第二连接端12的内螺纹的直径和深度以及金属导电杆10两端的外径根据实际需要设置，如第一连接端11的内螺纹的直径为m16、第二连接端12的内螺纹的直径为m12、金属导电杆10两端的外径为ф25；
28.绝缘外壳20由用绝缘材料一体浇注的第一圆台21、第一柱体22、第二圆台23、第二柱体24、法兰盘25和开槽26组成，用于沿径向包覆金属导电杆10以避免漏电或电晕放电，凸出的法兰盘25位于绝缘外壳20中部，用于安装固定，在法兰盘25的一侧设置多个用于防止旋转的凹槽251，在法兰盘25的另一侧设置有用于安装密封圈的沟状槽252，第一圆台21的上下外径和高度、第二圆台23的上下外径和高度、第一柱体22的外径和高度、第二柱体24的外径和高度、法兰盘25的外径和厚度尺寸根据实际要求设定；
29.屏蔽网30为一镶嵌在绝缘外壳20中环绕金属导电杆10的金属圆环，用于屏蔽温度检测模块42、电压检测模块43及金属导电杆10的外部电场，保证整体穿墙套管的电场分布均匀，以符合标准要求；
30.电流检测模块41由镶嵌在绝缘外壳20中环绕金属导电杆10的线圈组成的电流传感器和两端口电流传感器接口组成，用于按一定比例感应流过金属导电杆10的电流并通过两端口电流传感器接口连接到绝缘外壳20外供电流监测使用；
31.温度检测模块42由带温度传感器的rfid芯片和辐射天线组成，其通过导热绝缘材料与金属导电杆10紧密接触，用于检测金属导电杆10的温度并通过外部读写器获取穿墙套管内部金属导电杆10的实际温度；
32.电压检测模块43由紧贴金属导电杆10设置的两个电压传感器并联组成一体、在并联中间引出导线，导线外连接电压传感器接口，并将感应电压通过连接导线和电压传感器接口连接到绝缘外壳20外供电压监测使用；
33.带电显示接口44为屏蔽网30连接的带电显示接口，其将屏蔽网30感应的带电信号连接到绝缘外壳20外，供用户监测金属导电杆10是否带电状态。
34.在本实用新型具体实施例中，圆柱状的金属导电杆10、圆环状的屏蔽网30包覆于绝缘外壳20内，三者嵌套组成同轴的旋转对称的柱体，第一圆台21、第一柱体22、法兰盘25、第二柱体24、第二圆台23依次相连组成绝缘外壳20，在第二圆台23的内侧设置圆筒状开槽26；金属导电杆10为两端粗、中间细的柱状导电金属体，其粗的两端(第一连接端11、第二连
接端12)分别设置内螺纹，金属导电杆10的第一连接端11的外表面设置多个齿槽13，金属导电杆10的第二连接端12的外表面则裸露在圆筒状开槽26中，在需要连接电缆时可以用第二导电连接片连接电缆，在不需要连接电缆时则可以用堵头临时闭塞该穿墙套管；屏蔽网30套在金属导电杆10的外部，并镶嵌在法兰盘25内测的绝缘外壳20内，其外侧电连接带电显示接口44，带电显示接口44设置在法兰盘25内部并连接到绝缘外壳20外，在带电显示接口44的对称位置设置电压传感器接口，该接口从屏蔽网30上的圆形开口穿出至绝缘外壳20外；电流检测模块41设置在第一柱体22内，线圈组成的电流传感器同轴环绕在金属导电杆10的外围，并镶嵌在第一柱体22的绝缘材料中并通过电流传感器接口连接至绝缘外壳20外；温度检测模块42的带温度传感器的rfid芯片和辐射天线组成rfid温感标签，其通过导热绝缘材料与法兰盘25内侧处的金属导电杆10(即带电显示接口44内侧处的金属导电杆10)紧密接触；电压检测模块43的两个电压传感器同样以绝缘方式紧贴法兰盘25内侧处的金属导电杆10，以感应金属导电杆10的电压，较佳地，该两个电压传感器与温度检测模块42在该处金属导电杆10上呈三等分分布以减小加工难度，两个电压传感器并联组成一体、在并联中间引出导线，导线外连接电压传感器接口并穿出至绝缘外壳20外；较佳地，为便于区分不同的接口，电压传感器接口和带电显示接口对称设置在法兰盘25内，而电流传感器接口则设置在第一柱体22的绝缘材料上，同时，电压传感器接口与一凹槽251(图示为3个凹槽251)平行，电流传感器接口则与电压传感器接口在空降上呈30度一定夹角(图示为30度)。
35.在图1和图3的轴向剖面图中，中间网格为金属导电杆10，在金属导电杆10两端分别为带内螺纹的第一连接端11和第二连接端12，斜线部分为一体浇注的绝缘外壳20，绝缘外壳20中间凸出部分为法兰盘25，两侧分别为第一柱体、第二柱体，再向外是第一圆台、第二圆台，在绝缘外壳20镶嵌有屏蔽网30、电流检测模块41、温度检测模块42、电压检测模块43和带电显示接口44；在图2的径向横截面图中，中间网格圆形部分为金属导电杆10，斜线部分为第一柱体22，空白圆圈部分为法兰盘25；在图4的径向横截面图中，中间网格圆形部分为金属导电杆10，开口弧形为带圆形开孔(让电压传感器接口穿过)的屏蔽网30，斜线部分为法兰盘25。
36.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。