一种高压开关柜内安装的声表面波测温采集器平板天线的制作方法

本实用新型属于通信设备技术领域，具体涉及一种高压开关柜内安装的声表面波测温采集器平板天线。

背景技术：

变电站内的各设备在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致事故发生，电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节，在持续扩大供电同时给电网电器设备带来一系列的安全问题，为尽可能的避免各类电力事故，电力设备安全运营实时监控的任务迫在眉睫。

电网设备中的触头和接头的电网安全的一个重要隐患，现有统计结果表明，故障其主要发生在如下位置：一、开关柜中动、静触头故障，开关柜作为一种广泛运用的电力设备，开关柜是输配电系统中的重要设备，承担着开断和关合电力线路、线路故障保护、监测运行电量数据的重要作用；开关设备因高压断路器动、静触头接触不良，加上长期的大电流、触头老化等因素易致其接触电阻增大，从而导致长时间发热、触头温升过高甚至最终发生高压柜烧毁故障；二、电缆接头故障，随着运行时间的延长、压接头的松动、绝缘老化、以及局部放电、高压泄漏等，将引起发热和温度的升高，温度的升高将使这些状况进一步恶化，这将促使温度进一步提升，这一恶性循环的结果就引发短路放炮，甚至火灾。

为解决这一难题，采用适于高压开关柜环境使用的声表面波测温技术，实现对触头等部位的温度监测。有开关柜声表面测温采集器通常会通过馈线连接一个天线，目前大多采用螺旋形天线或其他柱状、棒状、t型天线，由于其天线原理结构所致，天线需要一定的高度空间，使得采集器天线相对较厚，不适于在开关柜断路器室等空间相对狭小的区域安装。断路器触头作为开关柜最大发热点，通常情况测温传感器会安装在断路器触头；声表面波测温技术采用无源无线方式，采集器天线距离传感器越近无线射频信号越强，抗干扰能力也越强。所以为提高声表面波测温技术在高压开关柜中更大的推广应用，就要设计一种厚度更薄、增益更高、安装更方便的平板状采集器天线。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种高压开关柜内安装的声表面波测温采集器平板天线。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种高压开关柜内安装的声表面波测温采集器平板天线，用于向声表面波温度传感器发送无线激励信号和接收返回信号；包括相互夹持的顶壳和底壳，所述顶壳和底壳之间设有用于作为支撑主体的支撑板；

所述顶壳与支撑板之间设有上基板所述底壳与支撑板之间设有下基板；

所述支撑板上设有连接器用于与外部采集器通过高频馈线相连，所述连接器内端连接有馈线，所述馈线的中部的内芯与所述上基板焊接，所述馈线的外层金属屏蔽罩与所述下基板连接。

本实用新型是一种平板天线结构，安装于现有的高压开关柜中，用于测温采集器向传感器发送的激励信号和接收传感器返回信号。因为现有的开关柜中内部空间狭小，为保证高低压之间的安全距离，留给测温平板天线的安装空间有限，如果采用普通螺旋型或者柱形天线，则很大一部分开关柜不具备安装测温装置条件，甚至因为影响安全绝缘距离而带来其他安全隐患。

为了在开关柜中使用声表面波测温传感器，本实用新型提供一种新型的天线，其结构为平板状，具有较小的厚度，能够灵活设置。其结构分为功能模块和支撑保护模块，其中所述的支撑保护模块包括顶壳、底壳和支撑板，上述三个结构为绝缘材料。所述顶壳和底壳相互扣合且当其扣合后的内部形成一定空间的空腔，而顶壳和底壳是同时扣合在支撑板的两个侧面，则形成两个独立的空腔。

而所述的功能模块为上基板、下基板和连接器，所述上基板作为主要的发射结构，从连接器过来的馈线的内芯穿过上基板并焊接在上基板表面，馈线又称电缆线，起传输信号的作用，通过它完成天线与前端系统的信号收发。而本实用新型的连接器为同轴连接器，故所述馈线为同轴电缆，常用的同轴电缆由内导体、绝缘层、屏蔽层和外保护层等组成，内导体在电缆中主要起信号传导的作用，常采用实心铜导线。大直径电缆为了增大机械强度，也有采用铜包钢作为内导体。屏蔽层由铜丝编织而成，起导电和屏蔽的双重作用，使用时金属屏蔽端应接地。

内芯为信号传输载体，而外部的屏蔽层需要接地，故所述下基板用于接地。

进一步的，所述上基板和下基板均为单面覆铜板结构，且覆铜面均朝外设置，所述上基板的覆铜面上设有蚀刻孔。

进一步的，所述蚀刻孔包括设置在中部的十字孔，并围绕所述十字孔在上基板上等圆心角设有多个矩形孔；所述十字孔其中两个相对内侧面向同侧的矩形孔一侧延伸形成长槽。

所谓的覆铜板即为覆铜箔层压板，是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂，一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料。各种不同形式、不同功能的印制电路板，都是在覆铜板上有选择地进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜等工序，制成不同的印制电路。

本实用新型中的两个基板均是采用单面覆铜板结构，且其中作为主要信号发射结构的上基板还设有多个蚀刻孔。因为平板天线可分为多种类型，其中就包括缝隙式平板天线，一般缝隙式平板天线除去塑料外壳之后，内部由三层金属板构成。最上一层称为缝隙辐射层，它是在金属板上面整整齐齐开凿了许许多多的排列有序的裂缝。这许许多多大小一致的裂缝，相当于前面谈到的振子式平板天线的半波振子辐射单元，或者说这每一个小裂缝就是一个缝隙天线单元。而由这众多裂缝组成的缝隙天线阵就构成了这种平板天线。所以，缝隙平板天线也是一种阵列式平板天线。

矩形缝隙是常见的缝隙，而通过在中间设有的十字形蚀刻孔从而满足+45°和-45°两副极化方向相互正交。

进一步的，所述上基板上还设有供馈线的内芯穿过的导线孔。

因为上基板安装时是将覆铜面朝外设置，且作为馈电端口的连接器设置在支撑板侧面，故馈线需要从支撑板内部穿过上基板然后达到上基板的覆铜表面进行连接，则需要在覆铜板上开设有供馈线内芯单独穿过的导线孔。

进一步的，所述支撑板内设有供馈线穿入的盲孔。

进一步的，所述顶壳和底壳均通过设有的多个自攻螺丝固定在支撑板上。

进一步的，所述底壳上设有多个安装孔，且在底壳上设有多个可拆卸的支腿，所述支腿端部穿过所述安装孔并与支撑板连接。

进一步的，所述支腿为磁性吸附结构，通过支腿将平板天线固定在机柜的金属内壁上。

进一步的，所述支腿包括支座和设置在支座上的强磁铁。

进一步的，所述支腿底部涂覆有粘胶，通过粘胶将平板天线固定在机柜的内壁上。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的天线可以安装在断路器室的左右侧壁任一位置，距离传感器距离近，无线信号强度有保障，信号稳定等；

(2)本实用新型的天线厚度较薄，一般不超过2cm，能够在现有的绝大多数开关柜中安装，更易于选取理想安装位置，不影响开关柜中12.5cm的高低压间的绝缘距离；

(3)本实用新型的天线设计为平板状，没有尖端凸起等，安装在高压开关柜内不会引起尖端放电等安全隐患；

(4)因为一般开关柜采用铁质镀锌板材料，本实用新型中的天线下设多个钕铁硼强磁铁，吸附安装后再辅以强力胶水的安装固定方式，保证不会发生脱落，避免安全事关的发生。

附图说明

图1是本实用新型整体装配后顶面作为主视角的轴侧示意图a；

图2是本实用新型整体装配后的底面作为主视角的轴侧示意图b；

图3是本实用新型整体装配后的透视结构图；

图4是本实用新型整体拆分且顶面作为主视角的爆炸示意图a；

图5是本实用新型整体拆分且底面作为主视角的爆炸示意图b；

图6是本实用新型中上基板的轴侧示意图；

图7是本实用新型中支脚的分拆示意图a；

图8是本实用新型支脚的分拆示意图b；

图9是本实用新型图1的a局部放大示意图。

图中：1-顶壳，2-底壳，3-支撑板，4-上自攻螺丝，5-下自攻螺丝，6-支腿，61-支座，61.1-螺栓，61.2-环状凸缘，61.3-开口，62-强磁铁，7-盲孔，8-上基板，81-十字孔，82-矩形孔，83-导线孔，9-下基板，10-环状凸环，11-连接器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请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，本申请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。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例是一种平板天线结构，用于设置在现有的高压开关柜中，用于测温采集器向传感器发送的激励信号和接收传感器返回信号。因为现有的开关柜中内部空间狭小，为保证高低压之间的安全距离，留给测温平板天线的安装空间有限，如果采用普通螺旋型或者柱形天线，则很大一部分开关柜不具备安装测温装置条件，即使勉强安装也因为影响安全绝缘距离而带来其他安全隐患。为了在开关柜中使用声表面波测温传感器，本实施例提供一种新型的天线，其结构为平板状，具有较小的厚度，能够灵活设置。具体为一种高压开关柜内安装的声表面波测温采集器平板天线，包括相互夹持的顶壳1和底壳2，所述顶壳1和底壳2之间设有用于作为支撑主体的支撑板3；所述顶壳1与支撑板3之间设有上基板8所述底壳2与支撑板3之间设有下基板9。

支撑板3上设有与外部的测温传感器通过信号连接的连接器11，所述连接器11内端连接有馈线，所述馈线的中部的内芯与所述上基板8焊接，所述馈线的外层金属屏蔽罩与所述下基板9连接。

其结构分为功能模块和支撑保护模块，其中所述的支撑保护模块包括顶壳1、底壳2和支撑板3，上述三个结构为绝缘材料。所述顶壳1和底壳2相互扣合且当其扣合后的内部形成一定空间的空腔，而顶壳1和底壳2是同时扣合在支撑板3的两个侧面，则形成两个独立的空腔。而所述的功能模块为上基板8、下基板9和连接器11，所述上基板8作为主要的发射结构，从连接器11过来的馈线的内芯穿过上基板8并焊接在上基板8表面，馈线又称电缆线，起传输信号的作用，通过它完成天线与前端系统的信号收发。

而本实施例的连接器11为同轴连接器11，故所述馈线为同轴电缆，常用的同轴电缆由内导体、绝缘层、屏蔽层和外保护层等组成，内导体在电缆中主要起信号传导的作用，常采用实心铜导线。大直径电缆为了增大机械强度，也有采用铜包钢作为内导体。屏蔽层由铜丝编织而成，起导电和屏蔽的双重作用，使用时金属屏蔽端应接地。

内芯为信号传输载体，而外部的屏蔽层需要接地，故所述下基板9用于接地。

如图7和图8所示，可以看到，本实施例中所述支撑板3外侧中部设有环状凸环10，而所述的顶壳1和底壳2具有相同的形状尺寸，且当顶壳1和底壳2扣合在支撑板3上时，所述顶壳1和底壳2的边沿与所述环状凸环10接触，通过设有的自动螺丝将两个绝缘壳体固定在支撑板3上，而设有的环状凸环10能够提高密封连接效果。

如图1和图2所示，本实施例中的外部壳体结构为全包围结构，也就是说，当顶壳1和底壳2覆盖在支撑板3上时，整个外表面均为塑料壳体结构，所述上基板8和下基板9均被罩在内部。

其中，上基板8和下基板9均为单面覆铜板结构，且覆铜面均朝外设置，所述上基板8的覆铜面上设有蚀刻孔。

蚀刻孔包括设置在中部的十字孔81，并围绕所述十字孔81在上基板8上等圆心角设有多个矩形孔82；所述十字孔81其中两个相对内侧面向同侧的矩形孔82一侧延伸形成长槽。所谓的覆铜板即为覆铜箔层压板，是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂，一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料。

各种不同形式、不同功能的印制电路板，都是在覆铜板上有选择地进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜等工序，制成不同的印制电路。本实施例中的两个基板均是采用单面覆铜板结构，且其中作为主要信号发射结构的上基板8还设有多个蚀刻孔。因为平板天线可分为多种类型，其中就包括缝隙式平板天线，一般缝隙式平板天线除去塑料外壳之后，内部由三层金属板构成。

最上一层称为缝隙辐射层，它是在金属板上面整整齐齐开凿了许许多多的排列有序的裂缝。这许许多多大小一致的裂缝，相当于前面谈到的振子式平板天线的半波振子辐射单元，或者说这每一个小裂缝就是一个缝隙天线单元。而由这众多裂缝组成的缝隙天线阵就构成了这种平板天线。所以，缝隙平板天线也是一种阵列式平板天线。矩形缝隙是常见的缝隙，而通过在中间设有的十字形蚀刻孔从而满足+45°和-45°两副极化方向相互正交。

而在上基板8上还设有供馈线的内芯穿过的导线孔83。因为上基板8安装时是将覆铜面朝外设置，且作为馈电端口的连接器11设置在支撑板3侧面，故馈线需要从支撑板3内部穿过上基板8然后达到上基板8的覆铜表面进行连接，则需要在覆铜板上开设有供馈线内芯单独穿过的导线孔83。

支撑板3内设有供馈线穿入的盲孔7。顶壳1和底壳2均通过设有的多个自攻螺丝固定在支撑板3上。在底壳2上设有多个安装孔，且在底壳2上设有多个可拆卸的支腿6，所述支腿6端部穿过所述安装孔并与支撑板3连接。

其中在顶壳1和底壳2上均设有多个固定孔，并在支撑板3的两个侧面均设有多个螺孔，通过设有的上自攻螺丝4固定顶壳1，而通过设有的下自攻螺丝5固定底壳2。

如图7所示，支腿6为磁性吸附结构，通过支腿6将平板天线固定在机柜的金属内壁上。所述支腿6包括支座61和设置在支座61上的强磁铁62。

如图7和图8所示，其中展示了支座61的一种实施例，也就是采用强磁铁62吸附在机柜内壁上，不仅便于固定，且能够灵活调整设置位置，从而适应传感器的安装。

图中可以看到，支座61上端为螺栓61.1，下端直径变大形成圆柱结构，并在圆柱结构底部向内凹陷形成安装槽，所述强磁铁62便设置在安装槽内。为了便于拆装，所述安装槽底部开口61.3内沿上设有用于阻挡的环状凸缘61.2，但该环状凸缘61.2设有两个开口61.3，便于可使用工具插入该开口61.3内撬动所述强磁铁62从而便于更换。同时可以看到支座61上端的螺栓61.1是从支座61底部插入进行固定，若需要更换则只需将强磁铁62取下然后使用内六角螺丝刀拧下即可。

同时，可以在支腿6底部还单独涂覆有粘胶，通过粘胶将平板天线固定在机柜的内壁上。也可以将强磁铁62拆下，用粘胶代替，如果安装槽较大，则向内填充橡胶块或者泡沫块，再将粘胶注入其中。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。