薄型传感器、动触头组件和开关柜的制作方法

1.本发明涉及高压开关柜带电检测技术领域，具体地说，是涉及一种薄型传感器、动触头组件和开关柜。


背景技术：

2.随着我国经济快速崛起发展，电力涉及领域无所不在，它的作用更是无法替代。电力设备中开关柜安全运行成为电力业内关注焦点。尤其是高压柜的安全运行，高压开关柜运行健康状态主要体现在梅花触头部位。通过用传感器对梅花触头部分工作状态进行监控是常见手段之一。
3.现有的传感器通常只对温度变化进行检测，仅靠单一的数据无法准确地反映设备运行的健康状态，无法判断负载情况。另外，现有的传感器通常采用捆绑的方式将传感器直接绑扎在梅花触头上，由于梅花触头与静触头是通过插接的方式来实现电连接，在此过程中，梅花触头的触指会朝径向外侧转动一定角度，在多次插拔过程中，传感器与梅花触头之间的接触会松动，接触不稳会影响传感器的检测结果。现还有一种传感器，其固定在触指的端部来检测温度，但是一方面，触指的端部不平整，传感器的测温探头不能与其实现良好且稳定地接触，另外，触指在不断动作的过程中会带动传感器转动，而造成传感器的松动，影响两者的接触，再次，通常梅花触头与触臂之间搭接位置容易发热出故障，传感器的测温探头与其中一个触指接触，当其他触指与触臂之间出故障时，温度需要经过连接部件传递后才能够被传感器检测到，因此响应速度会比较慢。


技术实现要素：

4.本发明的第一目的是提供一种测温更精确且安装稳定性更好的薄型传感器。
5.本发明的第二目的是提供一种具有上述薄型传感器的动触头组件。
6.本发明的第三目的是提供一种具有上述动触头组件的开关柜。
7.为实现上述第一目的，本发明提供一种薄型传感器，包括壳体和测温探头，测温探头安装在壳体内；壳体呈环状，壳体的中心孔为触臂让位孔；壳体的轴向端设置有安装壁，安装壁的边缘设置有两个以上固定件，多个固定件沿着壳体的周向间隔布置，多个固定件围成支撑栅片放置位，测温探头的测温端从安装壁伸出并伸向支撑栅片放置位。
8.由上述方案可见，薄型传感器用于安装在开关柜的动触头上，支撑栅片放置位用于安装支撑栅片，触臂让位孔用于供触臂穿过。通过将薄型传感器固定在动触头的轴向端的支撑栅片上，测温探头的测温端与支撑栅片接触，从而实现对动触头的温度的监测。由于支撑栅片的表面为平面，薄型传感器能够与支撑栅片稳定地贴合，保证支撑栅片与测温探头的测温端之间的稳定接触，保证测温结果的准确度。同时，薄型传感器的测温探头距离发热点近，响应速度快，并且，支撑栅片与各触指均连接，无论哪个触指与触臂之间连接位置发热故障，均能够及时地将热量传递至支撑栅片上，从而该薄型传感器能够及时检测到该故障，因此该薄型传感器响应速度很快。同时支撑栅片在径向上不会动作，薄型传感器安装
在该支撑栅片上的稳固性更好。
9.一个优选的方案是，薄型传感器还包括ct取电环和环状的电路板，壳体内设有容置腔，ct取电环和电路板均安装在容置腔内，测温探头安装在电路板上，ct取电环与电路板电连接。
10.由此可见，ct取电环用于为薄型传感器供电，实现无源检测。
11.进一步的方案是，壳体、ct取电环和电路板共轴线设置，ct取电环设置在电路板的径向内侧。
12.由此可见，ct取电环设置在电路板的径向内侧，能够减小薄型传感器的厚度尺寸。
13.进一步的方案是，ct取电环包括封闭式磁环和线圈，线圈绕制在封闭式磁环上，封闭式磁环由软磁合金带沿着ct取电环的周向进行缠绕，并形成沿着ct取电环的径向布置的多层结构。
14.由此可见，ct取电环和电路板均安装在环形的容置腔内，同时，通过将封闭式磁环由软磁合金带沿着ct取电环的周向进行缠绕以形成沿着ct取电环的径向布置的多层结构，这样一方面能够保证软磁合金带的支撑稳定性，同时这样无需设置骨架结构，从而能够进一步降低薄型传感器的厚度尺寸，便于在梅花触头后面空间狭小的开关柜上使用该薄型传感器。
15.一个优选的方案是，薄型传感器还包括第一弹性件，第一弹性件的两端分别抵接电路板和测温探头，第一弹性件的恢复力迫使测温探头朝向支撑栅片放置位移动。
16.由此可见，通过设置第一弹性件，使得测温探头能够与支撑栅片弹性抵接，从而保证两者之间可靠地贴合，进而确保测温数据稳定准确。
17.一个优选的方案是，薄型传感器还包括两个以上tmr电流传感器，多个tmr电流传感器均安装在电路板上并沿着电路板的周向间隔布置。
18.由此可见，通过设置tmr电流传感器，实现对电流大小数据变化监测，判断出是故障是否由电流过载导致梅花触头温升，该薄型传感器具备在线实时测温同时具备电流数据采集功能，通过对这两组数据的采集，后台软件就可以计算出设备的运行健康情况，从而快速预防安全事故的发生。
19.一个优选的方案是，薄型传感器还包括旋转门栓，至少一个固定件上设置有旋转门栓；每个固定件上均设置有插入口朝向支撑栅片放置位的限位槽，各限位槽与安装壁之间的距离相同；旋转门栓包括转轴部、操作部和限位部，转轴部与壳体转动连接，操作部设置在转轴部的轴向端并外露于壳体，通过转动操作部可使限位部进入限位槽内。
20.由此可见，安装时，通过转动操作部使限位部旋转至限位槽外，接着，将薄型传感器设置有旋转门栓的限位槽与支撑栅片卡合，然后，将薄型传感器未设置旋转门栓的限位槽与支撑栅片卡合，最后，通过转动操作部使限位部旋转至限位槽内，此时限位部在支撑栅片的径向上与支撑栅片限位配合。相对于现有的螺钉固定或者卡扣固定方式，本发明的传感器安装方便，无需使用较大外力即可实现薄型传感器的安装，且装配效率高。同时由于该固定件无需弹性变形也无需设置装配间隙，因此其结构强度更高，连接稳定性更强，不会相对动触头晃动，并且该薄型传感器用于设置在动触头的端壁上，占用空间小，尺寸小，同时该固定件的厚度也小，进一步减小了传感器的整体厚度。
21.一个优选的方案是，薄型传感器还包括限位件，至少一个固定件上设置有限位件，
每个固定件上均设置有插入口朝向支撑栅片放置位的限位槽，各限位槽与安装壁之间的距离相同；限位件的至少一部分由弹性材料制成，限位件设置有与对应的插入口相对的限位壁，限位件设置在壳体上，限位壁伸入限位槽内，限位件的恢复力迫使限位壁沿着壳体的径向朝向插入口移动；或者限位件包括限位块和第二弹性件，限位块的至少一部分伸入限位槽内，第二弹性件的恢复力迫使限位块沿着壳体的径向朝向插入口移动。
22.由此可见，安装时，设置有限位件的限位槽首先与支撑栅片装配，然后，将设置有限位件的限位槽与支撑栅片卡合，卡合后，限位件在弹性恢复力的作用下沿着径向与支撑栅片抵接，实现薄型传感器与支撑栅片之间的装配，此种固定方式无需使固定件弹性变形，因此其限位效果好，安装效率高。
23.为实现上述第二目的，本发明提供一种动触头组件，包括动触头和上述的薄型传感器，动触头包括触臂、触指、支撑栅片和弹簧圈，支撑栅片呈环状，触指通过弹簧圈安装在支撑栅片的径向外侧，触臂沿着动触头的轴向穿过薄型传感器和支撑栅片；触臂从触臂让位孔穿过，支撑栅片位于支撑栅片放置位，薄型传感器通过固定件安装在支撑栅片上，测温探头与支撑栅片表面接触。
24.为实现上述第三目的，本发明提供一种开关柜，包括上述的动触头组件。
附图说明
25.图1是本发明动触头组件实施例的结构图。
26.图2是本发明动触头组件实施例的局部剖视图和局部放大图。
27.图3是本发明动触头组件实施例中薄型传感器和支撑栅片的装配图以及局部放大图。
28.图4是本发明动触头组件实施例中薄型传感器的立体图。
29.图5是本发明动触头组件实施例中ct取电环的结构示意图。
30.图6是本发明动触头组件实施例中薄型传感器的结构分解图。
31.图7是本发明动触头组件实施例中薄型传感器第一位置的局部剖视图和局部放大图，图中旋转门栓处于打开位置。
32.图8是本发明动触头组件实施例中薄型传感器第一位置的剖视图，图中旋转门栓处于关闭位置。
33.图9是本发明动触头组件实施例中薄型传感器第二位置的局部剖视图和局部放大图，图中旋转门栓处于关闭位置。
34.图10是本发明动触头组件实施例中薄型传感器第二位置的剖视图，图中旋转门栓处于打开位置。
35.以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
36.薄型传感器和动触头组件第一实施例：
37.参见图1和图2，本实施例中的开关柜为高压开关柜，开关柜包括能够插接配合实现电路通断的动触头组件10和静触头。
38.动触头组件10包括动触头1和薄型传感器2，薄型传感器2可拆卸地安装在动触头1
上。
39.动触头1包括触臂11、多个触指12、两个支撑栅片13、多个连接杆14和四个弹簧圈15。两个支撑栅片13均呈环状，两个支撑栅片13共轴线设置且两者之间通过连接杆14固定连接，多个连接杆14沿着支撑栅片13的周向间隔布置，触指12均位于支撑栅片13的径向外侧并沿着支撑栅片13的周向布置，弹簧圈15套设在触指12外，弹簧圈15的恢复力迫使触指12贴合支撑栅片13，触臂11沿着动触头1的轴向依次穿过薄型传感器2和其中一个支撑栅片13。
40.参见图2至图6，薄型传感器2包括壳体20、测温探头3、旋转门栓4、无线通讯模块5、ct取电环6、八个tmr电流传感器7和环状的电路板8。壳体20、ct取电环6和电路板8均呈环状且共轴线设置。无线通讯模块5采用fpc柔性无线通讯天线，无线通讯模块5的设置使得薄型传感器2具有无线通讯的功能。
41.壳体20的中心孔为触臂让位孔201，壳体20包括底壳21和顶盖22，底壳21和顶盖22均由高强度工程树脂制成，耐高温达220℃以上。底壳21和顶盖22均呈环状并沿着壳体20的轴向连接，底壳21与顶盖22围成容置腔23。ct取电环6和电路板8均安装在容置腔23内，且如图8所示，ct取电环6设置在电路板8的径向内侧，无线通讯模块5、tmr电流传感器7和测温探头3均安装在电路板8上，ct取电环6与电路板8电连接。八个tmr电流传感器7沿着电路板8的周向均匀布置，且八个tmr电流传感器7共圆周设置，且该圆与触臂让位孔201共圆心，薄型传感器2安装至动触头1上后，各tmr电流传感器7与触臂11的同轴度高，所测出的电流数据精度高。通过设置tmr电流传感器7，实现对电流大小数据变化监测，判断出是故障是否由电流过载导致梅花触头温升。电路板8上还开设有程序升级孔81，顶盖22上与程序升级孔81相对的位置上开设有让位孔220。
42.如图5和图6所示，ct取电环6包括封闭式磁环61和线圈62，线圈62绕制在封闭式磁环61上，线圈62为漆包线，封闭式磁环61由软磁合金带沿着ct取电环6的周向进行缠绕，并形成沿着ct取电环6的径向紧密布置的多层结构。ct取电环6和电路板8均安装在环形的容置腔23内，且通过将封闭式磁环61由软磁合金带沿着ct取电环6的周向进行缠绕以形成沿着ct取电环6的径向布置的多层结构，这样一方面能够保证软磁合金带的支撑稳定性，同时这样无需设置骨架结构，从而能够进一步降低薄型传感器2的厚度尺寸，便于在梅花触头后面空间狭小的开关柜上使用该薄型传感器2。同时，封闭式磁环61的漏磁率极低，取电能效高，使产品在极低电流环境下都能轻易获取到电能从而工作，该薄型传感器2无需外部供电。
43.底壳21的底壁上设置有安装壁211，测温探头3安装在壳体20内，且测温探头3的测温端30从安装壁211伸出，安装壁211的边缘设置有三个固定件23，三个固定件23沿着壳体20的周向间隔布置且三者围成支撑栅片放置位230，薄型传感器2通过三个固定件23可拆卸地安装在支撑栅片13上，测温探头3与支撑栅片13表面接触。
44.参见图2、图6和图7，测温探头3的外部套设有第一弹性件，可选地，第一弹性件为弹簧31。弹簧31的两端分别抵接电路板8和测温探头3，测温探头3的外周壁上设置有限位台阶32，弹簧31的顶端抵接于电路板8上，弹簧31的底端抵接于限位台阶32上。弹簧31的恢复力迫使测温探头3朝向支撑栅片12移动。通过设置弹簧31，使得测温探头3能够与支撑栅片13弹性抵接，从而保证两者之间可靠地贴合，进而确保测温数据稳定准确。
45.每个固定件23均包括轴向延伸部231、径向延伸部232和支撑部233，轴向延伸部231自底壳21的边缘向远离顶盖22的方向延伸，径向延伸部232自轴向延伸部231的自由端朝向壳体20的中心轴延伸，支撑部233自安装壁211向外凸出，轴向延伸部231、径向延伸部232和支撑部233围成限位槽234，限位槽234的插入口2341朝向壳体20的中心轴，各限位槽234与安装壁211之间的距离相同。
46.其中一个固定件23上设置有旋转门栓4，设置有旋转门栓4的固定件23的宽度大于另外两个固定件23的宽度，也即设置有放旋转门栓4的固定件23的扣合量大于另外两个固定件23的扣合量。测温探头3靠近设置有旋转门栓4的固定件23设置。
47.参见图3、图6至图10，旋转门栓4包括转轴部41、操作部42和限位部43，转轴部41与壳体20转动连接，操作部42设置在转轴部41的轴向端并外露于壳体20，通过转动操作部42可使限位部43进入限位槽234内，操作部42自转轴部41的端壁沿着转轴部41的轴向向内凹陷，操作部42沿着转轴部41的径向截面呈六边形。限位部43在支撑栅片13的径向上限位上与支撑栅片13限位配合。其余两个未设置旋转门栓4的固定件23上均设置有第一限位壁235，第一限位壁235位于限位槽234内并与对应的插入口2341相对设置，限位部43设置有与对应的插入口2341相对设置的第二限位壁431，各第一限位壁235与第二限位壁431共圆周设置。这样，各限位壁能够在支撑栅片13的周向上夹住支撑栅片13，防止传感器相对于支撑栅片13发生相对移动，保证传感器与动触头1之间连接的稳定性。
48.顶盖22上还设置有限位凸起221，限位凸起221自顶盖22的内壁朝向限位槽234延伸，轴向延伸部231上沿壳体20的径向贯穿地设置有安装孔237，限位凸起221与安装孔237相对设置。旋转门栓4安装在轴向延伸部231与限位凸起221之间，转轴部41可转动地安装在安装孔237内。轴向延伸部231上远离限位槽234的侧壁上设置有指示部238，指示部238靠近安装孔237并沿着安装孔237的周向延伸，指示部238自轴向延伸部231的侧壁向内凹陷，转轴部41的端壁上设置有指示箭头239，当指示箭头239与指示部238在安装孔237的径向上相对时，限位部43位于限位槽234内。
49.底壳21的边缘还设置有定位凸起212，定位凸起212自底壳21的顶壁朝向顶盖22凸出，顶盖22上开设有开口朝向底壳21的定位槽222，定位凸起212与定位槽222限位配合。
50.薄型传感器2的安装方法包括：通过转动操作部42使限位部43旋转至限位槽234外，如图7和图10中限位部43的位置处，然后将薄型传感器2设置有旋转门栓4的限位槽234与支撑栅片13卡合，由于旋转门栓4的限位部43在限位槽234外，因此不会对支撑栅片13进行限位，然后，沿径向平移薄型传感器2，使得支撑栅片13进入该限位槽234内并向该限位槽234的第一限位壁235移动，以使得未设置旋转门栓4的固定部上的径向延伸部232不会在轴向上对支撑栅片13产生干涉，便于将薄型传感器2未设置旋转门栓4的限位槽234与支撑栅片13卡合，卡合后，沿径向反向平移薄型传感器2，使得两个未设置旋转门栓4的限位槽234内的第一限位壁235与支撑栅片13的边缘邻接，再通过转动操作部42使限位部43旋转至对应的限位槽234内，如图8和图9中限位部43的位置处，此时，限位部43在支撑栅片13的径向上与支撑栅片13限位配合，同时在轴向上，径向延伸部232和支撑部233对支撑栅片13进行限位，因此薄型传感器2能够稳固地安装于支撑栅片13上。
51.由上可见，通过将薄型传感器固定在动触头的轴向端的支撑栅片上，测温探头的测温端与支撑栅片接触，从而实现对动触头的温度的监测。由于支撑栅片的表面为平面，薄
型传感器能够与支撑栅片稳定地贴合，即温度采集位置为支撑栅平面，越平整两者之间的接触越稳定，测温结果越精确，因此能够保证支撑栅片与测温探头的测温端之间的稳定接触，保证测温结果的准确度。同时，薄型传感器的测温探头距离发热点近，响应速度快，并且，支撑栅片与各触指均连接，无论哪个触指与触臂之间连接位置发热故障，均能够及时地将热量传递至支撑栅片上，从而该薄型传感器能够及时检测到该故障，因此该薄型传感器响应速度很快。同时支撑栅片在径向上不会动作，薄型传感器安装在该支撑栅片上的稳固性更好。
52.另外，该薄型传感器具备在线实时测温同时具备电流数据采集功能，通过对这两组数据的采集，后台软件就可以计算出设备的运行健康情况，从而快速预防安全事故的发生。且产品小而薄且美观，安装后不影响外观。
53.薄型传感器和动触头组件第二实施例：
54.作为本发明薄型传感器第二实施例的说明，以下仅对与上述薄型传感器第一实施例的不同之处予以说明。
55.薄型传感器也可以采用至少一部分由弹性材料制成的限位件来替代薄型传感器第一实施例中的旋转门栓。
56.限位件设置有与对应的插入口相对的限位壁，限位件设置在壳体上，限位壁伸入限位槽内，限位件的恢复力迫使限位壁沿着壳体的径向朝向插入口移动。
57.薄型传感器和动触头组件第三实施例：
58.作为本发明薄型传感器第三实施例的说明，以下仅对与上述薄型传感器第二实施例的不同之处予以说明。
59.本实施例中，限位件包括限位块和第二弹性件，限位块的至少一部分伸入限位槽内，第二弹性件的恢复力迫使限位块沿着壳体的径向朝向插入口移动。第二弹性件可以为弹簧或者由橡胶等弹性材料制成。
60.开关柜实施例
61.本实施例中的开关柜为高压开关柜，开关柜包括能够插接配合实现电路通断的动触头组件和静触头，动触头组件可以采用各动触头组件实施例中的动触头组件。
62.此外，tmr电流传感器的数量也可以根据需要进行改变。固定件的数量以及旋转门栓的数量可以根据需要进行改变。上述改变也能实现本发明的目的。
63.最后需要强调的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。