專利名稱：可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱插拔的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于安全裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種用于變電站電測表計(jì)二次電流回路 的安全連接裝置。
背景技術(shù)：
在變電站電測監(jiān)控過程中必須要對二次電流回路進(jìn)行進(jìn)行采樣。
過去變電站二次儀表大量使用的是盤表結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)在越來越多的使用微機(jī)測量 /數(shù)字處理技術(shù)。
但不管如何，其測量設(shè)備和二次電壓和電流回路均存在有電線連接的"接口"，
由于電流互感器(CT) 二次電流的特性，其二次回路在運(yùn)行中絕對不能開路，運(yùn)行中 '的二次回路開路產(chǎn)生的高電壓將對人身安全形成威脅，同時也將使得一次CT發(fā)熱造 成一次設(shè)備的隱患。
為此，目前變電站的二次回路在運(yùn)行中均必須要保證回路連接的可靠性，在《電 力系統(tǒng)安全運(yùn)行規(guī)程》中的具體要求通常體現(xiàn)為退出運(yùn)行中的二次測量設(shè)備時，首
先需要短接其電流回路和拉開電壓回路，然后才能拆除其連接線，等等，整個過程非 常麻煩復(fù)雜/嚴(yán)格，稍有不慎，極易發(fā)生操作事故或?qū)υO(shè)備、人身造成傷害。而且在實(shí) 際工作中，由于操作者對此項(xiàng)安全規(guī)定的疏忽或操作順序錯誤，導(dǎo)致發(fā)生設(shè)備事故、 人身傷害的現(xiàn)象屢見不鮮，甚至?xí)l(fā)展成重大設(shè)備事故或整個電力系統(tǒng)的故障。
實(shí)際現(xiàn)場工作中，迫切需要一種簡便的連接方式來完成二次測量設(shè)備投入和退 ,出，最好是采用接插件"插拔"方式對有問題的設(shè)備進(jìn)行更換，并且保證插拔過程中 不會發(fā)生二次回路的開路。
公告日為2005年6月22日，公告號為CN 2705952Y的中國專利中公開了一種"熱 拔插緩沖電路"，其由電源緩啟動開關(guān)電路(l)、電源緩啟動電路(2)、總線緩沖開關(guān)電 路(3)和總線緩沖電路(4)，以及引腳族(5)組成；電源緩沖開關(guān)電路(1)和引腳族(5)連接， 總線緩沖開關(guān)電路(3)和引腳族(5)連接，電源緩沖開關(guān)電路(1)與電源緩啟動電路(2)連 接，電源緩啟動電路(2)還與總線緩沖開關(guān)電路(3)、總線緩沖電路(4)連接，總線緩沖 開關(guān)電路(3)與總線緩沖電路(4)連接。該實(shí)用新型的有益效果是，由于采用集成電路，增強(qiáng)了穩(wěn)定性，使設(shè)備在連續(xù)可靠的運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)板卡隨意更換，不對系統(tǒng)運(yùn)行造成影 響。
在計(jì)算機(jī)和通訊系統(tǒng)領(lǐng)域中，熱插拔(hot-plugging或Hot Swap)即帶電插拔， 熱插拔功能就是允許用戶在不關(guān)閉系統(tǒng)，不切斷電源的情況下取出和更換損壞的硬 盤、電源或板卡等計(jì)算機(jī)硬件部件，從而提高了系統(tǒng)對災(zāi)難的及時恢復(fù)能力、擴(kuò)展性 和靈活性等，例如一些面向高端應(yīng)用的磁盤鏡像系統(tǒng)都可以提供磁盤的熱插拔功能。
熱插拔最早出現(xiàn)在PC機(jī)的服務(wù)器領(lǐng)域，是為了提高服務(wù)器用性而提出的，在我 們平時用的電腦中一般都有USB接口，這種接口就能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔。如果沒有熱插 拔功能，即使磁盤損壞不會造成數(shù)據(jù)的丟失，用戶仍然需要暫時關(guān)閉系統(tǒng)，以便能夠 對硬盤進(jìn)行更換，而使用熱插拔技術(shù)只要簡單的打開連接開關(guān)或者轉(zhuǎn)動手柄就可以直 接取出硬盤，而系統(tǒng)仍然可以不間斷地正常運(yùn)行。
在PC機(jī)和通訊系統(tǒng)領(lǐng)域，熱插拔電路設(shè)計(jì)應(yīng)用非常廣泛，但是，據(jù)申請人所知， 在變配電和/或輸變電行業(yè)領(lǐng)域，對于變電站電測表計(jì)的二次電流回路，尚無具有類似 功能或能達(dá)到相同技術(shù)效果的技術(shù)方案可供選擇或?qū)嵤?br>
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回 路安全熱插拔的裝置。其利用機(jī)械和電子雙重技術(shù)手段，保證二次回路的"投運(yùn)"和 "退出"處于最簡單和可靠技術(shù)保護(hù)下，實(shí)現(xiàn)了變電站電測表計(jì)二次電流回路的"熱 插拔"，大大簡化了運(yùn)行中測量設(shè)備檢修更換和試驗(yàn)調(diào)試的繁瑣過程，提高了設(shè)備運(yùn) 行的可靠性。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱 插拔的裝置，包括測表計(jì)電流二次回路電流互感器的接入端子和待接入的電流互感 器，其特征是在電流互感器接入端子的第一、第二連接端之間，設(shè)置一具有雙彈性 接點(diǎn)的插接簧片組；在電流互感器接入端子的第一、第二連接端之間，設(shè)置一雙向二 極管組；設(shè)置一具有雙面導(dǎo)電層且兩導(dǎo)電層之間相互絕緣的插入板；插入板兩面的導(dǎo) 電層分別與待接入電流互感器一次線圈的兩端電連接。
具體的，其具有雙彈性接點(diǎn)的插接簧片組包括上彈簧片和下彈簧片，其上彈簧片 分別由第一簧片和第二簧片構(gòu)成，其下彈簧片分別由第三簧片和第四簧片構(gòu)成，在第 一、第三簧片的前端，對應(yīng)設(shè)置第一對彈性觸點(diǎn)，在第二和第四簧片的前端，對應(yīng)設(shè) 置第二對彈性觸點(diǎn)，上彈簧片和下彈簧片結(jié)構(gòu)鏡像對稱，其第一、第三簧片的長度大于其第二、第四簧片長度，且第一對彈性觸點(diǎn)和第二對彈性觸點(diǎn)之間為電氣并聯(lián)連接 關(guān)系。
其雙向二極管組包括兩只反向并接的二極管，其第一二極的負(fù)極與第二二極管的 正極并聯(lián)后與電流互感器接入端子的第一連接端連接，其第一二極管的正極與第二二 極管的負(fù)極并聯(lián)后與電流互感器接入端子的第二連接端連接。
其插入板兩面的導(dǎo)電層為雙面印刷線路板上的涂銀銅箔層。
此外，在插入板的前端，距其邊緣距離等于或小于第一對彈性觸點(diǎn)與第二對彈性 觸點(diǎn)之間橫向間距的一段的表面，沒有雙面導(dǎo)電層。 與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1. 采用不等距雙接點(diǎn)的彈性簧片結(jié)構(gòu)，利用機(jī)械和電子雙重技術(shù)手段，保證了二 次回路的"投運(yùn)"和"退出"處于最簡單和可靠技術(shù)保護(hù)下，實(shí)現(xiàn)了變電站電測表計(jì) 二次電流回路的"熱插拔"；
2. 雙重化的接觸點(diǎn)降低了接觸電阻，提高了接觸的可靠性，從觸點(diǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)上保 證了電流回路永遠(yuǎn)不會有開路的可能，使得電測設(shè)備和二次回路的連接完全可以實(shí)現(xiàn) 整體插拔，保證了現(xiàn)場操作的人身安全和設(shè)備安全，方便了運(yùn)行維護(hù)和檢測校驗(yàn)；
3. —旦接點(diǎn)由于種種原因發(fā)生接觸不良或開路，雙向二極管將起到了相應(yīng)的保護(hù) 作用，保證了電流回路的連續(xù)性，不會影響電流回路的其他設(shè)備工作。


圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2至圖4是本技術(shù)方案熱插拔過程中電流流經(jīng)路徑示意圖； 圖5為第一、第二對彈性觸點(diǎn)同時斷開時的電流流經(jīng)路徑示意圖。 圖中1為電流互感器接入端子的第一連接端，2為電流互感器接入端子的第二連 接端，3為上彈簧片，4為下彈簧片，3-l為第一簧片，3-2為第二簧片，4-3為第三簧 片，4-4為第四簧片，3-11和4-11為第一對彈性觸點(diǎn)，3-21和4-21為第二對彈性觸點(diǎn)， 5為插入板，6-1、 6-2為插入板的雙面導(dǎo)電層，CT為電流互感器，L1為CT的一次線 圈，L2為CT的二次線圈，Dl為第一二極管，D2為第二二極管，J1和J2分別為第 一彈性觸點(diǎn)對和第二彈性觸點(diǎn)對的簧片長度。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖1中，本技術(shù)方案包括測表計(jì)電流二次回路電流互感器的接入端子和待接入的
電流互感器CT，其在電流互感器接入端子的第一連接端1和第二連接端2之間，設(shè) 置有一具有雙彈性接點(diǎn)的插接簧片組；在電流互感器接入端子的第一、第二連接端之 間，設(shè)置了一雙向二極管組；同時還設(shè)置了一具有雙面導(dǎo)電層且兩導(dǎo)電層之間相互絕 緣的插入板5;其插入板兩面的導(dǎo)電層6-1和6-2分別與待接入電流互感器CT 一次線 圈L1的兩端電連接。
具體的，其具有雙彈性接點(diǎn)的插接簧片組包括上彈簧片3和下彈簧片4，其上彈 '簧片分別由第一簧片3-1和第二簧片3-2構(gòu)成，其下彈簧片分別由第三簧片4-3和第 四簧片4-4構(gòu)成，在第一、第三簧片的前端，分別對應(yīng)設(shè)置有第一對彈性觸點(diǎn)3-ll和 4-11，在第二和第四簧片的前端，分別對應(yīng)設(shè)置有第二對彈性觸點(diǎn)3-21和4-21，由圖 可見，上彈簧片和下彈簧片結(jié)構(gòu)為沿橫向中心軸的鏡像對稱結(jié)構(gòu)，其中，第一、第三 簧片的長度Jl大于其第二、第四簧片的長度J2，或者說，在第一對彈性觸點(diǎn)和第二 對彈性觸點(diǎn)之間存在一個橫向的間距，該間距的數(shù)值為第一、第三簧片的長度Jl與 第二、第四簧片的長度J2之差。
從電路關(guān)系上來說，第一對彈性觸點(diǎn)和第二對彈性觸點(diǎn)之間為電氣并聯(lián)連接關(guān)系。
其雙向二極管組包括兩只反向并接的二極管，其第一二極Dl的負(fù)極與第二二極 管D2的正極并聯(lián)后與電流互感器接入端子的第一連接端1連接，其第一二極管的正 極與第二二極管的負(fù)極并聯(lián)后與電流互感器接入端子的第二連接端2連接。
其插入板5兩面的導(dǎo)電層6-1和6-2為雙面印刷線路板上的涂銀銅箔層。 在插入板的前端，距其邊緣距離等于或小于第一對彈性觸點(diǎn)與第二對彈性觸點(diǎn)之 間橫向間距的一段的表面，沒有設(shè)置雙面導(dǎo)電層。這樣設(shè)置的目的是為了有助于插入 板的插入或拔出過程中第一對彈性觸點(diǎn)和/或第二對彈性觸點(diǎn)與導(dǎo)電層6-1和6-2之間 的接觸或脫離。
圖2中，當(dāng)CT未投入工作時位置，插入板未插入插接簧片組，電流回路中第一 對彈性觸點(diǎn)3-11和4-11及第二對彈性觸點(diǎn)3-21和4-21處于接觸/閉合狀態(tài)，從第一 '連接端1至第二連接端2之間的電流i可以通過第一和/或第二對彈性觸點(diǎn)流通，其具 體流經(jīng)路徑為In—第一連接端1—上彈簧片3—第一對彈性觸點(diǎn)3-11—第一對彈 性觸點(diǎn)4-11—下彈簧片4—第二連接端2 —lout;或者，由ln—第一連接端1 — 上彈簧片3 —第二對彈性觸點(diǎn)3-21 —第二對彈性觸點(diǎn)4-21 —下彈簧片4 —第二 連接端2 —lout ?？梢?，若插入板未插入插接簧片組，則整個電流通路上有兩對彈性接點(diǎn)接通，雙 重化的接觸點(diǎn)降低了接觸電阻，提高了接觸的可靠性。
圖3中，當(dāng)CT開始準(zhǔn)備投入工作位置時，插入板5開始插入插接簧片組，此時 在插入板插入動作的作用下，插入板的雙面導(dǎo)電層6-1和6-2首先與第一對彈性觸點(diǎn) (亦可稱之為前觸點(diǎn))3-11和4-11接觸。
但是此時第二對彈性觸點(diǎn)(亦可稱之為后觸點(diǎn))3-21和4-21依然處于接觸/閉合 狀態(tài)，從第一連接端1至第二連接端2之間的電流i可以通過第二對彈性觸點(diǎn)流通， 其具體流經(jīng)路徑為In —第一連接端1 —上彈簧片3 —第二對彈性觸點(diǎn)3-21 —第 二對彈性觸點(diǎn)4-21—下彈簧片4—第二連接端2 —lout 。
同時，由于電流互感器一次線圈Ll內(nèi)阻的存在，以及電流總是沿電阻最小的路 徑流通的特點(diǎn)，故在第一對彈性接點(diǎn)(即前觸點(diǎn))3-11和4-11與雙面導(dǎo)電層6-l和 6-2之間尚無電流流通。
故此時整個電流通路上依然有一對彈性接點(diǎn)保持接通狀態(tài)，以確保電流二次回路 在運(yùn)行中絕對不能開路的要求得以實(shí)現(xiàn)。
在圖4中，隨著插入板5繼續(xù)插入插接簧片組，在插入板插入動作的作用下，插 入板的雙面導(dǎo)電層6-1和6-2同時與第一對彈性觸點(diǎn)(前觸點(diǎn))3-11、 4-11和第二對 彈性觸點(diǎn)(后觸點(diǎn))3-21、 4-21接觸，則從第一連接端1至第二連接端2之間的電流 ,i可以同時通過第一和/或第二對彈性觸點(diǎn)及雙面導(dǎo)電層6-1和6-2流通，其具體流經(jīng) 路徑為In—第一連接端1—上彈簧片3—第一對彈性觸點(diǎn)3-11—導(dǎo)電層6-1—電 流互感器CT的一次線圈L1—導(dǎo)龜層6-2—第一對彈性觸點(diǎn)4-11—下彈簧片4 — 第二連接端2 — lout;或者，由In —第一連接端1 —上彈簧片3 —第二對彈性觸 點(diǎn)3-21 —導(dǎo)電層6-l —電流互感器CT的一次線圈L1 —導(dǎo)電層6-2—第二對彈 性觸點(diǎn)4-21—下彈簧片4—第二連接端2 —lout 。
可見，隨著插入板5的繼續(xù)插入，則第二對彈性觸點(diǎn)(后觸點(diǎn))斷開并與雙面導(dǎo) 電層6-1和6-2接觸，此時電流完全通過二次電流互感器CT的一次線圈Ll，則該CT 進(jìn)入正常工作狀態(tài)。同時，整個電流通路上亦有兩對彈性接點(diǎn)保持接通狀態(tài)，雙重化 的接觸點(diǎn)降低了接觸電阻，提高了接觸的可靠性。
反之亦然，當(dāng)插入板拔出時，當(dāng)隨著其的退出，在電流互感器回路保持接通的前 題下，第二對彈性觸點(diǎn)(后觸點(diǎn))首先與雙面導(dǎo)電層6-l和6-2脫離接觸并首先恢復(fù) 接觸/閉合狀態(tài)，整個電路的連接關(guān)系又恢復(fù)到圖3的狀態(tài)，其電流的流通路徑同圖3， 在此不再敘述。當(dāng)插入板完全拔出時，當(dāng)隨著其的退出，第二對彈性觸點(diǎn)(前觸點(diǎn))也與雙面導(dǎo)
電層6-1和6-2脫離接觸并恢復(fù)接觸/閉合狀態(tài)，整個電路的連接關(guān)系又恢復(fù)到圖2的 狀態(tài)，其電流的流通路徑同圖2，在此不再敘述。
故此，設(shè)置前、后二對觸點(diǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電路形式，使得在插入板插入和退出的 過程中，始終有一對接點(diǎn)處于接觸/閉合狀態(tài)，其電流回路從電路結(jié)構(gòu)上保證了永遠(yuǎn)不 會有開路的可能，保證了現(xiàn)場操作的人身安全和設(shè)備安全。
在圖5中， 一旦前、后二對接點(diǎn)由于種種原因發(fā)生接觸不良或開路，這個時候只 要第一、第二連接端之間的電壓超過0.7V，接在第一、二連接端之間的二極管D1或 D2就將導(dǎo)通(圖中以D2導(dǎo)通為例)，由于二極管的電路特性，其兩端之間的壓降不 會大于0.7V，最大功耗也不會大于3.5W，遠(yuǎn)在一次電流互感器CT的容量內(nèi)，不會 影響電流回路的其他設(shè)備工作，起到了相應(yīng)的保護(hù)作用，保證了電流回路的連續(xù)性。
采用二極管并聯(lián)在測量設(shè)備電流互感器二端的電路形式，起到了防止電流回路開 路的作用，但由于二極管導(dǎo)通在0.7V左右，而二次CT電壓降僅是毫伏數(shù)量級，因此 對于二次測量回路也根本不會造成分流和影響其測量精度。同時，對于二次CT回路 由于接觸不好等原因造成的開路則進(jìn)行了旁通，避免了二次測量回路的開路。
可見，采用上述結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，其整個回路的插拔在技術(shù)和安全上沒有問題， 解決了電流二次回路的插拔問題，使得電測設(shè)備和二次回路的連接完全可以實(shí)現(xiàn)整體 "熱插拔"，為運(yùn)行維護(hù)和檢測校驗(yàn)提供了方便。
本實(shí)用新型可廣泛用于變電站電測或監(jiān)控領(lǐng)域。
權(quán)利要求1. 一種可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱插拔的裝置，包括測表計(jì)電流二次回路電流互感器的接入端子和待接入的電流互感器，其特征是在電流互感器接入端子的第一、第二連接端之間，設(shè)置一具有雙彈性接點(diǎn)的插接簧片組；在電流互感器接入端子的第一、第二連接端之間，設(shè)置一雙向二極管組；設(shè)置一具有雙面導(dǎo)電層且兩導(dǎo)電層之間相互絕緣的插入板；插入板兩面的導(dǎo)電層分別與待接入電流互感器一次線圈的兩端電連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱插拔的裝 置，其特征是所述的具有雙彈性接點(diǎn)的插接簧片組包括上彈簧片和下彈簧片，其上彈 簧片分別由第一簧片和第二簧片構(gòu)成，其下彈簧片分別由第三簧片和第四簧片構(gòu)成， 在第一、第三簧片的前端，對應(yīng)設(shè)置第一對彈性觸點(diǎn)，在第二和第四簧片的前端，對 應(yīng)設(shè)置第二對彈性觸點(diǎn)，上彈簧片和下彈簧片結(jié)構(gòu)鏡像對稱，其第一、第三簧片的長 度大于其第二、第四簧片長度，且第一對彈性觸點(diǎn)和第二對彈性觸點(diǎn)之間為電氣并聯(lián)連接關(guān)系。
3. 按照權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱插拔的裝 置，其特征是所述的雙向二極管組包括兩只反向并接的二極管，其第一二極的負(fù)極與 第二二極管的正極并聯(lián)后與電流互感器接入端子的第一連接端連接，其第一二極管的 正極與第二二極管的負(fù)極并聯(lián)后與電流互感器接入端子的第二連接端連接。
4. 按照權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱插拔的裝 置，其特征是所述插入板兩面的導(dǎo)電層為雙面印刷線路板上的涂銀銅箔層。
5. 按照權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱插拔的裝 置，其特征是在所述插入板的前端，距其邊緣距離等于或小于第一對彈性觸點(diǎn)與第二 對彈性觸點(diǎn)之間橫向間距的一段的表面，無雙面導(dǎo)電層。
專利摘要一種可實(shí)現(xiàn)變電站電測表計(jì)二次電流回路安全熱插拔的裝置，屬安全裝置領(lǐng)域。包括二次回路電流互感器的接入端子和待接入的電流互感器，其在電流互感器接入端子的連接端之間，設(shè)置一具有雙彈性接點(diǎn)的插接簧片組；同時設(shè)置一雙向二極管組，還設(shè)置一具有雙面導(dǎo)電層且兩導(dǎo)電層之間相互絕緣的插入板，其插入板兩面的導(dǎo)電層分別與待接入電流互感器一次線圈的兩端電連接。其利用機(jī)械和電子雙重技術(shù)手段，保證了二次回路的投運(yùn)/退出處于最簡單和可靠技術(shù)保護(hù)下，實(shí)現(xiàn)了變電站電測表計(jì)二次電流回路的“熱插拔”，大大簡化了運(yùn)行中測量設(shè)備檢修更換和試驗(yàn)調(diào)試的繁瑣過程，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。可廣泛用于變配電系統(tǒng)的電測或監(jiān)控領(lǐng)域。
文檔編號H01F38/28GK201229370SQ20082015024
公開日2009年4月29日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者戴春怡 申請人:上海市電力公司超高壓輸變電公司