一種適於環網櫃就地改造的終端箱的製作方法

2023-05-23 02:49:01

本發明涉及戶外電氣設備技術領域，尤其是一種適於環網櫃就地改造的終端箱。

背景技術：

配電作為電能發變送配中的最後一個環節，在電力生產中具有非常重要的作用，由於歷史原因，過去配電設備的自動化程度不高。隨著經濟的發展和生活水平的提高，對供電質量和可靠性提出了更高的要求，大規模的兩網改造結束後，配電網的布局得到了優化，需要進一步提高配電網的可靠性，全面實現高水平的配電網自動化，對老舊設備的自動化改造也就越加迫切。

舊環網櫃分合功能正常，均能正常使用，如果直接將舊環網櫃進行淘汰報廢處理將造成巨大浪費。根據以往做法是借用原環網櫃廠家新環網櫃數臺，對舊環網櫃進行替換，將舊環網櫃返廠改造後再進行停電更換。但是目前有些電力公司安裝的舊環網櫃分別為多個廠家生產，因單個廠家環網櫃數量不多，環網櫃廠家不提供替換服務。因此怎樣實現環網櫃的就地智能化改造成為目前面臨的一項重大技術難題。

目前多數採用的是在舊環網櫃旁再安裝一個終端箱，其中放置所需的PT、CT、DTU等，並設置端子排等附件。然而戶外安裝的終端箱的端子排的端子部分採用雙排式接線端子，例如在接線端子基板上、下各設置一排螺杆型接線柱，中間用外置的直線形連接銅排將上、下排對應的兩個接線柱連接起來，再用墊片及螺母將輸入端及輸出端分別鎖固於上、下兩排接線柱。但是這種雙排式接線端子排體積大所需的空間比較大，對於就地改造來說，不利於空間的有效利用。也有部分的端子採用單排式接線，輸入端與輸出端同時接在接線端子基板的同一個螺杆型接線柱上，再用墊片及螺母鎖緊。這種單排式接線端子排雖然節省了空間，但是可能會在接線時接觸面貼合不良，接觸電阻會增大，出現過熱現象，甚至會引起火災，對於電氣安全性來說存在缺陷，不利於就地改造後的安全性。同時，南方沿海沿江城市氣候悶熱潮溼，普通端子排長時間運行在這種環境下，很容易發生信號丟失的現象。

公知的技術是DTU數據通信模塊即數據傳輸單元已經廣泛的應用於物聯網中，但是目前使用的DTU數據通信模塊大多只是採用GPRS無線方式進行通信，這樣一旦沒有GPRS基站或者GPRS通信模塊損壞或者網絡堵塞時，就無法及時將數據傳輸出去，這是現有技術所存在的不足之處。而有少部分DTU數據通信模塊採用wifi無線方式進行通信，然而公共的wifi熱點少，個人的wifi熱點則開放時間不確定，因此，如果沒有可用的wifi熱點，也無法及時將數據傳輸出去。

技術實現要素：

因此，本發明所要解決的技術問題是，提高就地改造環網櫃的空間利用性、安全性和數據傳輸及時性。為此，本發明提出一種適於環網櫃就地改造的終端箱。

本發明的研究人員發現，在端子排中設置具有多個圓弧段和多個直線段的圓弧型連接銅排，且每個圓弧段的弧度為90°，則可以有效地減少佔用空間，提高空間使用率，同時還能降低電弧的發生，從而提高安全性。其降低電弧發生的原理可能是因為90°的圓弧形成了成對的電場，從而消除了電弧的形成。

本發明的研究人員還發現，將圓弧型連接銅排以及相應的接線柱塗覆到點聚苯胺後，可以有效提高接觸面的貼合程度，並降低接觸電阻，降低電弧的發生，減少信號丟失，提高了配網設備的安全性和信號穩定性。

因此，本發明採用的技術方案是：一種適於環網櫃就地改造的終端箱，包括環網櫃和側櫃，其中側櫃由端子排室、DTU室、光端機室三部分組成，環網櫃包括電源櫃和若干開關本體，電源櫃與若干開關本體相連，為其提供電源供電，若干開關本體完成環網櫃分、合閘操作；端子排室位於環網櫃和DTU室之間，端子排室放置端子排，分別與若干開關本體進行電氣連接，端子排包括接線端子基板，接線端子基板內設有圓弧型連接銅排，圓弧型連接銅排的一端延伸於接線端子基板的一表面，另一端延伸出接線端子基板的另一表面，圓弧型連接銅排具有多個直線段和多個圓弧段，每個圓弧段的弧度為90°，圓弧型連接銅排的直線段設有螺栓型接線柱，螺栓型接線柱和圓弧型連接銅排都塗覆有導電聚苯胺材料；DTU室放置DTU和無線通信模塊，DTU與端子排相連，對若干開關本體的進行饋線自動化和繼電保護，無線通信模塊與DTU相連，以採集數據與外部進行通信，無線通信模塊包括CPU控制模塊、通信電源模塊、wifi通信模塊和GPRS通信模塊，CPU控制模塊分別與通信電源模塊、wifi通信模塊和GPRS通信模塊連接，wifi通信模塊內置wifi帳戶密碼錶，wifi帳戶密碼錶存儲多個wifi熱點的帳戶和密碼，wifi通信模塊通過GPRS通信模塊或多個wifi熱點連接雲端伺服器，定期從雲端伺服器更新wifi帳戶密碼錶；光端機室放置光端機，光端機包括有線通信接口模塊，CPU控制模塊與有線通信接口模塊連接，有線通信接口模塊與通信電源模塊連接，wifi通信模塊、GPRS通信模塊和有線通信接口模塊通過電源開關模塊與通信電源模塊連接，電源開關模塊與CPU控制模塊連接。

本發明的數據通信模塊既可以採用有線通信，也可以採用無線通信。其中無線通信既可以採用GPRS進行通信，也可以採用wifi進行通信。本發明的CPU控制模塊可以根據實際情況自動進行選擇合適的通信方式。

優選的是，電源櫃包括，電壓互感器、繼電器、電源管理模塊、PT櫃端子排和蓄電池；電壓互感器，將外部高壓轉換為第一交流電壓和第二交流電壓；第一交流電壓經PT櫃端子排直接與若干開關本體相連，第二交流電壓經繼電器與電源管理模塊相連；電源管理模塊，將第二交流電壓整流為直流電後，分別與PT櫃端子排和蓄電池相連；蓄電池，在外部電源供電中斷時，經電源管理模塊為環網櫃提供緊急電源；PT櫃端子排，分別與若干開關本體相連，提供所需供電。

優選的是，第一交流電壓為110V，第二交流電壓為220V。

優選的是，有線通信接口模塊是光纖通信接口模塊。

優選的是，端子排室和DTU室、光端機室之間開孔，用於光纖和/或二次線路的穿過。

優選的是，端子排室的底部有預留孔，用於二次線路通過並連接環網櫃。

優選的是，DTU室的側面具有通風口。

優選的是，接線端子排基板的外側面呈現一臺階狀，且接線端子排基板的臺階狀側面結合於一相對應的孔型結構，以實現孔型結構的內、外側密封。

優選的是，所述定期更新是指每天、每周或每15天更新。

優選的是，所述有線通信接口模塊是光纖通信接口模塊。

本發明的適於環網櫃就地改造的終端箱的製造方法包括以下步驟。

測量所述環網櫃的大小，並根據現場情況製作側櫃。可以將側櫃設置為緊貼環網櫃，因此，只需製造側櫃的其他三面,環網櫃靠近側櫃的一面需打孔，用於二次線路的通過。開孔部分均需做好封堵，防止凝露現象發生，避免設備誤動作，延長設備誤動作。側櫃由端子排室、DTU室、光端機室三部分組成，將端子排室設置在環網櫃和DTU室之間，分別與若干開關本體進行電氣連接，並便於設備的檢修和故障處理。DTU室用於放置DTU。端子排室和DTU室、光端機室之間開孔，用於光纖和二次線路的穿過。端子排室的底部有預留孔，用於二次線路通過，並連接環網櫃和二次控制系統。DTU室側面開口，保證無線信號良好，防止側櫃形成屏蔽作用，開口位置可以根據需要安裝防風、防雨、防曬裝置，例如設置外推式窗戶。

端子排可以預先製備好，根據本發明的描述和示意圖向相關的生產廠家直接訂購。導電聚苯胺可以採用市面上購買的導電聚苯胺，可以自行進行製備，採用例如水乳液聚合法、高分子酸模板法、模板導向生物法、水溶性有機酸摻雜法等製備方法來製備獲得。可採取常規的塗覆方法例如噴塗、電鍍、刮板塗、物理氣相沉積、化學氣相沉積等將導電聚苯胺塗覆在螺栓型接線柱和圓弧型連接銅排上。

本發明的wifi通信模塊、GPRS通信模塊和有線通信模塊採用常規的通信模塊，wifi通信模塊中內置的wifi熱點的帳戶密碼錶可來源於個人，也可以從網絡運營商購買，或者從網際網路公司購買，例如從騰訊、百度等網際網路公司購買。

本發明具有以下優點：

1、可以對舊環網櫃進行就地改造，充分利用有限的空間，同時提高安全性。

2、有效提高接觸面的貼合程度，並降低接觸電阻，降低電弧的發生，減少信號丟失，提高配網設備的安全性。

3、靈活地採用有線或無線方式進行數據傳輸，wifi無線模塊內置可更新的熱點帳戶密碼錶，可以自動切換熱點，保障了數據傳輸。

4、改造後的環網櫃能夠參與智能配網調度，實現線路故障區域的自動隔離，調度主站可對環網櫃進行遙控、遙測、遙信，達到智能配網的各項基本要求。

附圖說明

圖1是本發明的終端箱的結構示意圖。

圖2是本發明的端子排的結構示意圖。

圖3是圖2的圓弧型連接銅排的結構示意圖。

圖4是本發明的電源櫃的結構示意圖。

圖5是本發明的各個通信模塊的連接示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明進行更全面的描述，其中說明本發明的示例性實施例。

實施例1

參照圖1和圖2，適於環網櫃就地改造的終端箱1包括環網櫃2和側櫃，其中側櫃由端子排室3、DTU室5、光端機室4三部分組成，環網櫃2包括電源櫃(未示出)和若干開關本體(未示出)，電源櫃與若干開關本體相連，為其提供電源供電，若干開關本體完成環網櫃2分、合閘操作。端子排室3位於環網櫃2和DTU室5之間，端子排室3放置端子排(未示出)，分別與若干開關本體進行電氣連接，端子排包括接線端子基板6，接線端子基板6內設有圓弧型連接銅排8，圓弧型連接銅排8的一端延伸於接線端子基板6的一表面，另一端延伸出接線端子基板6的另一表面，圓弧型連接銅排8具有多個直線段14和多個圓弧段15，每個圓弧段15的弧度為90°，圓弧型連接銅排8的直線段14設有螺栓型接線柱7，其中一螺栓型接線柱7上連接一輸入端9，另外的螺栓型接線柱7上分別連接一輸出端10。圓弧型連接銅排8的一端還連接一輸出端銅排11，以並接多個螺栓型接線柱7。輸出端銅排11連接於圓弧型連接銅排8延伸於接線端子基板6表面的一端。接線端子排基板1的外側面呈現一臺階狀12，且接線端子排基板1的臺階狀側面結合於一相對應的孔型結構13，以實現孔型結構13的內、外側密封。圓弧型連接銅排8在接線端子基板6內部的部分形成多個圓弧段15，並在延伸出接線端子基板6的一端形成直線段14，直線段14上設有螺栓型接線柱7。螺栓型接線柱7和圓弧型連接銅排8都塗覆有導電聚苯胺材料(未示出)。DTU室5放置DTU和無線通信模塊，DTU與端子排相連，對若干開關本體的進行饋線自動化和繼電保護，無線通信模塊與DTU相連，以採集數據與外部進行通信。光端機室4放置作為備用的光端機，以備傳輸方式由無線改為有線時，可以對DTU進行光纖改造。

參見圖3，其是圖2中圓弧型連接銅排的結構示意圖。圓弧型連接銅排8由3個直線段14和4個圓弧段15組成，其中每個圓弧段的弧度都是90°，每個直線段14設有螺栓型接線柱(未示出)。

參見圖4，為本發明實施例中的電源櫃，該電源櫃包括，電壓互感器、繼電器、電源管理模塊、PT櫃端子排和蓄電池；其中，電壓互感器，將外部高壓轉換為第一交流電壓和第二交流電壓；第一交流電壓經PT櫃端子排直接與若干開關本體相連，第二交流電壓經繼電器與電源管理模塊相連；電源管理模塊，將第二交流電壓整流為直流電後，分別與PT櫃端子排和蓄電池相連；蓄電池，在外部電源供電中斷時，經電源管理模塊為環網櫃提供緊急電源；PT櫃端子排，分別與若干開關本體相連，提供所需供電。其中，第一交流電壓為110V，第二交流電壓為220V。

參見圖5，無線通信模塊包括CPU控制模塊、通信電源模塊、wifi通信模塊和GPRS通信模塊，CPU控制模塊分別與通信電源模塊、wifi通信模塊和GPRS通信模塊連接，wifi通信模塊內置wifi帳戶密碼錶，wifi帳戶密碼錶存儲多個wifi熱點的帳戶和密碼，wifi通信模塊通過GPRS通信模塊或多個wifi熱點連接雲端伺服器，定期從雲端伺服器更新wifi帳戶密碼錶。光端機包括有線通信接口模塊，CPU控制模塊與光端機的有線通信接口模塊連接，有線通信接口模塊與通信電源模塊連接，wifi通信模塊、GPRS通信模塊和有線通信接口模塊通過電源開關模塊與通信電源模塊連接，電源開關模塊與CPU控制模塊連接。本文的定期更新是指每天、每周或每15天更新。有線通信接口模塊是光纖通信接口模塊，也可以採用同軸電纜接口模塊是進行通信。

將終端箱進行通電測試，採用100千伏環網櫃，測試環境為80℃、溼度90％，其穩定運行時間在1500小時以上，期間沒有發生信號丟失、電阻增大的情形。

對比例1

除圓弧型連接銅排8的圓弧段替換為直線折線段之外，其餘同實施例1。

將終端箱進行通電測試，採用100千伏環網櫃，測試環境為80℃、溼度90％，其穩定運行時間為1100小時，期間信號偶爾丟失、電阻稍微增大，穩定運行後發生信號丟失的情況。

對比例2

除圓弧型連接銅排8的圓弧段的圓弧替換為120°之外，其餘同實施例1。

將終端箱進行通電測試，採用100千伏環網櫃，測試環境為80℃、溼度90％，其穩定運行時間為980小時，期間信號偶爾丟失、電阻稍微增大，穩定運行後發生信號丟失的情況。

對比例3

除將導電聚苯胺替換為導電聚乙烯之外，其餘同實施例1。

將終端箱進行通電測試，採用100千伏環網櫃，測試環境為80℃、溼度90％，其穩定運行時間為1030小時，期間信號偶爾丟失、電阻稍微增大，穩定運行後發生信號丟失的情況。

以上內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。