中压载波电感耦合器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020395635.7 (22)申请日 2020.03.25 (73)专利权人 湖州泰伦电力自动化工程有限公 司 地址 313000 浙江省湖州市敬业路988号三 楼 (72)发明人 吴全文徐俊文裕涛褚佳佳 (74)专利代理机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 代理人 杨学强 (51)Int.Cl. H01F 38/14(2006.01) H01F 27/26(2006.01) (54)实用新型名称 一种中压载波电感耦合器 (57)摘要 本实用新型涉及载波通信设。

2、备技术领域， 具 体为一种中压载波电感耦合器， 包括两片呈半圆 环形并能拼成一个圆环形磁芯的第一半磁环和 第二半磁环， 所述第一半磁环外包裹有第一外壳 体， 所述第二半磁环包裹有第二外壳体， 所述第 一外壳体上固定有沿磁芯轴向延伸的用于包裹 电缆的第一弧形外包围板， 所述第二外壳体上固 定有沿磁芯轴向延伸并配合所述第一弧形外包 围板一起包裹电缆的第二弧形外包围板， 结构安 装更加稳定可靠又耦合效果好。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 211670103 U 2020.10.13 CN 211670103 U 1.一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 包括两片呈半圆环形并能拼成一个。

3、圆环形 磁芯的第一半磁环 （1） 和第二半磁环 （2） ， 所述第一半磁环 （1） 外包裹有第一外壳体 （a） ， 所 述第二半磁环 （2） 包裹有第二外壳体 （b） ， 所述第一外壳体 （a） 上固定有沿磁芯轴向延伸的 用于包裹电缆的第一弧形外包围板 （c） ， 所述第二外壳体 （b） 上固定有沿磁芯轴向延伸并配 合所述第一弧形外包围板 （c） 一起包裹电缆的第二弧形外包围板 （d） 。 2.根据权利要求1所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 所述第一半磁环 （1） 和所述第二半磁环 （2） 均为横截面呈矩形的磁环结构。 3.根据权利要求2所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于：。

4、 所述第一外壳体 （a） 为截面呈矩形的C型中空方管， 所述第二外壳体 （b） 为截面呈矩形的C型中空方管。 4.根据权利要求2所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 所述第一外壳体 （a） 和所述第二外壳体 （b） 均为注塑壳体。 5.根据权利要求4所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 所述第一弧形外包围 板 （c） 和所述第二弧形外包围板 （d） 均为注塑板且分别一体成型于所述第一外壳体 （a） 上和 所述第二外壳体 （b） 上。 6.根据权利要求4所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 所述第一外壳体 （a） 在沿磁芯轴向的前后两侧均具有所述第一弧形外包围板 （c） 。

5、， 所述第二外壳体 （b） 在沿磁芯 轴向的前后两侧均具有所述第二弧形外包围板 （d） 。 7.根据权利要求1所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 所述第一外壳体 （a） 靠电缆使用一侧的部位上安装有第一弹性弧形板 （e） ， 所述第二外壳体 （b） 靠电缆使用一侧 的部位上安装有第二弹性弧形板 （f） 。 8.根据权利要求1所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 所述第一弧形外包围 板 （c） 靠电缆使用一侧的部位上安装有第一延伸弹性弧形板 （g） ， 所述第二弧形外包围板 （d） 靠电缆使用一侧的部位上安装有第二延伸弹性弧形板 （h） 。 9.根据权利要求1所述的一种中压载波。

6、电感耦合器， 其特征在于： 所述第一弧形外包围 板 （c） 背对电缆使用一侧的部位上安装有第一屏蔽层 （31） ， 所述第二弧形外包围板 （d） 背对 电缆使用一侧的部位上安装有第二屏蔽层 （32） 。 10.根据权利要求1所述的一种中压载波电感耦合器， 其特征在于： 所述第一弧形外包 围板 （c） 在沿磁芯轴向的长度不小于所述第一外壳体 （a） 在沿磁芯轴向的长度， 所述第二弧 形外包围板 （d） 在沿磁芯轴向的长度不小于所述第二外壳体 （b） 在沿磁芯轴向的长度。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211670103 U 2 一种中压载波电感耦合器 技术领域 0001 本实用新型涉及载波通。

7、信设备技术领域， 具体为一种中压载波电感耦合器。 背景技术 0002 作为从机信号调制中间器件， 能把从机的数据调制到10KV电力线上， 传输给远程 的主机， 用于各种变电站、 配电网络、 发电厂、 高速公路沿线隧道、 工厂、 大型商场、 写字楼及 居民楼， 在实际应用中， 约 10%的远程抄表采集终端的安装点比较特殊， 如地下室的配电 房、 地面上有些点信号不稳定时有时无、 农村偏远地区、 山区等， 这些位置的无线公网信号 弱， 有些点甚至大范围无信号， 不能支持稳定可靠的终端通信。 0003 为了能够替代人工的用电量抄表， 市场上开发出了一款智能抄表系统， 其原理是 利用三大网络运营商的信。

8、号来传输用户的用电量情况， 这种无线公网仅限于网络信号强、 运营商基站分布密集的城市群中， 一旦来到农村偏远山区等无基站的地方就失去了作用， 并且该信号可靠性低， 容易受其它电磁波信号的干扰。 0004 将所需传输数据通过耦合的方式整合进中压10kV电力线中， 以电力线为通信介 质， 为采集终端和主站之间提供稳定、 可靠、 透明的数据传输服务， 无须修改主站、 采集终端 参数实现从主站对无无线覆盖区域终端数据的远方抄读， 终端在线率100%。 0005 那么其中起到关键作用的耦合器， 现有技术中， 主要采用电感式和电容式的结构， 电感式的耦合器包括注入式耦合和卡接式耦合这两类， 注入式耦合是把。

9、电感耦合器安装在 电缆屏蔽层和接地回路中， 把载波信号注入到电感屏蔽层中， 这种耦合方式的主要优点是 接入衰耗极小， 卡接式耦合也称为非注入式耦合， 是把电感耦合器直接卡在中压电缆上， 通 过电缆的屏蔽层接地形成回路， 把载波信号耦合到电缆屏蔽层中， 这种耦合方式的主要优 点是不用断电安装， 接入衰耗较小， 适用于山区或者地形等安装条件较差的场所； 电容耦合 器都采用注入式耦合， 尤其适合架空线路， 这种方式又可分为 “电容耦合器+结合滤波器” 耦 合方式和 “一体化电容” 电容耦合方式，“电容耦合器+结合滤波器” 耦合方式和传统高压载 波的耦合方式相同， 分为 “相-相耦合” 和 “相-地”。

10、 耦合， 一体化电容耦合器具有体积小、 成本 低、 运行安全可靠等特点， 可安装于环网柜内。 0006 现有的很多现场作业， 较多地会运用电感耦合器， 特别是卡接式耦合器， 也即非注 入式耦合器， 如申请号为03257768.0的中国专利公开的一种非注入式电感耦合器。 其包括 两个合并后可套在电力电缆或电力电缆接地线外的半圆形非晶微晶合金磁芯;与锁紧装置 相连且固定在环形非晶微晶合金磁芯外圆周上的环形不锈钢抱箍;和缠绕在非晶微晶合金 磁芯和不锈钢抱箍环上数圈,且两引出端与载波机相连的感应线圈绕组。 与不锈钢抱箍相 连的锁紧装置由挂钩、 鸭嘴和可调螺母组成。 本实用新型提供的非注入式电感耦合器是。

11、利 用套在电力电缆或电力电缆接地线屏蔽层外面的非晶微晶合金磁芯和感应线圈来实现信 号的传输,其无需破坏原有的电缆或电缆接地线的结构,而且结构紧凑,安装十分方便且比 较灵活， 有如申请号为201120139759.X的中国专利公开的一种卡接式中压电感耦合器,所 述的耦合器由两个形状相同的耦合器体拼接成筒状体,筒状体的高度取值范围是:8-15厘 说明书 1/5 页 3 CN 211670103 U 3 米,在两个耦合器体相接触部分的外圆周上,设置有卡扣,筒状体外还设置有绝缘层， 这是 一种结构简单,设计巧妙,操作方便、 快捷,可以进行带电操作,耦合效果好的卡接式中压电 感耦合器。 但是这种现有的结。

12、构与电缆的结合度还不够好， 信号耦合的效果还不能达到很 好， 特别是在需要经常进行信息交互或者是信号不太好的地方使用等情况下， 并不能非常 好地进行通信， 容易出错或者接收不到等不良问题， 另外， 结构的稳定性还可以进一步提 升。 实用新型内容 0007 本实用新型的目的是提供一种结构安装更加稳定可靠又耦合效果好的中压载波 电感耦合器。 0008 本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种中压载波电感 耦合器， 包括两片呈半圆环形并能拼成一个圆环形磁芯的第一半磁环和第二半磁环， 所述 第一半磁环外包裹有第一外壳体， 所述第二半磁环包裹有第二外壳体， 所述第一外壳体上 固定有沿。

13、磁芯轴向延伸的用于包裹电缆的第一弧形外包围板， 所述第二外壳体上固定有沿 磁芯轴向延伸并配合所述第一弧形外包围板一起包裹电缆的第二弧形外包围板。 0009 作为对本实用新型的优选， 所述第一半磁环和所述第二半磁环均为横截面呈矩形 的磁环结构。 0010 作为对本实用新型的优选， 所述第一外壳体为截面呈矩形的C型中空方管， 所述第 二外壳体为截面呈矩形的C型中空方管。 0011 作为对本实用新型的优选， 所述第一外壳体和所述第二外壳体均为注塑壳体。 0012 作为对本实用新型的优选， 所述第一弧形外包围板和所述第二弧形外包围板均为 注塑板且分别一体成型于所述第一外壳体上和所述第二外壳体上。 00。

14、13 作为对本实用新型的优选， 所述第一外壳体在沿磁芯轴向的前后两侧均具有所述 第一弧形外包围板， 所述第二外壳体在沿磁芯轴向的前后两侧均具有所述第二弧形外包围 板。 0014 作为对本实用新型的优选， 所述第一外壳体靠电缆使用一侧的部位上安装有第一 弹性弧形板， 所述第二外壳体靠电缆使用一侧的部位上安装有第二弹性弧形板。 0015 作为对本实用新型的优选， 所述第一弧形外包围板靠电缆使用一侧的部位上安装 有第一延伸弹性弧形板， 所述第二弧形外包围板靠电缆使用一侧的部位上安装有第二延伸 弹性弧形板。 0016 作为对本实用新型的优选， 所述第一弧形外包围板背对电缆使用一侧的部位上安 装有第一屏。

15、蔽层， 所述第二弧形外包围板背对电缆使用一侧的部位上安装有第二屏蔽层。 0017 作为对本实用新型的优选， 所述第一弧形外包围板在沿磁芯轴向的长度不小于所 述第一外壳体在沿磁芯轴向的长度， 所述第二弧形外包围板在沿磁芯轴向的长度不小于所 述第二外壳体在沿磁芯轴向的长度。 0018 本实用新型的有益效果： 安装在电缆上后位置更加准确， 结构稳定性更好， 耦合效 果也更好， 误差率更低， 通信效果更好。 说明书 2/5 页 4 CN 211670103 U 4 附图说明 0019 图1为实施例中耦合器未安装时的立体结构示意图； 0020 图2为图1的上方视角的立体结构示意图； 0021 图3为实施。

16、例中耦合器安装在电缆上时的立体结构示意图； 0022 图4为实施例中半磁环有两个半注塑壳体拆分状态的立体结构示意图。 0023 图中， 1、 第一半磁环， 2、 第二半磁环， a、 第一外壳体， b、 第二外壳体， c、 第一弧形外 包围板， d、 第二弧形外包围板， e、 第一弹性弧形板， f、 第二弹性弧形板， g、 第一延伸弹性弧 形板， h、 第二延伸弹性弧形板， 31、 第一屏蔽层， 32、 第二屏蔽层,100、 锁紧件， 200、 初级线 圈。 具体实施方式 0024 以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释， 其并不是对本实用新型的限制， 本 领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据。

17、需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改， 但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。 0025 实施例， 如图1-4所示， 一种中压载波电感耦合器， 包括两片呈半圆环形并能拼成 一个圆环形磁芯的第一半磁环1和第二半磁环2， 所述第一半磁环1外包裹有第一外壳体a， 所述第二半磁环2包裹有第二外壳体b， 外壳体采用塑料或者塑胶制的壳体， 以更好地保护 好半磁环， 中压配网载波通信的通频段为10-500kHz， 从实际应用的效果来看， 卡式电感耦 合器的磁环宜采用相对磁导率不要太高的铁磁材料， 尽量选用铁氧磁环， 如锰锌铁氧体、 镍 锌铁氧体。 所述第一外壳体a上固定有沿磁芯轴向延伸的用。

18、于包裹电缆的第一弧形外包围 板c， 所述第二外壳体b上固定有沿磁芯轴向延伸并配合所述第一弧形外包围板c一起包裹 电缆的第二弧形外包围板d。 本申请的电感耦合器是卡接式， 所以可以不断电直接安装在电 缆上， 而第一外壳体a和第二外壳体b就是在电缆的上进行拼合成一个环形的壳体， 以使得 第一半磁环1和第二半磁环2相应拼成圆环形的完整磁环进行耦合， 所以， 半磁环和外壳体 的形状相仿， 外壳体是空心的结构， 里面就是用于放置半磁环的， 当然， 外壳体尺寸稍大一 点， 以正好容纳半磁环为宜， 那么其中很重要的一点在于， 电缆有一段会被包夹在两个外壳 体a拼成的完整圆环形外壳的内圈包围的圆形中心区域中，。

19、 也就会经过完整磁环的中心区 域， 而要通过磁场进行效果较好的耦合的话， 应最好将电缆保持笔直并垂直于完整磁环的 径向面这种状态来经过完整磁环的中心区域， 以减少损耗， 提高信号的耦合质量， 保证信号 的安全可靠性， 减少出错率， 第一弧形外包围板c和第二弧形外包围板d分别延长了第一外 壳体a和第二外壳体b在轴向夹持电缆的长度， 单块外包围板的轴向长度控制在单个外壳体 轴向长度的0.5-2倍之间为宜， 外壳体的轴向两端均可以设计有外包围板， 也即第一外壳体 a和第二外壳体b在轴向的两端可以均具有外包围板， 提升包夹电缆的时候电缆的笔直程度 和电缆垂直磁环径向的程度， 以提升耦合效果。 另外， 。

20、在两个外壳体连通外包围板包夹住电 缆以后进行固定的时候， 可以在两个外壳体轴向同一侧的第一弧形外包围板c和第二弧形 外包围板d上通过外界的绳索捆绑或者通过外界的抱紧箍来进行安装固定的方式， 将第一、 二外壳体和外包围板都固定安装至电缆上， 当然， 也可以直接在第一弧形外包围板c和第二 弧形外包围板d上原先安装常规的锁扣结构或者抱紧箍等锁紧件100， 来完成耦合器在电缆 的拼装， 这样锁紧件不用像现有技术一样设置在磁环的部位上， 而线圈是绕制在外壳体上， 说明书 3/5 页 5 CN 211670103 U 5 可以减少很多操作以及耦合的干扰。 0026 进一步， 所述第一半磁环1和所述第二半磁。

21、环2均为横截面呈矩形的磁环结构。 这 也是较为常用的磁环形状， 运用在本申请中能发挥更好的效果。 所述第一外壳体a为截面呈 矩形的C型中空方管， 所述第二外壳体b为截面呈矩形的C型中空方管， 中空方管的两个管口 可以封口， 也可以不封口， 但是由于气隙对耦合电压的影响， 两磁环拼接处的微小气隙应尽 量减少， 以减少漏磁， 经过长期使用的实践， 气隙保持在0.05mm以下， 耦合的效果是最好的， 气隙越大， 耦合效果变差， 当然， 气隙不能是为0， 也即不能完全贴紧以防止达到磁路饱和， 避免磁饱和时信号失磁， 而没有封口的结构， 可以使得两个磁环的拼接处靠得更加紧密， 达 到较好的贴紧距离， 以。

22、提升耦合效果。 0027 前述提及， 所述第一外壳体a和所述第二外壳体b可以采用塑料等类似材质的壳 体， 所以， 可以通过注塑工艺形成注塑壳体来作为外壳体使用。 由此， 第一、 二外壳体可以直 接通过注塑工艺注塑成型在半磁环上， 例如， 第一半磁环1外直接注塑成型有第一外壳体a， 也可以将第一外壳体a设计成在轴向上的两半可以扣合的部分， 这样， 就能完成半磁环的外 壳体的包装作业。 更为优化地， 所述第一弧形外包围板c和所述第二弧形外包围板d均为注 塑板且分别一体成型于所述第一外壳体a上和所述第二外壳体b上， 也即在外壳体注塑时一 同注塑成型即可， 当然， 第一弧形外包围板c和所述第二弧形外包。

23、围板d都是靠相应外壳体 的弧形内圈部分开始在轴向延伸， 且外包围板的内侧弧形壁面与外壳体的内圈壁面应保持 形状相仿为宜， 而为了两个半磁环的之间能贴近， 完整磁环的内圈是要比电缆直径大一点 的， 这样才能保证电缆处于完整磁环的内圈中， 同时， 半磁环间的气隙能变得很小。 当然， 为 了提升结构的稳定性和对称性， 做进一步优化： 所述第一外壳体a在沿磁芯轴向的前后两侧 均具有所述第一弧形外包围板c， 所述第二外壳体b在沿磁芯轴向的前后两侧均具有所述第 二弧形外包围板d， 这一点前面也有提到， 使得整个包覆电缆的效果会更好。 0028 再者， 如果为了电缆的包覆效果， 可以设计所述第一外壳体a靠电。

24、缆使用一侧的部 位上安装有第一弹性弧形板e， 也即在内圈面上进行设置， 具体可以黏贴海绵板或者橡胶板 等这种弹性可压缩舒张的弧形板， 同理， 所述第二外壳体b靠电缆使用一侧的部位上安装有 第二弹性弧形板f， 在第一、 二外壳体包紧电缆后可以更好地包紧电缆， 让电缆的线性会更 好， 同时结构的严实度会更高。 既然外壳体上可以设计这种弧形板， 那么在外包围板的内壁 一侧， 也即靠电缆使用侧， 也可以这么设计， 则可以在所述第一弧形外包围板c靠电缆使用 一侧的部位上安装有第一延伸弹性弧形板g， 而所述第二弧形外包围板d靠电缆使用一侧的 部位上也安装有第二延伸弹性弧形板h， 材质可以参照前述弧形板。 。

25、0029 而且， 能进一步提升信号安全性和准确性方面， 所述第一弧形外包围板c背对电缆 使用一侧的部位上安装有第一屏蔽层31， 所述第二弧形外包围板d背对电缆使用一侧的部 位上安装有第二屏蔽层32， 也即在外包围板的外侧可以贴附有防信号干扰用的屏蔽板作为 屏蔽层， 减少耦合过程中信号的受干扰程度。 0030 另外， 前述， 单块外包围板的轴向长度控制在单个外壳体轴向长度的0.5-2倍之间 为宜， 实际使用过程中， 更为优选的是， 所述第一弧形外包围板c在沿磁芯轴向的长度不小 于所述第一外壳体a在沿磁芯轴向的长度， 所述第二弧形外包围板d在沿磁芯轴向的长度不 小于所述第二外壳体b在沿磁芯轴向的长。

26、度， 也即外包围板轴向长度为单个外壳体轴向长 度的1-2倍之间是更好的选择。 说明书 4/5 页 6 CN 211670103 U 6 0031 初级线圈200可以绕制在任一一个外壳体上并与相应的载波设备电连接， 次级线 圈即为中压配网的电缆回路， 初级线圈匝数配置为3匝， 在使用时的效果会更好， 耦合电压 的误差可以控制在一个较小的范围。 0032 以上所述， 仅为本实用新型的具体实施方式， 但本实用新型的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内， 可轻易想到各种 等效的修改或替换， 这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。 因此， 本实用 新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。 说明书 5/5 页 7 CN 211670103 U 7 图 1 说明书附图 1/4 页 8 CN 211670103 U 8 图 2 说明书附图 2/4 页 9 CN 211670103 U 9 图 3 说明书附图 3/4 页 10 CN 211670103 U 10 图 4 说明书附图 4/4 页 11 CN 211670103 U 11 。