[發明專利]一種基于溫度差法的電纜中間接頭溫升在線監測裝置及方法

在審

• 申請號: 201710834391.0
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107764424A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 張沖標;唐昕;周海燕;劉慶生;曹吉領;梅宇佳;葛琪;周楨濤;成龍
• 申請（專利權）人: 國網浙江嘉善縣供電公司;國家電網公司;國網浙江省電力公司嘉興供電公司;嘉善恒興電力建設有限公司
• 主分類號: G01K7/22
• 分類號: G01K7/22;G01K1/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及電力設備領域，尤其涉及到一種電纜中間接頭溫升在線監測裝置及其方法。

背景技術

電力設備由于生產品質、安裝質量、運行時間、使用頻度及工作環境等影響，造成安裝處接觸不可靠，溫升超出國家規定的允許范圍，使得電纜終端絕緣老化，甚至出現擊穿損壞等嚴重后果。電力電纜中間接頭的溫度是反映其運行狀態的重要參數。引起電纜接頭溫度升高直接原因是接頭運行時間長、壓接頭不緊、接觸電阻過大等。接頭長期運行造成的過熱、燒穿絕緣等現象容易引發火災，從而造成重大安全事故和經濟損失。

電纜接頭過熱到事故發生，其發展速度緩慢、時間較長，采用傳統人工巡檢的方法可靠性低、實時性差，難以及時發現設備安全隱患。因此，如何有效地進行電纜接頭溫度的自動監測和控制具有重要的現實意義。

在電力系統中，由于電纜接頭接觸電阻過大、過負荷等因素引起接頭溫度過高，使得接頭處絕緣變差或燒崩突發事故引起火災，給工業生產帶來嚴重的安全隱患，甚至導致設備強迫停運、短時間無法恢復生產的嚴重事故，降低電網安全運行的可靠性，造成重大經濟損失。

電纜接頭是電力電纜最薄弱的環節，運行時間越長越容易發生過熱燒穿事故。接頭溫度是衡量電纜接頭運行中絕緣狀態是否良好的重要指標，其溫度變化在正常運行情況下是由于電流通過內部導體引起的。當電纜在正常負荷運行時，接頭內部的溫度大約為90℃；當電纜滿負荷運行時，接頭溫度會達250℃左右；當溫度再升高時，接頭處的氧化膜加厚，接觸電阻隨之加大，在一定通電時間的作用下，接頭的絕緣介質分解碳化為非絕緣物，導致故障發生。因此，準確了解電纜接頭線芯的溫度，對監測電纜接頭是否正常運行具有重要意義。為此本發明提出一種基于溫度差法的電纜中間接頭溫升在線監測裝置及其方法，該裝置通過實時監測電纜中間接頭溫度與環境溫度的差值，解決了測量裝置判據受到環境溫度影響問題。

發明內容

本發明主要解決現有技術中采用傳統人工巡檢電纜接頭的方法存在人力、物力、財力浪費且監測可靠性低、實時性差，難以及時發現設備安全隱患，提供了一種基于溫度差法的電纜中間接頭溫升在線監測裝置及其方法，可以準確獲取電纜接頭溫度，對其進行實時監測，確保電纜健康安全運行。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：基于溫度差法的電纜中間接頭溫升在線監測裝置，包括：溫度傳感模塊、微處理器、電源電路，溫度傳感模塊輸出端與微處理器電路的I/O口連接，電源電路與微處理器電路相連。

溫度傳感模塊，包括多個測量電纜接頭溫度的溫度傳感器和一個環境溫度傳感器，把多個溫度傳感器均勻安裝在電纜井電纜中間接頭上，各溫度傳感器采用保溫材料固定在電纜中間接頭電場應力集中處及中間連接處；環境溫度傳感器，實時監測電纜井環境溫度。

微處理器，對溫度傳感模塊中所測的電纜接頭溫度值進行篩選處理，取得準確的溫度值，對篩選過的溫度值進行均值處理，將均值處理后的溫度值與環境傳感器測得的溫度值進行差值處理，得到電纜接頭溫升值通過與警示溫度閾值比較，判斷是否進行報警；當電纜接頭溫升值大于警示溫度閾值時，微處理器發出警示信號。

本發明通過溫度傳感模塊測量電纜接頭溫度和電纜井環境溫度，對溫度傳感模塊中所測的電纜接頭溫度值進行篩選處理，取得準確的溫度值，對篩選過的溫度值進行均值處理，將均值處理后的溫度值與環境傳感器測得的溫度值進行差值處理，得到電纜接頭溫升值通過與警示溫度閾值比較，判斷是否進行報警；當電纜接頭溫升值大于警示溫度閾值時，微處理器發出警示信號到電腦通知工作人員，地址選擇電路確定故障電纜接頭位置，對其進行及時搶修，以實現對電纜井電纜接頭溫升在線監測功能。

作為一種優選方案，溫度傳感器由熱敏電阻和振蕩電路組成。溫度傳感器將溫度信號轉換成頻率信號輸出，使溫度值與頻率值一一對應，采用頻率信號輸出，提高裝置抗磁場和電場干擾能力。

作為一種優選方案，該裝置還包括煙霧傳感器、水位傳感器、姿態傳感器、通信接口、顯示電路、按鍵電路、地址選擇電路、電源電路。

姿態傳感器采用三軸陀螺儀，可以檢測電纜井X、Y、Z三個方向移動情況。

煙霧傳感器采用離子煙霧報警器，對微小的煙霧粒子的感應非常靈敏，對各種煙能均衡響應。

水位傳感器采用浮子式水位傳感器，設備最成熟，適用于電纜井的水位監測。

顯示電路，顯示微處理器中的相關數據。

按鍵電路，在微處理器中設置警示溫度閾值和溫差閾值

通信接口，當溫升值大于所設警示閾值時，微處理器通過通信接口向電腦發出警示信號通知工作人員。