[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)電纜終端異常溫度檢測(cè)降溫裝置及預(yù)警方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910297628.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN110044499B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭蕾;車雨軒;曹偉東;李麗妮;邢立勐;周利軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K1/02
• 分類號(hào): G01K1/02;G01R31/12;G01R31/08;G05D23/20
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

1.一種配電網(wǎng)電纜終端異常溫度檢測(cè)降溫裝置，其特征在于，包括

液氮儲(chǔ)存罐(1)、數(shù)控開關(guān)閥門(2)、內(nèi)壁為聚四氟乙烯隔離層(5)的不銹鋼罐體(4)；

還包括液氮儲(chǔ)存罐(1)的第一電磁閥出流通道(10)和第二電磁閥出流通道(32)，第一電磁閥出流通道(10)和第二電磁閥出流通道(32)均通過鋁合金導(dǎo)流外管道(6)與數(shù)控開關(guān)閥門(2)相連，數(shù)控開關(guān)閥門(2)通過鋁合金導(dǎo)流外管道(7)與螺旋固定在不銹鋼罐體(4)內(nèi)壁上的鋁合金導(dǎo)流內(nèi)管道(8)相連，鋁合金導(dǎo)流內(nèi)管道(8)與鋁合金導(dǎo)流外管道(9)相連，鋁合金導(dǎo)流外管道(9)與電磁閥回流通道(11)連接，在液氮儲(chǔ)存罐(1)、鋁合金導(dǎo)流外管道(6)、數(shù)控開關(guān)閥門(2)、鋁合金導(dǎo)流外管道(7)、鋁合金導(dǎo)流內(nèi)管道(8)、鋁合金導(dǎo)流外管道(9)內(nèi)實(shí)現(xiàn)液氮的循環(huán)；不銹鋼罐體(4)通過前固定孔(14)和后固定孔(15)套入待連接的電纜終端(31)，接地測(cè)試線(30)穿過后端導(dǎo)線孔(17)與后續(xù)檢測(cè)裝置連接；

第一溫度傳感器(20)、第二溫度傳感器(21)、第三溫度傳感器(22)、第四溫度傳感器(23)、第五溫度傳感器(24)放置在電纜終端絕緣層與外半導(dǎo)電層之間，第六溫度傳感器(25)、第七溫度傳感器(26)、第八溫度傳感器(27)、第九溫度傳感器(28)、第十溫度傳感器(29)放置在與第一溫度傳感器(20)、第二溫度傳感器(21)、第三溫度傳感器(22)和第四溫度傳感器(23)、第五溫度傳感器(24)相對(duì)的另一側(cè)電纜終端絕緣層與外半導(dǎo)電層之間，一號(hào)溫度傳感器(20)、二號(hào)溫度傳感器(21)、三號(hào)溫度傳感器(22)、六號(hào)溫度傳感器(25)、七號(hào)溫度傳感器(26)、八號(hào)溫度傳感器(27)采集的數(shù)據(jù)由信號(hào)傳輸線穿過不銹鋼罐體(4)前端導(dǎo)線孔(16)與數(shù)控開關(guān)閥門(2)連接，第四溫度傳感器(23)、第五溫度傳感器(24)、第九溫度傳感器(28)、第十溫度傳感器(29)穿過后端導(dǎo)線孔(17)與數(shù)控開關(guān)閥門(2)連接，氣壓計(jì)(3)置于液氮儲(chǔ)存罐(1)頂部。

2.如權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)電纜終端異常溫度檢測(cè)降溫裝置的預(yù)警方法，其特征在于，包括：

第一步：溫度檢測(cè)及初步降溫

1.1溫度傳感器將采集的信號(hào)通過數(shù)據(jù)傳輸線傳輸給數(shù)控開關(guān)閥門(2)進(jìn)行處理分析，各個(gè)測(cè)量點(diǎn)位溫度為T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀；所述T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀分別由第一溫度傳感器(20)、第二溫度傳感器(21)、第三溫度傳感器(22)、第四溫度傳感器(23)、第五溫度傳感器(24)、第六溫度傳感器(25)、第七溫度傳感器(26)、第八溫度傳感器(27)、第九溫度傳感器(28)、第十溫度傳感器(29)得到；其中，T₁與T₆、T₂與T₇、T₃與T₈、T₄與T₉、T₅與T₁₀的測(cè)量點(diǎn)分別上下對(duì)置，溫度傳感器每5s記錄一次數(shù)據(jù)；

1.2當(dāng)有超過4個(gè)溫度傳感器所采集到的溫度數(shù)據(jù)大于105℃且持續(xù)時(shí)間超過5min，則報(bào)警器(18)變黃發(fā)出警報(bào)，記溫度傳感器所檢測(cè)到的溫度最大值為T_max，溫度傳感器所檢測(cè)到的溫度最小值為T_min，數(shù)控開關(guān)閥門(2)、第一電磁閥出流通道(10)、電磁閥回流通道(11)動(dòng)作，開關(guān)打開，液氮通過液氮儲(chǔ)存罐(1)的第一電磁閥出流通道(10)，流經(jīng)鋁合金導(dǎo)流外管道(6)、鋁合金導(dǎo)流外管道(7)、鋁合金導(dǎo)流內(nèi)管道(8)、鋁合金導(dǎo)流外管道(9)，最后由電磁閥回流通道(11)流進(jìn)液氮儲(chǔ)存罐(1)，形成降溫冷卻回路，持續(xù)5min，當(dāng)溫度均小于設(shè)定閾值時(shí)，警報(bào)解除，冷卻回路關(guān)閉；當(dāng)冷卻5min后溫度仍高于閾值，則數(shù)控開關(guān)閥門(2)、第一電磁閥出流通道(10)繼續(xù)保持開啟狀態(tài)，同時(shí)再打開第二電磁閥出流通道(32)，增加液氮循環(huán)量，持續(xù)5min，若溫度降低至閾值以下，則解除警報(bào)，數(shù)控開關(guān)閥門(2)、第一電磁閥出流通道(10)、第二電磁閥出流通道(32)、電磁閥回流通道(11)關(guān)閉；若溫度仍大于閾值，則使用電纜介質(zhì)損耗測(cè)試儀進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)電纜終端狀態(tài)評(píng)估，針對(duì)電纜終端的狀態(tài)評(píng)估；

第二步：介質(zhì)損耗檢測(cè)及評(píng)估

2.1使用電纜介質(zhì)損耗測(cè)試儀，測(cè)試范圍為1mHz～10⁴Hz，從該頻帶上選取n個(gè)采樣點(diǎn)，n取1001，第i個(gè)測(cè)試點(diǎn)的頻率記為f_i，該點(diǎn)的所測(cè)得介質(zhì)損耗角正切值記為td_i，i∈[1,n]，以測(cè)試中的采樣點(diǎn)頻率值f₁,f₂,……,f_n為擬合數(shù)據(jù)的橫坐標(biāo)，以采樣頻率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的介質(zhì)損耗角正切值td₁,td₂,……,td_n為擬合數(shù)據(jù)的縱坐標(biāo)值，利用分段線性插值法進(jìn)行擬合，繪制電纜終端介質(zhì)損耗曲線td(f)，電纜終端介質(zhì)損耗曲線最大值記為td_max，最小值記為td_min；

2.2將1mHz～10⁴Hz的頻帶范圍分為1000個(gè)區(qū)間，對(duì)相鄰區(qū)間的td(f)求得積分差Δtd_i；

式中，m,n為整數(shù)，m＝2n+1,1≤n≤500，f_m為2.1中各采樣點(diǎn)的頻率值；

式中，n為采樣點(diǎn)數(shù)目，為積分差的平均值；

2.3對(duì)2.1中擬合所得電纜終端介質(zhì)損耗曲線td(f)求取斜率k；

k_max＝max[k(f₁),k(f_n)]

k_max為測(cè)試頻率范圍內(nèi)曲線斜率最大值；

2.4計(jì)算電纜終端損耗因子λ；

式中，td_max為電纜終端介質(zhì)損耗曲線的最大值，td_min為電纜終端介質(zhì)損耗曲線的最小值，T_max為溫度傳感器所檢測(cè)到的溫度最大值，T_min為溫度超過閾值后溫度傳感器所檢測(cè)到的溫度最小值，T_Q為溫度傳感器在5min中內(nèi)所檢測(cè)到的溫度，T為溫度傳感器在5min中內(nèi)所測(cè)得溫度的平均值；

2.5電纜終端溫度異常判斷；

當(dāng)2.4中λ≤3.5，則表明溫度異常電纜終端本身未出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，需對(duì)降溫裝置進(jìn)行檢查；若λ>3.5，則表明溫度異常電纜終端出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，需要對(duì)電纜終端進(jìn)行維修或者更換處理。