[發明專利]一種負載情況下電纜接頭溫度檢測和故障處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201910298720.3
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110044501B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 郭蕾;曹偉東;梁大偉;白龍雷;車雨軒;李麗妮;周利軍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01K1/02
• 分類號: G01K1/02;G01R31/12;G01R31/08;G05D23/20
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

1.一種負載情況下電纜接頭溫度檢測和故障處理裝置，其特征在于：

包括液氮儲存罐(1)、溫度控制器(2)、數據處理裝置(3)、內壁為聚四氟乙烯絕緣層(5)的不銹鋼罐體(4)、第一鋁合金導流外管道(6)、第二鋁合金導流外管道(7)、第三鋁合金導流外管道(8)、鋁合金三叉管道(9)、第四鋁合金導流外管道(10)、鋁合金導流內管道(11)相連、第五鋁合金導流外管道(12)、第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)、第三電磁閥出流口(15)、電磁閥回流口(16)、左側固定孔(17)、右側固定孔(18)、左側電纜(19)、右側電纜(20)、導線孔(21)、1號溫度傳感器(22)、2號溫度傳感器(23)、3號溫度傳感器(24)、4號溫度傳感器(25)、5號溫度傳感器(26)、6號溫度傳感器(27)、7號溫度傳感器(28)、8號溫度傳感器(29)、9號溫度傳感器(30)、10號溫度傳感器(31)、電纜中間接頭裝置(32)、左側電纜絕緣層(33)、右側電纜絕緣層(34)、接頭纜芯部位(35)、電磁繼電器S₁(36)、電磁繼電器S₂(37)、電磁繼電器S₃(38)、電磁繼電器S₄(39)、第一直流電源(40)、第二直流電源(41)；

所述左側固定孔(17)和右側固定孔(18)分別設置在不銹鋼罐體(4)的左、右兩側，左側電纜(19)和右側電纜(20)分別通過左側固定孔(17)和右側固定孔(18)后經電纜中間接頭裝置(32)連接；所述的1號溫度傳感器(22)、2號溫度傳感器(23)、3號溫度傳感器(24)均勻放置在左側電纜絕緣層(33)前表面，4號溫度傳感器(25)、5號溫度傳感器(26)、6號溫度傳感器(27)均勻放置在右側電纜絕緣層(34)前表面，7號溫度傳感器(28)、8號溫度傳感器(29)、9號溫度傳感器(30)、10號溫度傳感器(31)放置在接頭纜芯部位(35)，1號溫度傳感器(22)、2號溫度傳感器(23)、3號溫度傳感器(24)、4號溫度傳感器(25)、5號溫度傳感器(26)、6號溫度傳感器(27)、7號溫度傳感器(28)、8號溫度傳感器(29)、9號溫度傳感器(30)、10號溫度傳感器(31)采集的數據由信號傳輸線通過不銹鋼罐體(4)的導線孔(21)傳輸至數據處理裝置(3)，數據處理裝置(3)內含數模轉換模塊，采用單片機處理數據，由信號傳輸線與溫度控制器(2)連接，溫度控制器(2)通過控制電磁繼電器S₁(36)和電磁繼電器S₄(39)從而控制第一電磁閥出流口(13)和電磁閥回流口(16)的開合，溫度控制器(2)通過控制電磁繼電器S₂(37)和電磁繼電器S₄(39)從而控制第二電磁閥出流口(14)和電磁閥回流口(16)的開合，溫度控制器(2)通過控制電磁繼電器S₃(38)和電磁繼電器S₄(39)從而控制第三電磁閥出流口(15)和電磁閥回流口(16)的開合，第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)、第三電磁閥出流口(15)通過第一鋁合金導流外管道(6)、第二鋁合金導流外管道(7)、第三鋁合金導流外管道(8)與鋁合金三叉管道(9)連接，鋁合金三叉管道(9)通過第四鋁合金導流外管道(10)與螺旋固定在不銹鋼罐體(4)內壁上的鋁合金導流內管道(11)相連，鋁合金導流內管道(11)與第五鋁合金導流外管道(12)相連，第五鋁合金導流外管道(12)與電磁閥回流口(16)連接，第一直流電源(40)給第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)、第三電磁閥出流口(15)、電磁閥回流口(16)供電，第二直流電源(41)給溫度控制器(2)和數據處理裝置(3)供電。

2.如權利要求1所述的裝置的溫度檢測和故障處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：溫度傳感器每隔2s采集一次溫度數據，以1min為一個周期，即一個溫度傳感器在1min內采集30組數據，數據處理裝置(3)提取溫度傳感器中儲存的30組數據，電纜主絕緣表面溫度數據記為X_(t,i)，表示為第i號溫度傳感器在1min內采集的第t次數據，i為整數，i∈[1,6]，t為整數，t∈[1,30]，接頭纜芯溫度數據記為Y_(t,j)，表示為第j號溫度傳感器在1min內采集的第t次數據，j為整數，j∈[7,10]，t為整數，t∈[1,30]；

步驟2：根據下式分別計算電纜主絕緣表面溫度X_(t,i)的離散系數C_vX和接頭纜芯溫度Y_(t,j)的離散系數C_vY；

式中，μ_X表示1min內電纜主絕緣表面溫度X_(t,i)的平均值，μ_Y表示1min內接頭纜芯溫度Y_(t,j)的平均值，C_vX表示1min內電纜主絕緣表面溫度X_(t,i)的離散系數，C_vY表示1min內接頭纜芯溫度Y_(t,j)的離散系數；

步驟3：數據處理裝置(3)將離散系數C_vX和C_vY通過信號傳輸線傳輸至溫度控制器(2)，溫度控制器(2)將離散系數C_vX和C_vY與設定的閾值μ和λ比較，進行以下故障處理：

若C_vX≤μ且C_vY≤λ，則溫度控制器(2)控制電磁繼電器S₁(36)、電磁繼電器S₂(37)、電磁繼電器S₃(38)和電磁繼電器S₄(39)保持開路，從而不形成降溫冷卻回路；

若C_vX＞μ且C_vY≤λ，則溫度控制器(2)控制電磁繼電器S₁(36)和電磁繼電器S₄(39)閉合，第一直流電源(40)給第一電磁閥出流口(13)和電磁閥回流口(16)供電，第一電磁閥出流口(13)和電磁閥回流口(16)閥門打開，液氮通過液氮儲存罐(1)的第一電磁閥出流口(13)，流經第一鋁合金導流外管道(6)、鋁合金三叉管道(9)、第四鋁合金導流外管道(10)、鋁合金導流內管道(11)、第五鋁合金導流外管道(12)，最后由電磁閥回流口(16)流進液氮儲存罐(1)，形成降溫冷卻回路；

若C_vX≤μ且C_vY＞λ，則溫度控制器(2)控制電磁繼電器S₁(36)、電磁繼電器S₂(37)和電磁繼電器S₄(39)閉合，第一直流電源(40)給第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)和電磁閥回流口(16)供電，第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)和電磁閥回流口(16)閥門打開，液氮通過液氮儲存罐(1)的第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)，流經第一鋁合金導流外管道(6)和第二鋁合金導流外管道(7)、鋁合金三叉管道(9)、第四鋁合金導流外管道(10)、鋁合金導流內管道(11)、第五鋁合金導流外管道(12)，最后由電磁閥回流口(16)流進液氮儲存罐(1)，形成降溫冷卻回路；

若C_vX＞μ且C_vY＞λ，則溫度控制器(2)控制電磁繼電器S₁(36)、電磁繼電器S₂(37)、電磁繼電器S₃(38)和電磁繼電器S₄(39)閉合，第一直流電源(40)給第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)、第三電磁閥出流口(15)和電磁閥回流口(16)供電，第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)、第三電磁閥出流口(15)和電磁閥回流口(16)閥門打開，液氮通過液氮儲存罐(1)的第一電磁閥出流口(13)、第二電磁閥出流口(14)、第三電磁閥出流口(15)流經第一鋁合金導流外管道(6)、第二鋁合金導流外管道(7)、第三鋁合金導流外管道(8)、鋁合金三叉管道(9)、第四鋁合金導流外管道(10)、鋁合金導流內管道(11)、第五鋁合金導流外管道(12)，最后由電磁閥回流口(16)流進液氮儲存罐(1)，形成降溫冷卻回路。