[發明專利]一種電纜絕緣運行溫度在線監測裝置

在審

• 申請號: 202010610831.6
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111795758A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 張靜;張川;羅傳仙;趙欣宇;蔡玉汝;劉熙;程林
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

1.一種電纜絕緣運行溫度在線監測裝置，其特征在于，所述監測裝置包括：

電源：用于提供工作所需工頻交流電，為信號源模塊與信號處理模塊提供工作電壓；

信號源模塊：用于發出一定幅值以及頻率的脈沖信號；

傳感模塊：用于接收信號源模塊發出的脈沖信號；

同步模塊：用于同步信號源模塊與傳感模塊的時間；

信號處理模塊：用于接收反射信號、并將信號進行A/D轉換，輸出數字信號；

傳輸模塊：用于傳輸脈沖信號，連接信號源模塊或傳感模塊與信號處理模塊，

通信模塊：用于將信號源模塊發出的脈沖信號與信號處理模塊輸出的數字信號傳送到數據分析載體；

數據分析載體：用于提取數字信號，通過關系函數，獲得電纜運行溫度信息。

2.如權利要求1所述的電纜絕緣運行溫度在線監測裝置，其特征在于，所述傳感模塊采用高頻電流傳感器或電容式傳感器；所述同步模塊采用GPS模塊；所述傳輸模塊采用通信電纜或光纖。

3.如權利要求2所述的電纜絕緣運行溫度在線監測裝置，其特征在于，所述傳輸模塊采用光纖作為信號傳輸媒質，所述監測裝置需配備光電轉換模塊，用于將傳感模塊接收到的脈沖信號轉換為光信號，當用于信號發出時，光電轉換模塊連接信號源模塊與信號處理模塊；當用于信號接收時，光電轉換模塊連接傳感模塊與信號處理模塊。

4.如權利要求1所述的電纜絕緣運行溫度在線監測裝置，其特征在于，所述通信模塊采用4G或5G通信網絡通信。

5.利用權利要求1-4任一項所述的電纜絕緣運行溫度在線監測裝置，其檢測方法是：利用脈沖信號在電纜絕緣的傳播速度與絕緣溫度之間的相關關系，已知電纜線路長度L恒定，那么傳輸速度v與傳輸時間t成反比，如果絕緣材料一定，那么在參考溫度下T₀時，傳輸速度v_T0已知，傳輸時間t_T0可求得：

t_T0＝L÷v_T0 (1)

電纜運行時絕緣層溫度升高，高溫T_x與參考溫度T₀的傳輸速度、傳輸時間的關系為：

v_T0*t_T0＝v_Tx*t_Tx (2)

通過獲取信號源模塊發出的脈沖信號與傳感模塊接收到該脈沖信號的時間，可以得到高溫T_x時的傳輸時間t_Tx。由式(2)可得：

v_Tx＝v_T0*t_T0/t_Tx (3)

通過式(3)得到的v_Tx，最后利用傳播速度與溫度的對應關系，得到電纜絕緣層運行的溫度T_x。

6.如權利要求5所述的電纜絕緣運行溫度在線監測裝置得檢測方法，其特征在于：所述傳播速度與溫度的對應關系包括：

對于油浸紙絕緣電力電纜：

V_TX＝V_T0×(1.0318-0.00125T_X) (4)

對于交聯聚聚乙烯(XLPE)絕緣電力電纜：