CN101319938A - 高压设备电缆接头的在线测温方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压设备电缆接头的在线测温方法，温度传感器贴在金属导电体表面，电流感应线圈套在金属导电体上，电源电路、微处理器及无线发射器通过电路板安装在金属导电体上并密封在绝缘体内；被测电缆接头三个输出端的数字识别编码写入各自微处理器内；三个由绝缘材料封装的金属导电体分别安装在电缆接头三相输出端，各电流感应线圈感应出电流经电源电路处理后，为各自的温度传感器、微处理器和无线发射器提供工作电源；微处理器将监测的温度信号及对应的识别编码通过无线发射器发送；无线接收器接收各路无线电信号解调成数字信号传送至显示仪表，显示仪表接收并识别三个对应电缆接头。本发明能准确及时地在线监测高压设备电缆接头的温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压设备电缆接头的在线测温方法及其装置，属于高压检测技术领域。
背景技术
高压开关、变压器、电缆分支箱等高压设备的输出端都采用中间为金属良导体外部为绝缘材料浇注成形的绝缘套管，然后再连接电缆接头的连接方式。这种连接方式有绝缘性能好，连接方便，组合灵活等优点。但在出厂安装时，往往会由于安装紧固不好，或连接处接触不良等原因，导致通电运行时电缆接头温升过高，严重时会烧毁电缆接头，甚至发生爆炸，引发大面积停电事故。
针对上述问题，目前高压设备电缆接头在线测温方法采用如下三种：
1、光纤测温方法。将光纤一端安装在电缆接头的测温处，光纤的另一端连接一调制、解调器，利用光纤受温度影响改变光干涉原理，通过光纤本身进行绝缘隔离和信号传输，读出测温点的温度值。但这种在线测温方法造价昂贵，安装结构复杂，温度信号取样与绝缘间距难以兼顾。
2、红外发光管输出传输方法。将温度传感器安装在高压连接体的表面，通过数字化处理后经红外发光管输出传输，即通过光纤耦合传输或通过红外信号空间传输。由于标准套管和电缆接头位置十分紧凑，内部高压导体经绝缘封装后，绝缘套管的表面要求人可以触摸，因此绝缘要求很高。由于红外发光管传输出在高电位端，必须解决红外发光输出信号的通视和高电压安全爬电距离的问题。而为保障高压套管有足够的绝缘性能，通常不允许在绝缘套管上开设窗口而导出红外发射信号，即使用光纤传输，也会影响绝缘和爬电距离，这种方法难以安装和实施。
3.在高压绝缘体表面作间接测温的方法：金属发热体都封闭在绝缘件中，将温度传感器和无线或有线发送器安装在高压套管等连接体的表面，通过测量绝缘体表面的温度来间接测量封装在绝缘内部金属导电体的温度，这种方式虽然简单易行，但金属的温度传递到绝缘体表面，要一定的时间，测量的实时性较差，而且易受环境温度等影响，准确性也不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压设备电缆接头的在线测温方法及其装置，在不改变原有标准连接方式，又不影响原有的绝缘性能的条件下，能及时准确地在线监测高压设备电缆接头的温度。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种高压设备电缆接头的在线测温方法，其特征在于：(1)、将温度传感器贴合在金属导电体表面，具有绝缘表层的电流感应线圈套装金属导电体上，同时将电源电路、微处理器以及无线发射器通过电路板安装在金属导电体上，温度传感器、电流感应线圈和电路板均密封在绝缘体内；(2)、将被测电缆接头三个输出端的数字识别编码分别写入各自微处理器的存储器内；(3)、三个由绝缘材料封装的金属导电体分别安装在高压设备的电缆三相输出端，当金属导电体流过大于15A以上的电流时，各电流感应线圈感应出电流，经电源电路整流稳压后，为各自的温度传感器、微处理器和无线发射器提供工作电源；(4)、各温度传感器将各金属导电体的温度信号送到各自微处理器内，微处理器将监测的温度信号及内存对应的数字识别编码一起通过无线发射器发送；(5)、安装在电柜上或电柜外部的无线接收器接收各路无线电信号，并解调成数字信号传送至显示仪表，显示仪表接收各路数字信号并通过数字识别编码识别三个对应电缆接头，显示所测电缆接头各相在线温度值，当电缆接头的任何一相温度值超过设定值，显示仪表对该相温度报警。
本发明为达到上述目的的高压电缆接头的在线测温装置，包括金属导电体、绝缘套管、电流感应线圈、温度传感器、微处理器、无线发射器及无线接收器和显示仪表，所述外部具有绝缘层的电流感应线圈套在金属导电体上，温度传感器贴合在金属导电体表面，电源电路、微处理器及无线发射器固定在电路板上，电流感应线圈、温度传感器及电路板密封在金属导电体与绝缘套管之间，电流感应线圈的输出端与电源电路输入端连接，电源电路的输出端与温度传感器、微处理器及无线发射器的电源端连接，温度传感器的输出端接微处理器的输入端，微处理器的输出端与无线发射器的输入端连接，位于绝缘体外部的无线接收器的接收端与无线发射器的发射端通讯，无线接收器的输出端与显示仪表的输入端连接。
本发明将温度传感器直接贴合在金属导电体上，由于金属导电体分别安装在高压设备电缆接头三相输出端上，能准确及时的监测到电缆接头处的温度信号。本发明将电流感应线圈套装在金属导电体上，工作时，电流感应线圈所产生的电流就分别供给微处理器以及无线发射器作为工作电源，无需外置电源，解决了处于高压等电位端的温度取样、无线发射等电子线路的供电问题，而且这种取电供电方式，不仅绝缘性能好，而且体积小、工作可靠性高，能大幅度提高的在线测温的工作可靠性。本发明将微处理器、无线发射器安装在电路板上并将温度传感器直接贴合在金属导电体处，因此可将温度传感器、电流感应线圈及电路板均密封在绝缘体内，不仅保障绝缘性能和足够的爬电距离，温度信号取样准确，既解决了在线测温功能，又保持了原有设备的绝缘强度，在不改变原有标准连接方式及不影响原有的绝缘性能条件下，全面解决了高压设备电缆接头的在线测温问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施作进一步的详细描述。
图1是本发明的电原理框图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是图2的A-A剖视结构示意图。
其中：1-绝缘套管，2-金属导电体，3-温度传感器，4-电路板，5-电流感应线圈。
具体实施方式
见图1所示，本发明高压设备电缆接头的在线测温方法，
(1)、将温度传感器贴合在金属导电体表面，具有绝缘表层的电流感应线圈套装金属导电体上，同时将电源电路、微处理器以及无线发射器通过电路板安装在金属导电体上，温度传感器、电流感应线圈和电路板均密封在绝缘体内。
(2)、将被测电缆接头三个输出端的数字识别编码分别写入各自微处理器的存储器内。
(3)、三个由绝缘材料封装的金属导电体分别安装在高压设备的三相电缆输出端，当金属导电体流过大于15A以上的电流时，各电流感应线圈感应出电流经电源电路整流稳压后，为各自的温度传感器、微处理器和无线发射器提供工作电源。
(4)、各温度传感器将各金属导电体的温度信号送到各自微处理器内，微处理器将监测的温度信号及内存对应的数字识别编码一起通过无线发射器发送。
(5)、安装在电柜上或电柜外的无线接收器接收各路无线信号，该无线电信号能够穿透绝缘层，被无线接受器接收并解调成数字信号传送至显示仪表，显示仪表接收各路数字信号并通过数字识别编码识别对应的三个电缆接头，三个电缆接头输出端所位置，显示所测电缆接头各相在线温度值，当电缆接头的任何一相温度值超过设定值，显示仪表对该相温度报警，通过显示仪表上的通讯接口，把每一相电缆接头的温度信号向上位机传输，完成温度信号的远传。
见图2、3所示，本发明的高压设备电缆接头的在线测温装置，包括金属导电体2、电流感应线圈5、温度传感器3、微处理器、无线发射器、无线接收器和显示仪表。本发明的金属导电体2两端分别设有导电的连接口，方便地将金属导电体2安装在高压设备电缆接头上。外部具有绝缘层的电流感应线圈5套在金属导电体2上，该电流感应线圈5的内圈可与导电体2的表面有配合间距，温度传感器3贴合在金属导电体2上，由于金属导电体2与电缆接头连接，故能准确及时地反映金属导电体2即电缆接头处的温升。本发明的微处理器选用PIC16F688、NSP430F413或STC12LE5404AD等，无线发射器和无线接收器选用分体的MAX1479，或收发一体的MAX7030、MAX7031等，电源电路、微处理器和无线发射器安装在电路板4上，该电路板4可采用为中间有通孔的环状板，套装在金属导电体2上，或采用直板型结构，将电路板4则安装金属导电体2上，电流感应线圈5、温度传感器3、微处理器及无线发射器通过环氧树脂浇铸绝缘密封在金属导电体2与绝缘套管1之间，既保证了温度信号取样的准确性，又保持了绝缘性能。
见图1所示，本发明的电流感应线圈5输出端接电源电路的输入端，该电源电路可采用常规的整流滤波电路，电源电路的输出端接温度传感器3、微处理器以及无线发射器的电源端，给温度传感器3、微处理器和无线发射器提供工作电源，由于无需外置电源，不仅能解决高压端的绝缘供电问题，又提高工作可靠性。
本发明的温度传感器3可采用数字温度传感器，如LM92，温度传感器3的输出端与经微处理器输入端连接，将所监测温度变量的数字信号送入微处理器内。本发明的温度传感器3还可采用铂电阻式传感器或半导体热敏电阻传感器，电路板4上还可具有独立的A/D转换器，温度传感器3的输出端经A/D转换器后与微处理器的输入端连接，或微处理器带有A/D转换器，将铂电阻式传感器或半导体热敏电阻的模拟温度信号经A/D转换电路后输出温度变量的数字信号，微处理器的输出端与无线发射器的输入端连接，因此，微处理器将存储在内存的该电缆接头的数字识别编码和所测数字温度信号一起送至无线发射器内，无线发射器将数字温度信号以及该电缆接头信息一起按规定的频率调置射频发出，如采用315MC的射频频率发射。
位于绝缘体外部的无线接收器的接收端与封装在绝缘套管中的无线发射器的发射端通讯，无线接收器的输出端接显示仪表的输入端，该显示仪表为具有微处理器的数字仪表，当无线接收器接收各路无线信号并解调数字信号发给显示仪表，显示仪表根据发射的电缆接头数字识别编码识别出是哪一相电缆的温度信号，再读出发送来的温度值，将对应设备号的温度值在显示仪表的面板上显示出来，当电缆接头的任何一相温度值超过设定值，显示仪表对该相温度报警，该显示仪表具有RS232或RS485通讯接口，再把每一相电缆接头的温度信号通过通讯接口向上位机传输，完成温度信号的远传，实现现场设备的运行状态中母线连接点温度的在线监测。
Claims (7)
1、一种高压设备电缆接头的在线测温方法，其特征在于：(1)、将温度传感器贴合在金属导电体表面，具有绝缘表层的电流感应线圈套装金属导电体上，同时将电源电路、微处理器以及无线发射器通过电路板安装在金属导电体上，温度传感器、电流感应线圈和电路板均密封在绝缘体内；(2)、将被测电缆接头三个输出端的数字识别编码分别写入各自微处理器的存储器内；(3)、三个由绝缘材料封装的金属导电体分别安装在高压设备的电缆三相输出端，当金属导电体流过大于15A以上的电流时，各电流感应线圈感应出电流，经电源电路整流稳压后，为各自的温度传感器、微处理器和无线发射器提供工作电源；(4)、各温度传感器将各金属导电体的温度信号送到各自微处理器内，微处理器将监测的温度信号及内存对应的数字识别编码一起通过无线发射器发送；(5)、安装在电柜上或电柜外部的无线接收器接收各路无线电信号，并解调成数字信号传送至显示仪表，显示仪表接收各路数字信号并通过数字识别编码识别三个对应电缆接头，显示所测电缆接头各相在线温度值，当电缆接头的任何一相温度值超过设定值，显示仪表对该相温度报警。
2、一种高压设备电缆接头的在线测温装置，其特征在于：包括金属导电体(2)、绝缘套管(1)、电流感应线圈(5)、温度传感器(3)、微处理器、无线发射器、无线接收器和显示仪表，所述外部具有绝缘层的电流感应线圈(5)套在金属导电体(2)上，温度传感器(3)贴合在金属导电体(2)表面，电源电路、微处理器及无线发射器固定在电路板(4)上，电流感应线圈(5)、温度传感器(3)及电路板(4)绝缘密封在金属导电体(2)与绝缘套管(1)之间，电流感应线圈(5)的输出端与电源电路输入端连接，电源电路的输出端与温度传感器(3)、微处理器及无线发射器的电源端连接，温度传感器(3)的输出端接微处理器的输入端，微处理器的输出端与无线发射器的输入端连接，位于绝缘体外部的无线接收器的接收端与无线发射器的发射端通讯，无线接收器的输出端与显示仪表的输入端连接。
3、根据权利要求1所述的高压设备电缆接头的在线测温装置，其特征在于：所述的温度传感器(3)为数字温度传感器。
4、根据权利要求1所述的高压设备电缆接头的在线测温装置，其特征在于：所述的温度传感器(3)为铂电阻式传感器或半导体热敏电阻传感器，电路板(4)上还具有A/D转换器，温度传感器的输出端经A/D转换器后与微处理器的输入端连接。
5、根据权利要求1所述的高压设备电缆接头的在线测温装置，其特征在于：所述的温度传感器(3)为铂电阻式传感器或半导体热敏电阻传感器，温度传感器的输出端接微处理器的A/D转换器输入端。
6、根据权利要求1所述的高压设备电缆接头的在线测温装置，其特征在于：所述的金属导电体(2)两端分别设有导电连接口。
7、根据权利要求1所述的高压设备电缆接头的在线测温装置，其特征在于：所述的电路板(4)为中间有通孔的环状板，套装以金属导电体(2)上。
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