CN104466927B - 电缆头安全保护控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电缆头安全保护控制装置，其通过对电缆头的工作电流、工作温度和电弧光情况加以综合判断，能够有效地用于对电缆头的工作状态加以监测，在存在故障危险的情况下立即断开对电缆头的供电，从而对电缆头加以安全保护，以延长电缆头使用寿命，降低电缆头损坏率，避免电缆头爆炸事故发生。

Description

电缆头安全保护控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电力供电保护技术领域，具体涉及一种电缆头安全保护控制装置及其控制方法。

背景技术

近年来，变电站及电厂相继发生电缆头损坏事故，不仅电缆头及电缆烧毁，还容易造成维修困难，引起变电站长时间停电。为避免或减少停电次数，缩短停电时间，提高供电可靠率，降低电缆头损坏事故率，显得非常要。

电缆头故障时会伴随温度、电流曲线偏离以及电弧光的变化。电缆头的电场是一个畸变电场，造成电场畸变的主要原因是：电缆接头制作时，电缆的铜屏蔽层、半导体屏蔽层、绝缘、线芯都必须进行剥切，在电缆接头线芯和屏蔽层的切断处，会产生电应力集中现象，器电场强度最大，是整个接头的薄弱环节。同时，电缆头安装一般是现场安装，而现场安装条件较差，不可避免会侵入灰尘、气体、水分等杂质，从而影响电缆头绝缘性能；加上电缆使用过程中，频繁的电力通断切换，会引起温度的大起大落，这会导致电缆疲劳，使塑性变形增大，收缩量增加，影响绝缘寿命和性能；护套材料温度变化比绝缘要小，但疲劳蠕动在一定程度上也会影响电缆防护寿命。当电缆头因为各种原因老化后，造成接触点电阻增大，在电流尚未达到保护的设定值时，就会发热，温过高，从而导致电缆头爆炸以及更严重的连锁事故。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电缆头安全保护控制装置，以延长电缆头使用寿命，降低电缆头损坏率，避免电缆头爆炸事故发生。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术手段：

电缆头安全保护控制装置，包括电流检测电路、温度传感器、电弧光传感器、电控保护开关和主控制单元；所述电流检测电路的检测端和电控保护开关的开关触点端串联在被检测的电缆头的供电线路上，温度传感器的探头安装在被检测的电缆头上，电弧光传感器安装在被检测的电缆头的安装位置处；电流检测电路的电流信号输出端、温度传感器的温度信号输出端以及电弧光传感器的电弧光强度信号输出端分别电连接至主控制单元的电流信号采集端、温度信号采集端和电弧光信号采集端，主控制单元的跳闸信号输出端连接至电控保护开关的控制端；所述主控制单元根据接收到的电流信号、温度信号和电弧光强度信号进行判断，在电流信号、温度信号和电弧光强度信号的相互关系满足预设定的控制条件时，则向电控保护开关的控制端输出跳闸信号，控制电控保护开关断开电缆头的供电线路，对电缆头加以安全保护。

相应地，本发明还提供了上述电缆头安全保护控制装置的控制方法，在电缆头安全保护控制装置的主控制单元预设定有温度偏差阈值以及用以记录电缆头工作时其电流大小与温度之间对应变化关系的电流-温度曲线关系参数，且其主控制单元按照如下步骤进行控制：

1）主控制单元实时地通过其电流信号采集端、温度信号采集端和电弧光信号采集端分别接收来自电流检测电路、温度传感器和电弧光传感器的电流信号、温度信号和电弧光强度信号，并根据接收到的电流信号和温度信号确定电缆头的实际工作电流值和实际工作温度；在未接收到电弧光强度信号的状态下，执行步骤2；在接收到电弧光强度信号的状态下，执行步骤3；

2）主控制单元实时地判断电缆头的实际工作电流和实际工作温度的对应关系；若当前的实际工作温度已超过电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值，且当前的实际工作温度与电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值的差值大于温度偏差阈值时，执行步骤4；

3）主控制单元实时地判断电缆头的实际工作电流和实际工作温度的对应关系；若当前的实际工作温度已超过电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值，则执行步骤4；

4）主控制单元通过跳闸信号输出端向电控保护开关的控制端发送跳闸信号，控制电控保护开关断开电缆头的供电线路。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明的电缆头安全保护控制装置，通过对电缆头的工作电流、工作温度和电弧光情况加以综合判断，能够有效地用于对电缆头的工作状态加以监测，在存在故障危险的情况下立即断开对电缆头的供电，从而对电缆头加以安全保护，以延长电缆头使用寿命，降低电缆头损坏率，避免电缆头爆炸事故发生。

附图说明

图1为本发明电缆头安全保护控制装置的构架结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种电缆头安全保护控制装置，如图1所示，其包括电流检测电路、温度传感器、电弧光传感器、电控保护开关和主控制单元；电流检测电路的检测端和电控保护开关的开关触点端串联在被检测的电缆头的供电线路上，温度传感器的探头安装在被检测的电缆头上，电弧光传感器安装在被检测的电缆头的安装位置处；电流检测电路的电流信号输出端、温度传感器的温度信号输出端以及电弧光传感器的电弧光强度信号输出端分别电连接至主控制单元的电流信号采集端、温度信号采集端和电弧光信号采集端，主控制单元的跳闸信号输出端连接至电控保护开关的控制端。主控制单元根据接收到的电流信号、温度信号和电弧光强度信号进行判断，在电流信号、温度信号和电弧光强度信号的相互关系满足预设定的控制条件时，则向电控保护开关的控制端输出跳闸信号，控制电控保护开关断开电缆头的供电线路，对电缆头加以安全保护。

具体而言，在本发明电缆头安全保护控制装置中，其主控制单元预设定有温度偏差阈值以及用以记录电缆头工作时其电流大小与温度之间对应变化关系的电流-温度曲线关系参数，且主控制单元按照如下步骤进行控制：

1）主控制单元实时地通过其电流信号采集端、温度信号采集端和电弧光信号采集端分别接收来自电流检测电路、温度传感器和电弧光传感器的电流信号、温度信号和电弧光强度信号，并根据接收到的电流信号和温度信号确定电缆头的实际工作电流值和实际工作温度；在未接收到电弧光强度信号的状态下，执行步骤2；在接收到电弧光强度信号的状态下，执行步骤3；

2）主控制单元实时地判断电缆头的实际工作电流和实际工作温度的对应关系；若当前的实际工作温度已超过电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值，且当前的实际工作温度与电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值的差值大于温度偏差阈值时，执行步骤4；

3）主控制单元实时地判断电缆头的实际工作电流和实际工作温度的对应关系；若当前的实际工作温度已超过电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值，则执行步骤4；

4）主控制单元通过跳闸信号输出端向电控保护开关的控制端发送跳闸信号，控制电控保护开关断开电缆头的供电线路。

通过上述流程可以看到，本发明的电缆头安全保护控制装置会根据接收到的电流信号、温度信号和电弧光强度信号进行综合判断；在检测到电弧光强度信号的状态下，如果同时根据局接收到的电流信号和温度信号判断电缆头的实际工作温度已超过电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值，这时表明电缆头已经出现电弧光现象并引发温度升高，有出现故障的危险，因此主控制单元立即控制电控保护开关断开电缆头的供电线路，等待工作人员检修，避免电缆头继续带电工作而发生损坏、爆炸等事故危险；而在没有检测到电弧光强度信号的状态下，电缆头有可能因为安装情况等原因，在未发生故障危险的情况下其实际工作温度可能会略微超过电流-温度曲线关系参数中在其实际工作电流下对应的温度值，但是如果电缆头的实际工作温度与电流-温度曲线关系参数中在其实际工作电流下对应的温度值的差值大于预设定的温度偏差阈值时（预设定的温度偏差阈值的取值范围通常为50~80℃），则表明电缆头的温度已超出正常范围，有可能是因为老化后触点电阻大引起的温度升高，容易引起故障事故，因此主控制单元也立即控制电控保护开关断开电缆头的供电线路，等待工作人员检修，避免电缆头继续带电工作而发生损坏、爆炸等事故危险。

综上所述，本发明的电缆头安全保护控制装置通过对电缆头的工作电流、工作温度和电弧光情况加以综合判断，能够有效地用于对电缆头的工作状态加以监测，在存在故障危险的情况下立即断开对电缆头的供电，从而对电缆头加以安全保护，以延长电缆头使用寿命，降低电缆头损坏率，避免电缆头爆炸事故发生。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.电缆头安全保护控制装置的控制方法，其特征在于，所述电缆头安全保护控制装置包括电流检测电路、温度传感器、电弧光传感器、电控保护开关和主控制单元；所述电流检测电路的检测端和电控保护开关的开关触点端串联在被检测的电缆头的供电线路上，温度传感器的探头安装在被检测的电缆头上，电弧光传感器安装在被检测的电缆头的安装位置处；电流检测电路的电流信号输出端、温度传感器的温度信号输出端以及电弧光传感器的电弧光强度信号输出端分别电连接至主控制单元的电流信号采集端、温度信号采集端和电弧光信号采集端，主控制单元的跳闸信号输出端连接至电控保护开关的控制端；所述主控制单元根据接收到的电流信号、温度信号和电弧光强度信号进行判断，在电流信号、温度信号和电弧光强度信号的相互关系满足预设定的控制条件时，则向电控保护开关的控制端输出跳闸信号，控制电控保护开关断开电缆头的供电线路，对电缆头加以安全保护；

所述电缆头安全保护控制装置的主控制单元预设定有温度偏差阈值以及用以记录电缆头工作时其电流大小与温度之间对应变化关系的电流-温度曲线关系参数，且其主控制单元按照如下步骤进行控制：

1）主控制单元实时地通过其电流信号采集端、温度信号采集端和电弧光信号采集端分别接收来自电流检测电路、温度传感器和电弧光传感器的电流信号、温度信号和电弧光强度信号，并根据接收到的电流信号和温度信号确定电缆头的实际工作电流值和实际工作温度；在未接收到电弧光强度信号的状态下，执行步骤2；在接收到电弧光强度信号的状态下，执行步骤3；

2）主控制单元实时地判断电缆头的实际工作电流和实际工作温度的对应关系；若当前的实际工作温度已超过电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值，且当前的实际工作温度与电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值的差值大于温度偏差阈值时，执行步骤4；

3）主控制单元实时地判断电缆头的实际工作电流和实际工作温度的对应关系；若当前的实际工作温度已超过电流-温度曲线关系参数中在当前实际工作电流下对应的温度值，则执行步骤4；

4）主控制单元通过跳闸信号输出端向电控保护开关的控制端发送跳闸信号，控制电控保护开关断开电缆头的供电线路。