CN105277794A - 电缆接头压接电阻的测量方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆接头压接电阻的测量方法与系统，在电缆接头两端以及电缆上分别设置第一测量点、第二测量点以及第三测量点，对电缆接头施加电流，检测电缆接头的温度，当电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点以及第二测量点与第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，再根据交流电阻计算公式，计算第一测量点与第三测量点之间交流电阻，以及第二测量点与第三测量点之间交流电阻，计算两个交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。整个测量过程简单，并且采用严谨数学计算，能够实现简单且准确测量电缆接头压接电阻。

Description

电缆接头压接电阻的测量方法与系统

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及电缆接头压接电阻的测量方法与系统。

背景技术

电缆接头是电缆线路的一个重要组成部分，用于实现电缆长度的接续和三相线路的交叉互联。电缆线路能否安全运行，很大程度上取决于电缆芯连接的成功与否。电缆线芯的连接方法有焊接和压接两种。由于焊接工艺技术要求高，目前通常采用压接方式实现电缆芯的连接。采用压接方式连接导体线芯，改变了接头连接点的通流截面，连接管与电缆线芯压接表面的接触电阻(下文均称压接电阻)是电缆中间接头发热的主要原因，压接电阻越大，电缆中间接头的载流能力越低。

电缆中间接头压接电阻大小与连接管尺寸，材质，安装制作工艺等密切相关。一般规定，电缆中间接头压接电阻不应大于同长度电缆电阻的1.2倍，新制作的电缆中间接头的压接电阻不应大于同长度电缆电阻的1倍。实际安装制作过程中，各厂家主要通过规定连接管尺寸、压坑个数和压接力范围以达到降低压接电阻的目的，缺乏有效的检测手段。

目前，国内主要采用交流电桥法测量电缆接头的压接电阻。交流电桥法测量压接电阻，需要通过缓慢调节可变电阻值，使电桥满足平衡条件，过程复杂且存在一定的调节误差。

发明内容

基于此，有必要针对一般电缆接头压接电阻的测量方法过程复杂且存在较大误差的问题，提供一种简单且准确的电缆接头压接电阻的测量方法与系统。

一种电缆接头压接电阻的测量方法，包括步骤：

在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点；

对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度；

当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

根据所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据交流电阻计算公式，计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻，根据所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据所述交流电阻计算公式，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻；

计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻和所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。

一种电缆接头压接电阻的测量系统，包括：

测量点设置模块，用于在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点；

温度检测模块，用于对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度；

电参数测量模块，用于当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

交流电阻计算模块，用于根据所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据交流电阻计算公式，计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻，根据所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据所述交流电阻计算公式，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻；

差值计算模块，用于计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻和所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。

本发明电缆接头压接电阻的测量方法与系统，在电缆接头两端以及电缆上分别设置第一测量点、第二测量点以及第三测量点，对电缆接头施加电流，检测电缆接头的温度，当电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点以及第二测量点与第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，再根据交流电阻计算公式，计算第一测量点与第三测量点之间交流电阻，以及第二测量点与第三测量点之间交流电阻，计算两个交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。整个测量过程简单，并且采用严谨数学计算，能够实现简单且准确测量电缆接头压接电阻。

附图说明

图1为本发明电缆接头压接电阻的测量方法其中一个实施例的流程示意图；

图2为电缆接头测量点位置设置示意图；

图3为本发明电缆接头压接电阻的测量系统其中一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种电缆接头压接电阻的测量方法，包括步骤：

S100：在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点。

电缆接头设置于电缆，用于实现电缆长度的接续和三相线路的交叉互联。在试验过程中可以将电缆接头设置于电缆中间，即在电缆接头两端分别连接有电缆。如图2所示，将电缆连接在电缆接头两端分别设置第一测量点A和第二测量点B，并且在第一测量点A或第二测量点B间隔一定距离的电缆上设置第三测量点C(图2中第三测量点C靠近第二测量点B)。布置第三测量点C是由于电缆接头电阻太小，不便于测量，通过测第三测量点C延长测量电缆长度(电缆自身具有电阻)，间接求出电缆接头的电阻。上述的一定距离可以根据实际情况进行设置。

S200：对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度。

对电缆接头施加电流(例如可以是500A电流)，即电缆接头以及与电缆接头连接的电缆都有电流流过，电缆接头和电缆发热，此时，检测电缆接头的温度。温度检测可以利用温度传感器进行检测，非必要的，可以在电缆接头上设置热电偶，用于准确检测电缆接头的温度。

S300：当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角。

电缆接头的温度达到稳态是指电缆接头在一定时间内温度不再变化或者变化幅度不大，具体来说，是电缆接头的温度在半小时内变化幅度不超过0.5℃。此时可以采用电能质量分析仪测量第一测量点A与第三测量点C之间的有效电压U_AC、有效电流I_AC以及相位角θ_AC，采用电能质量分析仪测量第二测量点B与第三测量点C之间的有效电压U_BC、有效电流I_BC以及相位角θ_BC。

S400：根据所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据交流电阻计算公式，计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻，根据所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据所述交流电阻计算公式，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻。

具体来说交流电阻计算公式为：

$R=\frac{U}{I}cos\mathrm{\θ}$

式中，R为交流电阻，U为电压有效值，I为电流有效值，θ为相位角。

即第一测量点A与第三测量点C之间交流电阻第二测量点与第三测量点C之间交流电阻

S500：计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻和所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。

对第一测量点A与第三测量点C之间交流电阻R_AC和第二测量点B与第三测量点C之间交流电阻R_BC做差并取其绝对值，获得电缆接头压接电阻△R＝|R_AC-R_BC|。

本发明电缆接头压接电阻的测量方法，在电缆接头两端以及电缆上分别设置第一测量点、第二测量点以及第三测量点，对电缆接头施加电流，检测电缆接头的温度，当电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点以及第二测量点与第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，再根据交流电阻计算公式，计算第一测量点与第三测量点之间交流电阻，以及第二测量点与第三测量点之间交流电阻，计算两个交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。整个测量过程简单，并且采用严谨数学计算，能够实现简单且准确测量电缆接头压接电阻。

在其中一个实施例中，所述对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度的步骤具体包括：

设置温度传感器于所述电缆接头；

对所述电缆接头施加电流，通过所述温度传感器测量所述电缆接头的温度。

温度传感器可以准确检测电缆接头的温度。非必要的，温度传感器可以选用热电偶。

在其中一个实施例中，所述当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角的步骤具体包括：

当所述电缆接头的温度达到稳态时，根据预设的测量间隔，多次测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，多次测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

计算所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值。

采用多次测量求取平均值的方式可以有效减小测量误差，提高测量结果的准确度。具体来说，预设的测量间隔可以为10分钟，即当电缆接头的温度达到稳态时，每间隔10分钟测量一次第一测量点A与第三测量点C之间的有效电压、有效电流以及相位角和第二测量点B与第三测量点C之间的有效电压、有效电流以及相位角，这样获得多个测量数据(一般测量次数至少为3次)，再分别计算第一测量点A与第三测量点C之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值和第二测量点B与第三测量点C之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值。即在步骤S400计算交流电阻过程中将根据上述平均值进行计算，能有效提高计算结果的准确度。需要指出的，在另一个实施例中，也可以先将多次测量的数据分别进行步骤S400的就算过程，再计算S400计算结果的平均值。

在其中一个实施例中，所述在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点的步骤之前还包括：

在所述电缆中间采用剥切、压接以及接头体复位操作设置所述电缆接头。

电缆包括电缆导体和包括电缆导体的绝缘层，在设置电缆接头时，需要采用剥切、压接以及接头体复位操作，将电缆接头合理设置于电缆中间，避免由于电缆设置不合理对最终电缆接头压接电阻造成误差。

在其中一个实施例中，所述交流电阻计算公式具体为：

$R=\frac{U}{I}cos\mathrm{\θ}$

式中，R为交流电阻，U为电压有效值，I为电流有效值，θ为相位角。

如图3所示，一种电缆接头压接电阻的测量系统，包括：

测量点设置模块100，用于在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点；

温度检测模块200，用于对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度；

电参数测量模块300，用于当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

交流电阻计算模块400，用于根据所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据交流电阻计算公式，计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻，根据所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据所述交流电阻计算公式，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻；

差值计算模块500，用于计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻和所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。

本发明电缆接头压接电阻的测量系统，测量点设置模块100在电缆接头两端以及电缆上分别设置第一测量点、第二测量点以及第三测量点，温度检测模块200对电缆接头施加电流，检测电缆接头的温度，电参数测量模块300当电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点以及第二测量点与第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，交流电阻计算模块400根据交流电阻计算公式，计算第一测量点与第三测量点之间交流电阻，以及第二测量点与第三测量点之间交流电阻，差值计算模块500计算两个交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。整个测量过程简单，并且采用严谨数学计算，能够实现简单且准确测量电缆接头压接电阻。

在其中一个实施例中，所述温度检测模块200具体包括：

设置单元，用于设置温度传感器于所述电缆接头；

检测单元，用于对所述电缆接头施加电流，通过所述温度传感器测量所述电缆接头的温度。

在其中一个实施例中，所述电参数测量300模块具体包括：

电参数测量单元，用于当所述电缆接头的温度达到稳态时，根据预设的测量间隔，多次测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，多次测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

平均值计算单元，用于计算所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值。

在其中一个实施例中，所述电缆接头压接电阻的测量系统，还包括：

电缆接头设置模块，用于在所述电缆中间采用剥切、压接以及接头体复位操作设置所述电缆接头。

在其中一个实施例中，所述交流电阻计算公式具体为：

$R=\frac{U}{I}cos\mathrm{\θ}$

式中，R为交流电阻，U为电压有效值，I为电流有效值，θ为相位角。

为了更进一步详细解释本发明电缆接头压接电阻的测量方法与系统的技术方案及其带来的效果，下面将采用具体实例并结合图2以及试验数据进行说明。

试验对象：采用240mm²单芯电缆为试验电缆，在试验电缆中部按照标准完成连接管压接。

实现过程：

步骤一：在试验电缆中间采用剥切、压接以及接头体复位操作设置电缆接头。

步骤二：如图2所示，在电缆接头两端分别设置测量点A和测量点B，并且在距离测量点B8.8米处设置测量点C。

步骤三：在电缆接头上设置热电偶，测量电缆接头的温度。

步骤四：对电缆接头施加500A电流，加载时间为2.5个小时(实验前已通过稳态实验确定该型电缆达到稳态的时间约为2小时)。

步骤五：在加载电流的最后半个小时，每隔10分钟测量并记录A-C，B-C之间的电压有效值U，电流有效值I和相位角θ，记录数据如表1所示。

表1

步骤六：记录此时的电缆接头温度为53℃。

步骤七：利用公式计算测量段的交流电阻，并对三次测量求取平均值，作差得到加载电流500A，到达53℃时的电缆接头压接电阻为0.0658e^-4。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电缆接头压接电阻的测量方法，其特征在于，包括步骤：

在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点；

对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度；

当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

根据所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据交流电阻计算公式，计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻，根据所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据所述交流电阻计算公式，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻；

计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻和所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。

2.根据权利要求1所述的电缆接头压接电阻的测量方法，其特征在于，所述对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度的步骤具体包括：

设置温度传感器于所述电缆接头；

对所述电缆接头施加电流，通过所述温度传感器测量所述电缆接头的温度。

3.根据权利要求1或2所述的电缆接头压接电阻的测量方法，其特征在于，所述当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角的步骤具体包括：

当所述电缆接头的温度达到稳态时，根据预设的测量间隔，多次测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，多次测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

计算所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值。

4.根据权利要求1或2所述的电缆接头压接电阻的测量方法，其特征在于，所述在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点的步骤之前还包括：

在所述电缆中间采用剥切、压接以及接头体复位操作设置所述电缆接头。

5.根据权利要求1或2所述的电缆接头压接电阻的测量方法，其特征在于，所述交流电阻计算公式具体为：

$R=\frac{U}{I}cos\mathrm{\θ}$

式中，R为交流电阻，U为电压有效值，I为电流有效值，θ为相位角。

6.一种电缆接头压接电阻的测量系统，其特征在于，包括：

测量点设置模块，用于在电缆接头两端分别设置第一测量点和第二测量点，并在所述第一测量点或所述第二测量点间隔一定距离的电缆上设置第三测量点；

温度检测模块，用于对所述电缆接头施加电流，检测所述电缆接头的温度；

电参数测量模块，用于当所述电缆接头的温度达到稳态时，测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

交流电阻计算模块，用于根据所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据交流电阻计算公式，计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻，根据所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，并根据所述交流电阻计算公式，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻；

差值计算模块，用于计算所述第一测量点与所述第三测量点之间交流电阻和所述第二测量点与所述第三测量点之间交流电阻差值的绝对值，获取所述电缆接头压接电阻。

7.根据权利要求6所述的电缆接头压接电阻的测量系统，其特征在于，所述温度检测模块具体包括：

设置单元，用于设置温度传感器于所述电缆接头；

检测单元，用于对所述电缆接头施加电流，通过所述温度传感器测量所述电缆接头的温度。

8.根据权利要求6或7所述的电缆接头压接电阻的测量系统，其特征在于，所述电参数测量模块具体包括：

电参数测量单元，用于当所述电缆接头的温度达到稳态时，根据预设的测量间隔，多次测量所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角，多次测量所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压、有效电流以及相位角；

平均值计算单元，用于计算所述第一测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值，计算所述第二测量点与所述第三测量点之间的有效电压的平均值、有效电流的平均值以及相位角的平均值。

9.根据权利要求6或7所述的电缆接头压接电阻的测量系统，其特征在于，还包括：

电缆接头设置模块，用于在所述电缆中间采用剥切、压接以及接头体复位操作设置所述电缆接头。

10.根据权利要求6或7所述的电缆接头压接电阻的测量系统，其特征在于，所述交流电阻计算公式具体为：

$R=\frac{U}{I}cos\mathrm{\θ}$

式中，R为交流电阻，U为电压有效值，I为电流有效值，θ为相位角。