CN105890786A - 智能电缆接头系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电缆接头系统，属于电缆接头检测技术领域，系统包括温度检测单元、微处理器、热量聚集模块、热量转换模块、储能单元、通信模块和远程监控中心，温度检测单元安装电缆接头处连接微处理器用来检测接头的温度，热量聚集模块设置在接头内用来聚集热量，热量转换模块连接热量聚集模块并将热能转换为电能，热量转换模块连接储能单元将转换后的电能存储在储能单元中，微处理器连接热量转换模块用来开启或关闭热量转换模块，微处理器连接通信模块，微处理器通过通信模块传输信息到远程监控中心。本发明解决了热能影响接头安全、电缆接头检测系统需要配置电源的问题，具有实时检测电缆接头、拥有自我供电系统的优点。

Description

智能电缆接头系统

技术领域

本发明属于电缆接头检测技术领域，涉及智能检测、热量转移并信号远程发送方向，具体涉及一种智能电缆接头系统。

背景技术

电缆接头发热乃至爆炸，是电力生产运行中的一种常见故障，不但会造成大量的电能损失，而且会严重影响电气设备的正常工作，轻则线路中工作电流增大，电气设备寿命缩短，重则会使绝缘击穿，形成短路，产生爆炸，会引起火灾，导致设备损坏，中断正在进行中的生产、科研、医疗手术和其它活动，造成难以估量的损失。

电缆接头发热或爆炸的主要原因包括以下几个方面。(1)机械损伤：由于城市建设管理不严，施工不善等引起，约占电缆事故的50％；(2)铅包疲劳、龟裂、胀裂：这是由于电缆安装条件不良，制造厂的制造质量差、电缆长期过负荷等原因引起，这多半发生在中间接头盒终端头附近的一段电缆上，也有一些发生在电缆密集散热不良的地方。(3)户外终端头浸水爆炸：大多发生在10KV及以下的线路上，由于施工和运行维护不当，造成终端头凝结水结聚在电缆头内，最终导致绝缘受潮击穿，引起爆炸。电缆接头温度过高导致的故障占有很大比例，及时解决温度问题，电缆接头的温度监控以及及时散热都能够减少电缆接头故障，是进而减少电缆故障的有益改进。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种智能电缆接头系统，通过温度检测、热量聚集和热量转换，实时检测电缆接头的温度并进行热能转换，节省电能的同时解决了热能影响接头安全、电缆接头检测系统需要配置电源的问题，具有实时检测电缆接头、拥有自我供电系统的优点，并将温度数据远程发送到监控中心，由储能单元进行电能支持，进行自动报警处理。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种智能电缆接头系统，所述智能电缆接头系统包括温度检测单元、微处理器、热量聚集模块、热量转换模块、储能单元、通信模块和远程监控中心，温度检测单元安装电缆接头处连接微处理器用来检测接头的温度，热量聚集模块设置在接头内用来聚集热量，热量转换模块连接热量聚集模块并将热能转换为电能，热量转换模块连接储能单元将转换后的电能存储在储能单元中，微处理器连接热量转换模块用来开启或关闭热量转换模块，微处理器连接通信模块，微处理器通过通信模块传输电缆接头的信息到远程监控中心。

上述系统中，所述智能电缆接头系统还包括备用电源，备用电源连接微处理器并根据微处理器的指令进入工作状态，微处理器监测备用电源的电量状态。所述微处理器中设有备用开关单元，备用开关单元连接在微处理器上用来根据微处理器指令开启备用电源，备用开关单元监测备用电源的电量并发送监测电量信号到微处理器。所述备用电源是蓄电池，储能单元中的电能可储存在备用电源中，储能单元对备用电源作充电处理保持备用电源的电量充足。所述备用电源和储能单元均连接微处理器，备用电源和储能单元中只有一个处于放电状态。所述温度检测单元包括多个温度传感器，多个温度传感器均匀安装在电缆接头内，微处理器上设有扩展接口用来连接增设的温度传感器。所述热量聚集模块设置在接头内是接头的内层，热量聚集模块采用易导热的材料制成，热量聚集模块的两端材质不同，热量转换模块连接在热量聚集模块的两端。所述热量转换模块设置在电缆接头的一端，热量转换模块连接热量聚集模块的两端，热量转换模块采用温差发电原理进行电能转换。所述微处理器设有电量检测单元，电量检测单元连接储能单元并实时检测储能单元的电量。所述远程监控中心包括数据接收单元、显示屏、控制器、数据绘制单元和数据库，数据接收单元无线连接通讯模块，数据接收单元连接控制器，显示屏连接在控制器的输出端上，数据绘制单元连接控制器并利用控制器接收到的数据进行图表绘制，数据库连接在控制器的输出端用来保存控制器接收到的数据。

本发明有益效果是:本发明提供的一种智能电缆接头系统，本发明中设有温度检测单元安装在电缆线的接头处，及时检测电缆接头的温度，并在接头温度超过设定阈值时，开启热量聚集模块，将电缆接头中的热量聚集到接头的一端，利用热量转换模块将热能转换为电能，使得接头本体形成自我供电系统，连续工作检测接头的实时温度，并将温度数据远程发送到监控中心，由储能单元进行电能支持，监控中心根据接收到的数据，进行自动报警处理。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的智能电缆接头系统的工作框图。

图2是本发明的具体实施方式的微处理器的工作框图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明提供的一种智能电缆接头系统，本发明中设有温度检测单元安装在电缆线的接头处，及时检测电缆接头的温度，并在接头温度超过设定阈值时，开启热量聚集模块，将电缆接头中的热量聚集到热量聚集点，利用热量转换模块将热能转换为电能，使得接头本体形成自我供电系统，连续工作检测接头的实时温度，并将温度数据远程发送到监控中心，由储能单元进行电能支持，监控中心根据接收到的数据，进行自动报警处理。

智能电缆接头系统,如图1所示，系统包括温度检测单元、微处理器、热量聚集模块、热量转换模块、储能单元、备用电源、通信模块和远程监控中心，温度检测单元安装电缆接头处连接微处理器，热量聚集模块设置在接头内连接热量转换模块，热量转换模块连接储能单元将热能转换为电能存储在储能单元中，热量转换模块连接微处理器，判断控制热量转换模块的工作，储能单元连接温度检测单元、微处理器为系统工作提供电能，备用电源连接微处理器根据微处理器的指令进入工作状态，同时微处理器监测储能单元和备用电源的电量状态，微处理器连接通信模块，系统通过通信模块传输电缆接头的实时信息到远程监控中心，远程监控中心无线接收微处理器的检测温度数据以及微处理器的电量警报信息，经过数据处理判断接头温度是否处于正常状态，是否安全，并将接头的温度进行归类处理绘制成清晰明了的图表。

温度检测单元安装在电缆接头处，实时检测接头处的温度，温度检测单元连接在微处理器的输入端，将检测到的实时温度信号发送到微处理器。温度检测单元包括多个温度传感器，由于电缆接头的大小不确定，所以设置多个温度传感器均匀安装在接头内，微处理器上设有扩展接口，用来连接增设温度传感器，在遇到待测点很多，温度传感器的数量不够的时候，通过扩展接口增加温度传感器的数量，进而实时准确测量计算电缆接头的实际温度值。

微处理器安装在电缆接头的内部或电缆接头的附近，用来接收温度检测单元检测到的接头实时温度数据，并计算电缆接头内的温度值是否在安全范围内，及其他数据处理情况。微处理器接收系统信号并发出工作指令到相应执行部，热量转换模块的开启就是根据微处理器的指令，温度检测单元在检测到接头内的温度检测信号发送到微处理器，微处理器在判断得出温度检测数据超过设定阈值的时候，发出工作指令到热量转换模块，开启热量转换模块进行热量转换，将热能转换为电能储存在储能单元中给系统供电。

热量聚集模块连接在微处理器上，热量聚集模块设置在接头内是接头的内层，即为导热层，直接感受到接头内电缆线温度变化，热量聚集模块采用易导热的材料制成，热量聚集模块的聚集点连接在热量转换模块上，所以导热层的两端材质不同，两端的导热系数不同，一端的导热系数大于两一端的导热系数，在接头内的温度升高，由于导热层的设置接头两端的温度不同形成一端温度高一端低的状况，这样热量沿着导热层的方向聚集到接头的一端以便进行电能转换。热量转换模块设置在电缆接头的一端，可以安装在导热系数较大的材料一端，连接热量聚集模块，将聚集到一起的热量转换为电能。热量转换模块是采用温差发电原理进行工作的，热量转换模块连接导热层的两端，利用导热层两端的温度差，将热能转化为电能并储存在储能单元中，储能单元的输入端连接热量转换模块储存电能，储能单元的输出端连接温度检测单元、热量转换模块和通信模块，为系统的工作提供能量支撑。

储能单元的设立是为了提供能量支撑，为了避免储能单元的能量不足影响实时检测的及时性，所以本发明中还设置了备用电源，备用电源是连接在储能单元上的可充电蓄电池，系统安装的时候，备用电源是满电量，在储能单元的电能不足需要电能的时候，微处理器中设有备用开关单元，如图2所示，备用开关单元连接在微处理器上根据微处理器指令开启备用电源，同时备用开关单元可以监测备用电源的电量，在检测到备用电源电量过低的时候，微处理器发出低电量警报信号到远程监控中心。备用电源在工作的时候，电缆接头的温度检测持续进行，同时储能单元的电能继续储存中，微处理器中设有电量检测单元连接储能单元，在储能单元的电量达到稳定值时，微处理器开启储能单元工作，关闭备用电源，并将储能单元中电能转移储存在备用电源中，利用储能单元对备用电源作充电处理，保持备用电源的电量充足。

通信模块连接在微处理器的输出端，微处理器通过通信模块连接远程监控中心，远程监控中心用来接收微处理器的发出信号，并显示电缆接头的实时及是否在安全范围内，同时接收发出的低电量警报信号。

远程监控中心中设有数据接收单元、显示屏、控制器、数据绘制单元及数据库，数据接收单元无线连接通讯模块，数据接收单元连接控制器，显示屏连接在控制器的输出端上，数据绘制单元连接控制器利用控制器接收到的数据进行图表绘制，数据库连接在控制器的输出端，用来保存控制器接收到的数据，供系统调用。

数据接收单元无线连接通讯模块接收智能电缆接头系统的远程数据信息，数据信息发送到控制器进行数据预处理包括数据归类、统一、计算和储存，数据信息经过控制器处理核查后，发出电缆接头的安全与否的结果信息到显示屏，显示屏则根据控制器的指令显示电缆接头的结果信息。数据绘制单元连接在控制器上，根据控制器归类后的数据信息，绘制出电缆接头的随时间变化的温度图表，也可以根据需要绘制所需的图表信息，图表信息的绘制结果根据控制器的指令显示在显示屏上。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能电缆接头系统，其特征在于，所述智能电缆接头系统包括温度检测单元、微处理器、热量聚集模块、热量转换模块、储能单元、通信模块和远程监控中心，温度检测单元安装电缆接头处连接微处理器用来检测接头的温度，热量聚集模块设置在接头内用来聚集热量，热量转换模块连接热量聚集模块并将热能转换为电能，热量转换模块连接储能单元将转换后的电能存储在储能单元中，微处理器连接热量转换模块用来开启或关闭热量转换模块，微处理器连接通信模块，微处理器通过通信模块传输电缆接头的信息到远程监控中心。

2.根据权利要求1所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述智能电缆接头系统还包括备用电源，备用电源连接微处理器并根据微处理器的指令进入工作状态，微处理器监测备用电源的电量状态。

3.根据权利要求2所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述微处理器中设有备用开关单元，备用开关单元连接在微处理器上用来根据微处理器指令开启备用电源，备用开关单元监测备用电源的电量并发送监测电量信号到微处理器。

4.根据权利要求2所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述备用电源是蓄电池，储能单元中的电能可储存在备用电源中，储能单元对备用电源作充电处理保持备用电源的电量充足。

5.根据权利要求2所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述备用电源和储能单元均连接微处理器，备用电源和储能单元中只有一个处于放电状态。

6.根据权利要求1所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述温度检测单元包括多个温度传感器，多个温度传感器均匀安装在电缆接头内，微处理器上设有扩展接口用来连接增设的温度传感器。

7.根据权利要求1所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述热量聚集模块设置在接头内是接头的内层，热量聚集模块采用易导热的材料制成，热量聚集模块的两端材质不同，热量转换模块连接在热量聚集模块的两端。

8.根据权利要求1所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述热量转换模块设置在电缆接头的一端，热量转换模块连接热量聚集模块的两端，热量转换模块采用温差发电原理进行电能转换。

9.根据权利要求1所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述微处理器设有电量检测单元，电量检测单元连接储能单元并实时检测储能单元的电量。

10.根据权利要求1所述的智能电缆接头系统，其特征在于，所述远程监控中心包括数据接收单元、显示屏、控制器、数据绘制单元和数据库，数据接收单元无线连接通讯模块，数据接收单元连接控制器，显示屏连接在控制器的输出端上，数据绘制单元连接控制器并利用控制器接收到的数据进行图表绘制，数据库连接在控制器的输出端用来保存控制器接收到的数据。