CN106124088A - 一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器 - Google Patents

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    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Abstract

本发明公开了一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其包括石英棒或石英光纤，粘贴在石英棒或石英光纤的前端并紧贴被测电缆接头金属螺母的荧光材料，从内到外设于石英棒或石英光纤外部的特氟龙套管、绝缘陶瓷管，通过螺母与石英棒或石英光纤端面紧密贴合的带塑料卡套的塑料光纤，与塑料光纤另一端连接的光处理模块以及设于光处理模块另一端的485输出；所述绝缘陶瓷管与金属螺母的外部设有经高温高压浇铸的环氧树脂层。本发明其成本低廉、安装过程简单，使用时本荧光材料能够直接测量触点温度，可提高电缆接头温度测量的准确性和精确度。

Description

一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器
技术领域
本发明涉及一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其可广泛用于电缆接头测温、干式变压器测温、电力开关柜测温等领域的高效温度在线监测。
背景技术
电缆接头是电力传输网中最关键的节点之一，它的接触的紧密程度对整个电网的可靠性运行具有重要的意义。电缆接头虚接时有一部分电能转换为热能，甚至会产生电弧，从而造成电缆接头的损害。这些事故给工业生产造成了巨大的经济损失。所以对电缆接头的温度实时监测变得十分重要，然而由于高压电力传输的高电磁环境，使得电学测温遇到了很大的困难。
进入二十世纪以来，接触式光纤测温技术在电力设备热点实时在线监测中的实用得到了越来越广泛的研究，包括分布式光纤测温、光纤光栅测温、干涉式光纤测温及光致发光光纤测温，其中光致发光式光纤测温技术以其耐高温高压、精度高、成本低等特点成为最有前途的电力设备热点在线监控方式之一。光致发光测温的原理是：物质在受到外界激励的时候，会发生能级的跃迁，而与此同时光发射余辉衰减的快慢程度和温度的高低有关，温度越高，光发射余辉衰减的速度越快，温度越低，光发射余辉衰减的速度越慢。因此，只需要测试出光发射余辉衰减的时间就能够得到被测的温度。相比于普通温度传感器,光学温度传感器具有体积小、质量轻、免电磁干扰、抗腐蚀性、灵敏度高等许多独特的优点。因此，在电缆接头中埋设传感器由光纤传播信号在高电压，高磁场条件下实现在线、实时地准确测量电缆接头的热点温度，是未来电缆接头热点温度测量的首选方法。
发明内容
为了解决现有电缆接头温度间接测量中存在误差大，环境影响大的不足，本发明提供了一种成本低廉、安装过程简单、可直接实时测量触点温度的内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器。
本发明所采取的技术方案是： 一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其关键技术在于：其包括石英棒或石英光纤，粘贴在石英棒或石英光纤的前端并紧贴被测电缆接头金属螺母的荧光材料，从内到外设于石英棒或石英光纤外部的特氟龙套管、绝缘陶瓷管，通过螺母与石英棒或石英光纤端面紧密贴合的带塑料卡套的塑料光纤，与塑料光纤另一端连接的光处理模块以及设于光处理模块另一端的485输出；
所述绝缘陶瓷管与金属螺母的外部设有经高温高压浇铸的环氧树脂层。
优选的，所述石英棒或石英光纤与全透明特氟龙套管二者之间烫接，全透明特氟龙套管和带丝扣的绝缘陶瓷管之间以绝缘胶胶接，塑料卡套与塑料光纤胶接；所述螺母与带丝扣的绝缘陶瓷管扣接，所述塑料光纤的另一端与光电处理模块之间经ST光纤连接器相插接，光信号经光电模块处理后通过485输出传向后台计算机。
优选的，所述石英棒直径为1.5mm，长度为20mm。
优选的，所述荧光材料粘贴在石英棒的一端面，并且二者一起用绝缘胶封于内径为4mm带丝扣的绝缘陶瓷管中。
优选的，所述塑料光纤的直径为2.3mm，纤芯数值孔径为0.5，纤芯直径为1.5mm，其与石英棒或石英光纤对接的一端粘贴有直径为4mm，长度为10mm的塑料套管作为塑料卡套。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
与现有的间接测温技术相比，本发明采用了石英棒或石英光纤以及荧光材料，其成本低廉、安装过程简单，使用时本荧光材料能够直接测量触点温度，可提高电缆接头温度测量的准确性和精确度。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图；
图2为本在线监测传感器内置方式示意图；
其中，1荧光材料；2、带丝扣的绝缘陶瓷管；3、特氟龙套管；4、石英棒或石英光纤；5、塑料卡套；6、螺母；7、塑料光纤纤芯；8、塑料光纤；9、光电处理模块；10、485输出，11、电缆接头的金属螺母；12、环氧树脂层；13、本在线监测传感器（也叫内置温度传感头）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例包括：荧光材料、带丝扣的绝缘陶瓷管、全透明特氟龙套管、石英棒或石英光纤、塑料卡套、螺母、塑料光纤纤芯、塑料光纤、光电处理模块、485输出、电缆接头的金属螺母、浇铸环氧树脂和内置温度传感头。
所述荧光材料1被粘贴在石英棒或石英光纤4的前端紧贴被测物体电缆接头的金属螺母；石英棒或石英光纤4外部依次是全透明特氟龙套管3和带丝扣的绝缘陶瓷管2。石英棒或石英光纤4与全透明特氟龙套管3二者之间烫接；全透明特氟龙套管3和带丝扣的绝缘陶瓷管2之间以绝缘胶胶接；塑料卡套5与塑料光纤8胶接；螺母6与带丝扣的绝缘陶瓷管扣接；带有塑料卡套5的塑料光纤8通过螺母6与套管中的石英棒或石英光纤对接，使得塑料光纤纤芯7的端面与石英棒或石英光纤4端面紧密贴合；塑料光纤8的另一端与光电处理模块9之间用ST光纤连接器相插接；光信号经光电处理模块9处理后通过485输出10传向后台计算机。光电处理模块9可采用北京博大华电测控技术有限公司的BD-CLQ温度数据处理器，当然也可采用其他处理模块，满足使用要求即可。
如图2所示，将电缆接头的金属螺母与粘贴在石英棒或石英光纤上的荧光材料端面紧密接触并用环氧树脂高温高压浇铸在一起，然后，再用螺丝将光纤与套管中的石英棒或石英光纤对接。
本实施例中石英棒直径为1.5mm，长度为20mm。所述石英棒表面烫接一层铁氟龙套管。塑料光纤的直径为2.3mm，纤芯数值孔径为0.5，纤芯直径为1.5mm，其与石英棒对接的一端粘贴有直径为4mm，长度为10mm的塑料套管作为塑料卡套。
使用时，荧光材料粘贴在石英棒的一端面，并且二者一起用绝缘胶封于内径为4mm带丝扣的绝缘陶瓷管中。
在光电处理模块的调制下，蓝光LED发出方波光脉冲。方波光脉冲能过塑料光纤和石英棒传至荧光材料。在蓝色光脉冲激励下，荧光材料发出荧光，经石英棒和塑料光纤返回光电处理模块。光电处理模块9分析荧光的寿命，计算出接触点的温度，通过485接口传送至后台计算机。
本发明结构简单，成本低廉，并且藕合效率高，广泛应用于电缆接头测温、干式变压器测温、电力开关柜测温等领域的高效温度在线监测。

Claims (5)

1.一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其特征在于：其包括石英棒或石英光纤（4），粘贴在石英棒或石英光纤（4）的前端并紧贴被测电缆接头金属螺母（11）的荧光材料（1），从内到外设于石英棒或石英光纤（4）外部的特氟龙套管（3）、绝缘陶瓷管（2），通过螺母（6）与石英棒或石英光纤（4）端面紧密贴合的带塑料卡套（5）的塑料光纤（8），与塑料光纤（8）另一端连接的光处理模块（9）以及设于光处理模块（9）另一端的485输出（10）；
所述绝缘陶瓷管（2）与电缆接头金属螺母（11）的外部设有经高温高压浇铸的环氧树脂层（12）。
2.根据权利要求1所述的一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其特征在于：所述石英棒或石英光纤（4）与全透明特氟龙套管（3）二者之间烫接，全透明特氟龙套管（3）和带丝扣的绝缘陶瓷管（2）之间以绝缘胶胶接，塑料卡套（5）与塑料光纤（8）胶接；所述螺母（6）与带丝扣的绝缘陶瓷管（2）扣接，所述塑料光纤（8）的另一端与光电处理模块（9）之间经ST光纤连接器相插接，光信号经光电模块（9）处理后通过485输出传向后台计算机。
3.根据权利要求1所述的一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其特征在于：石英棒直径为1.5mm，长度为20mm。
4.根据权利要求1所述的一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其特征在于：所述荧光材料（1）粘贴在石英棒的一端面，并且二者一起用绝缘胶封于内径为4mm带丝扣的绝缘陶瓷管（2）中。
5.根据权利要求1所述的一种内置式电缆接头温度光纤在线监测传感器，其特征在于：所述塑料光纤（8）的直径为2.3mm，纤芯数值孔径为0.5，纤芯直径为1.5mm，其与石英棒或石英光纤对接的一端粘贴有直径为4mm，长度为10mm的塑料套管作为塑料卡套。
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