CN106855443A - 电缆中间接头导体温度测量结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆中间接头导体温度测量结构，包括光纤解调仪、传输光缆和光纤光栅温度传感器，在电缆中间接头的制作过程中，将光纤光栅温度传感器安装在电缆中间接头的内部；所述光纤光栅温度传感器用于测量电缆中间接头内电缆导体的温度，所述传输光缆的一端伸入电缆中间接头内、与光纤光栅温度传感器相连接，传输光缆的另一端与光纤解调仪相连接。本申请在电缆中间接头工程施工安装时，将光纤光栅温度传感器固定在电缆中间接头的内部，用于监测电缆中间接头处电缆导体的温度，从而构成电缆中间接头导体温度测量结构，整体结构简单易于实施。

Description

电缆中间接头导体温度测量结构

技术领域

本发明涉及电缆接头温度监测领域，特别是涉及一种电缆中间接头导体温度测量结构。

背景技术

目前，电缆接头(特别是高压电缆接头)存在工作状态不易检测和监测、易受地形和环境限制等问题，故电缆接头运行多年后会出现绝缘老化现象，需更换或维修电缆接头。另外，国内外大量的文献研究及电缆事故表明：电缆接头发热、绝缘品质劣化是导致电缆事故的主要原因，因此，电缆接头导体温度是电缆接头工作状态检测和监测的关键参数。

传统的电缆接头导体温度监测设备有红外热像仪、DTS分布式测温系统等，其中，DTS分布式测温系统是目前应用较为广泛的一种。DTS分布式测温系统是将多模传感光纤缠绕在电缆接头的表面，采用光纤分布式测温系统监测电缆接头的表面温度，再应用数学模型推导计算出电缆接头导体温度。但是，由于实际应用中会受到外界条件变化的影响、以及其自身测试精度的问题，所以，由监测到的电缆接头的表面温度推算电缆接头的导体温度存在较大误差；同时，DTS分布式测温系统表征的是一段距离(至少1m以上)的平均温度，因此，对于电缆接头导体温度的测量误差更加明显。

针对上述缺陷，申请公布号为CN104977097A的中国发明专利申请说明书公开了一种光纤测量高压、特高压电缆接头温度的方法，包括外部测温光纤及内部测温光纤、测温探头固定夹具及温度解调仪，所述外部光纤包括依次连接的ST光纤接头、外部光纤及连接头，所述内部测温光纤包括依次连接的转接嵌件、内部光纤及测温探头，所述测温探头固定夹具通过螺钉将测温探头固定在堵头嵌件上，内部测温光纤通过转接嵌件与外部光纤连接头连接，外部光纤通过ST光纤接头与温度解调仪的光纤接口连接，实现电缆接头的工作温度的实时在线监测。其将测温探头预埋在电缆接头的内部、并直达电缆接头的热点，从而准确反应电缆接头内导体的工作温度。但是，该说明书中所公开的电缆接头为用于连接电力电缆100与终端设备200的电缆终端接头300，如图1所示，其发明内容主要体现在：在电缆终端制造时，将光纤浇注在电力电缆终端接头内，故其公开的结构不适用于连接两根城市电力电缆100时所用的电缆中间接头400；另外，其将内部测温光纤通过浇注的方式预埋在电缆接头中，这种方式在实际工程中较难实现。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种易于实施、且适用于监测电缆中间接头导体温度的电缆中间接头导体温度测量结构。

为实现上述目的，本发明提供一种电缆中间接头导体温度测量结构，包括光纤解调仪、传输光缆和光纤光栅温度传感器，在电缆中间接头的制作过程中，将光纤光栅温度传感器安装在电缆中间接头的内部；所述光纤光栅温度传感器用于测量电缆中间接头内电缆导体的温度，所述传输光缆的一端伸入电缆中间接头内、与光纤光栅温度传感器相连接，传输光缆的另一端与光纤解调仪相连接。

进一步地，所述电缆中间接头包括两根电缆、压接铜管和橡胶预制件，每根电缆的端部设有接头部，所述接头部包括电缆绝缘屏蔽层、从电缆绝缘屏蔽层中露出的电缆绝缘层、以及从电缆绝缘层中露出的电缆导体，两根电缆的电缆导体分别从压接铜管的两端伸入压接铜管中、并与压接铜管固定连接，两根电缆分别从橡胶预制件的两端伸入橡胶预制件中、且电缆绝缘屏蔽层与橡胶预制件固定连接；所述压接铜管的外周面上缠绕有绕包半导电带，所述光纤光栅温度传感器固定在绕包半导电带的外周面上，所述传输光缆被固定在电缆绝缘屏蔽层与橡胶预制件之间。

优选地，所述电缆与橡胶预制件为紧配合固定。

优选地，所述电缆导体与压接铜管为紧配合固定。

进一步地，伸入橡胶预制件中的传输光缆沿电缆绝缘屏蔽层和电缆绝缘层平直敷设。

如上所述，本发明涉及的电缆中间接头导体温度测量结构，具有以下有益效果：

本申请在电缆中间接头工程施工安装时，将光纤光栅温度传感器固定在电缆中间接头的内部，用于监测电缆中间接头处电缆导体的温度，从而构成电缆中间接头导体温度测量结构，整体结构简单易于实施。

附图说明

图1为现有技术中电缆输电的线路图。

图2为本申请的结构示意图。

元件标号说明

1 电缆

11 电缆绝缘屏蔽层

12 电缆绝缘层

13 电缆导体

2 压接铜管

3 光纤解调仪

4 传输光缆

5 光纤光栅温度传感器

6 橡胶预制件

7 绕包半导电带

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本申请提供一种电缆中间接头导体温度测量结构，用于长期监测电缆1输电线路中、两根电缆1相连接的电缆中间接头处电缆导体13的温度。如图2所示，电缆中间接头包括两根待连接的电缆1、压接铜管2和橡胶预制件6，每根待连接的电缆1的端部都设有接头部，所述接头部包括电缆绝缘屏蔽层11、从电缆绝缘屏蔽层11中露出的电缆绝缘层12、以及从电缆绝缘层12中露出的电缆导体13，两根电缆1的电缆导体13分别从压接铜管2的左右两端伸入压接铜管2中、并与压接铜管2紧配合固定，从而实现两根电缆1的接头部的连接、且两根电缆1的电缆导体13之间为电导通状态。所述压接铜管2的外周面上缠绕有绕包半导电带7，所述橡胶预制件6呈圆筒状，两根电缆1分别从橡胶预制件6的两端伸入橡胶预制件6中、且电缆绝缘屏蔽层11与橡胶预制件6紧配合固定，从而实现电缆1与橡胶预制件6的固定连接。优选地，所述电缆绝缘屏蔽层11为半导电层，与电缆绝缘层12的外表面接触良好，从而可避免因电缆绝缘层12表面出现裂纹等缺陷而导致电缆绝缘屏蔽层11与金属护套之间发生局部放电现象。另外，在制作电缆中间接头时，将电缆绝缘屏蔽层11剥离掉一段，使得电缆绝缘层12从电缆绝缘屏蔽层11中露出一段，以保证有足够的绝缘距离，承受输电线路的运行电压，防止局部放电甚至击穿现象的出现。所述绕包半导电带7与橡胶预制件6内的金属层为等电位，从而可防止局部放电现象的发生。

进一步地，所述电缆中间接头导体温度测量结构包括光纤解调仪3、传输光缆4和光纤光栅温度传感器5，所述光纤光栅温度传感器5通过胶水粘贴在绕包半导电带7的外周面上，或者在压接铜管2的外表面上缠绕绕包半导电带7的过程中，将光纤光栅温度传感器5放置在绕包半导电带7、并由绕包半导电带7包覆，从而实现光纤光栅温度传感器的固定；所述传输光缆4的一端从电缆绝缘屏蔽层11与橡胶预制件6之间穿入橡胶预制件6中、并与光纤光栅温度传感器5相连接，传输光缆4的另一端与所述光纤解调仪3相连接。由于电缆1与橡胶预制件6为紧配合固定，故将传输光缆4从电缆1的电缆绝缘屏蔽层11与橡胶预制件6之间穿过后，也就相应地被固定在电缆绝缘屏蔽层11与橡胶预制件6之间，因此无需使用额外的紧固件或固定结构来固定传输光缆4与电缆中间接头，从而简化结构、便于安装。

上述电缆中间接头导体温度测量结构中，压接铜管2有以下三个作用：1、固定连接两根电缆1的电缆导体13；2、导通两根电缆1的电缆导体13，若电缆导体13的端部接触不良，但由于压接铜管2自身的导电作用，仍可保证两根电缆1的电缆导体13始终处于导通的状态，进而保证整个输电线路稳定地运行；3、导热的作用，压接铜管2的材质为铜，而铜具有良好的导热性，可将电缆导体13的发热温度准确地传递给光纤光栅温度传感器5，保证对电缆导体13温度的准确监测。电缆导体13的温度准确地传递给压接铜管2、并由光纤光栅温度传感器5感知，通过传输光缆4中的光纤将反应温度变化的光信号引出，再通过光纤解调仪3将温度信号解调，从而得到较高精度的电缆中间接头中电缆导体13温度。

进一步地，本申请在电缆中间接头施工安装时，将光纤光栅温度传感器5放置并固定在电缆中间接头的内部，以准确地监测电缆中间接头处电缆导体13的温度，其大大降低了外界环境因素对电缆导体13温度检测的影响，且采用光纤光栅温度传感器5作为温度检测探头，故误差非常小、检测精度非常高，从而实现了对电缆中间接头内电缆导体13温度的准确监测，为电缆中间接头工作状态的检测和监测提供有力且较为精度的数据支持，从而防止意外事故的发生。另外，采用光纤光栅温度传感器5使得测温结构还具有测试现场无需供电、抗干扰性强、使用寿命长等优点，且本申请涉及的电缆中间接头导体温度测量结构整体结构简单，其不需要将测温光纤通过浇注的方式预埋在电缆1堵头，只需要将光纤光栅温度传感器5固定在橡胶预制件6的内部，将传输光缆4平直敷设，故整个结构易于实施。

进一步地，当在电缆中间接头的外部固定套上橡胶预制件6后，则橡胶预制件6的内部空间非常有限，故穿入橡胶预制件6内的传输光缆4容易弯曲、且弯曲半径非常小，从而导致传输光缆4中的光纤损耗大、易折断，进而影响电缆导体13的温度检测和监测。因此，如图2所示，在敷设传输光缆4时，使伸入橡胶预制件6中的传输光缆4沿电缆绝缘屏蔽层11和电缆绝缘层12平直敷设，消除传输光缆4在橡胶预制件6内部的小弯曲半径，进而大大减少传输光缆4的光纤的损耗、且还防止断纤现象。

上述电缆中间接头导体温度测量结构的施工步骤如下：

1、在电缆导体13的表面敷设压接铜管2，在压接铜管2的表面缠绕绕包半导电带7；

2、将光纤光栅温度传感器5固定在绕包半导电带7上；

3、将传输光缆4与光纤光栅温度传感器5相连接，且传输光缆4沿电缆绝缘层12和电缆绝缘屏蔽层11的外表面平直敷设；

4、安装橡胶预制件6，以固定住传输光缆4和两根电缆1；

5、将传输光缆4与光纤解调仪3相连接。

其整体结构简单、易于实施、检测和监测效果好，非常适合广泛地推广。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种电缆中间接头导体温度测量结构，其特征在于：包括光纤解调仪(3)、传输光缆(4)和光纤光栅温度传感器(5)，在电缆中间接头的制作过程中，将光纤光栅温度传感器(5)安装在电缆中间接头的内部；所述光纤光栅温度传感器(5)用于测量电缆中间接头内电缆导体(13)的温度，所述传输光缆(4)的一端伸入电缆中间接头内、与光纤光栅温度传感器(5)相连接，传输光缆(4)的另一端与光纤解调仪(3)相连接。

2.根据权利要求1所述的电缆中间接头导体温度测量结构，其特征在于：所述电缆中间接头包括两根电缆(1)、压接铜管(2)和橡胶预制件(6)，每根电缆(1)的端部设有接头部，所述接头部包括电缆绝缘屏蔽层(11)、从电缆绝缘屏蔽层(11)中露出的电缆绝缘层(12)、以及从电缆绝缘层(12)中露出的电缆导体(13)，两根电缆(1)的电缆导体(13)分别从压接铜管(2)的两端伸入压接铜管(2)中、并与压接铜管(2)固定连接，两根电缆(1)分别从橡胶预制件(6)的两端伸入橡胶预制件(6)中、且电缆绝缘屏蔽层(11)与橡胶预制件(6)固定连接；所述压接铜管(2)的外周面上缠绕有绕包半导电带(7)，所述光纤光栅温度传感器(5)固定在绕包半导电带(7)上，所述传输光缆(4)被固定在电缆绝缘屏蔽层(11)与橡胶预制件(6)之间。

3.根据权利要求2所述的电缆中间接头导体温度测量结构，其特征在于：所述电缆(1)与橡胶预制件(6)为紧配合固定。

4.根据权利要求2所述的电缆中间接头导体温度测量结构，其特征在于：所述电缆导体(13)与压接铜管(2)为紧配合固定。

5.根据权利要求2所述的电缆中间接头导体温度测量结构，其特征在于：伸入橡胶预制件(6)中的传输光缆(4)沿电缆绝缘屏蔽层(11)和电缆绝缘层(12)平直敷设。