CN107014501A - 一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法，设置在电缆接头处的电缆接头内部信号采集防水隔压系统包括信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元；信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连，并采用缠绕防水胶带以及外套热缩管的方式实现系统的防水隔压。本发明的技术方案，内置信号采集单元为电缆接头的电缆橡胶层测温单元和内置局放检测单元，外置电缆接头热缩管的能量发送单元和无线通信单元为一体式防水结构，使用隔离供电与无线信号相结合的方式对其硅橡胶层进行信息采集监控，很好的解决了高压电缆的多层电压问题以及电缆工作环境中的防水问题。

Description

一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电能表，具体涉及一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法。

背景技术

高压电缆作为城市的血脉，提供着城市生活所需的能量。一旦电缆出现故障,对城市生活造成的影响不可估量。高压电路主要故障位置为高压电缆接头,做好高压电缆接头检测，是确保高压电缆稳定工作的要点。

高压电缆接头是高压电缆的一个薄弱环节，是高压电缆的故障多发点。因此高压电缆接头监控、防范电缆接头故障，是确保高压电缆正常工作的前提。高压电缆故障检测包括常用的局放检测和温度检测。因为电缆电压等级高，因此传统的方式多为无源测量技术，如光纤测温，基于RFID技术的测温技术，对于精准的有源测量则很难实现；本发明的申请人通过无线能量传输技术，结合无线数据传输技术，很好的解决了在电缆检测这一环节的困难。利用无线供电，有源检测大大的提高了以前的测量精度与准确度。

电缆故障常发生于硅橡胶层，因硅橡胶层老化，导致绝缘降低发生局放，最终导致电缆头炸裂。但高压电缆的三层电压结构，又阻碍了高压电缆故障检测采集系统的设计。因此，需要解决针对硅橡胶层的信息采集监控技术问题，解决了高压电缆的多层电压问题，以及解决电缆工作环境中的防水问题，确保系统供电的高效与屏蔽性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法，电缆接头内部信号采集防水隔压系统包括信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元，该电缆接头内部信号采集防水隔压系统很好的解决了高压电缆的多层电压问题以及电缆工作环境中的防水问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明公开了一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统，该系统设置在电缆接头处，该系统包括信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元；所述信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连，并采用缠绕防水胶带以及外套热缩管的方式实现系统的防水隔压。

优选的是，所述信号采集单元位于电缆铜网和电缆铜壳处与电缆接头的铠装等效电位层，所述信号采集单元用于采集电缆橡胶层的温度数据和电缆橡胶层的局放数据。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量发送单元位于电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量发送单元包括能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量接收单元位于电缆接头的铠装等效电位层与电缆铜网和电缆铜壳处。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量接收单元包括能量接收线圈和铁氧体磁导层。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量接收单元支持无线充电Qi标准。

在上述任一技术方案中优选的是，所述无线通信单元位于电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处。

在上述任一技术方案中优选的是，所述无线通信单元使用2.4G无线频段通信。

在上述任一技术方案中优选的是，所述无线通信单元使用蓝牙、zigbee、wifi中任一种无线通信方式通信。

在上述任一技术方案中优选的是，外置于电缆接头热缩管的能量发送单元与无线通信单元为一体式防水结构。

在上述任一技术方案中优选的是，所述热缩管的耐压大于3wv，且具有防水特性。

本发明还公开了一种电缆接头内部信号采集防水隔压方法，该方法包括如上任一项所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，该电缆接头内部信号采集防水隔压方法包括：

电缆接头内部信号采集防水隔压系统由信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元构成，能量发送单元具有能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层，能量接收单元具有能量接收线圈和铁氧体磁导层；

将信号采集单元和能量接收单元设置在电缆接头的铠装等效电位层与电缆铜网和电缆铜壳处，将能量发送单元和无线通信单元设置在电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处，信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连并采用防水胶带缠绕包裹以及外套热缩管的方式进行系统的防水隔压保护；

内置的信号采集单元用于采集电缆橡胶层的温度数据和局放数据，内置信号采集单元即为电缆接头的电缆橡胶层测温单元和内置局放检测单元，外置于电缆接头热缩管的能量发送单元和无线通信单元为一体式防水结构，在电缆接头处使用隔离供电与无线信号相结合的方式对其硅橡胶层进行信息采集监控。

在上述任一技术方案中优选的是，所述外置于电缆接头热缩管的能量发送单元与无线通信单元设置为一体式防水结构，以便提高系统的防水性。

在上述任一技术方案中优选的是，所述热缩管采用耐压大于3wv且具有防水特性的热缩管。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量接收单元采用支持无线充电Qi标准的能量接收单元。

在上述任一技术方案中优选的是，所述无线通信单元采用2.4G无线频段通信。

在上述任一技术方案中优选的是，所述无线通信单元采用蓝牙、zigbee、wifi中任一种无线通信方式通信。

本发明的电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法，电缆接头内部信号采集防水隔压系统由信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元构成，能量发送单元包括能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层，能量接收单元则包括能量接收线圈和铁氧体磁导层，信号采集单元和能量接收单元设置在电缆接头的铠装等效电位层与电缆铜网和电缆铜壳处，能量发送单元和无线通信单元设置在电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处，信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连并采用防水胶带缠绕包裹以及外套热缩管的方式进行系统的防水隔压保护。高压电缆故障检测包括常用的局放检测和温度检测，在现有技术中，由于高压电缆的三层电压结构阻碍了采集系统的设计，不便于高压电缆接头监控和故障检测。通过多年努力研发而得出的本发明上述技术方案，很好的解决了高压电缆的多层电压问题，以及电缆工作环境中的防水问题。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下特点：

（1）电缆故障常发生于硅橡胶层，因硅橡胶层老化，导致绝缘降低发生局放，最终导致电缆头炸裂。针对硅橡胶层的信息采集监控主要包括温度采集和局放采集，但硅橡胶层与大地电压等级需要达到3wv 的耐压冲击，因此信号采集所需的电源供应与信息传输将不能使用传统的有线方式，只能使用隔离供电与无线信号相结合的方式。

（2）为解决铜壳层对无线供电能量的吸收，本发明的技术方案创新的在能量接收线圈与铜壳层之间加入了铁氧体磁导层。同样为了防止电缆接头外会有金属干扰能量发送，本发明的技术方案在能量发送线圈外置了铁氧体磁导层和金属层，保证系统供电的高效与屏蔽性。

（3）为了提高防水性，外置无线单元和能源发送单元采用一体防水结构，内置信号采集单元为电缆橡胶层测温单元和内置局放检测单元。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本发明的电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法的电缆接头内部信号采集防水隔压系统结构的一优选实施例的示意图；

图2为按照本发明的电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法的电缆接头内部信号采集防水隔压系统结构的一优选实施例的侧视图；

图3为按照本发明的电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法的110kv电缆接头内部信号采集防水隔压系结构的一优选实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服电缆接头内部信号采集技术在现有技术中所存在的问题，本发明实施例提出一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统及方法，电缆接头内部信号采集防水隔压系统由信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元构成，能量发送单元包括能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层，能量接收单元则包括能量接收线圈和铁氧体磁导层，信号采集单元和能量接收单元设置在电缆接头的铠装等效电位层与电缆铜网和电缆铜壳处，能量发送单元和无线通信单元设置在电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处，信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连并采用防水胶带缠绕包裹以及外套热缩管的方式进行系统的防水隔压保护。本发明实施例的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其内置的信号采集单元用于采集电缆橡胶层的温度数据和局放数据，内置信号采集单元即为电缆接头的电缆橡胶层测温单元和内置局放检测单元，其外置于电缆接头热缩管的能量发送单元和无线通信单元为一体式防水结构，在电缆接头处使用隔离供电与无线信号相结合的方式对其硅橡胶层进行信息采集监控。高压电缆故障检测包括常用的局放检测和温度检测，在现有技术中，由于高压电缆的三层电压结构阻碍了采集系统的设计，不便于高压电缆接头监控和故障检测。通过多年努力研发而得出的本发明上述技术方案，很好的解决了高压电缆的多层电压问题，以及电缆工作环境中的防水问题。

实施例1

本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，设置在电缆接头处，该系统包括信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元，信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连，并采用缠绕防水胶带以及外套热缩管的三层一体防水结构的方式实现系统的防水隔压。如图1和图2所示，信号采集单元和能量接收单元位于电缆接头的铠装等效电位层处与电缆铜网和电缆铜壳处，能量发送单元和无线通信单元位于电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处。

本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其信号采集单元用于采集电缆橡胶层的温度数据和电缆橡胶层的局放数据。

如图2所示，本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其能量发送单元包括能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层。

如图2所示，本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其能量接收单元包括能量接收线圈和铁氧体磁导层。

本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其能量接收单元支持无线充电Qi标准。

本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其无线通信单元使用2.4G无线频段通信。

本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其无线通信单元使用蓝牙、zigbee、wifi中任一种无线通信方式通信。

根据上述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统对电缆接头内部信号采集进行防水隔压处理，该电缆接头内部信号采集防水隔压方法包括：

电缆接头内部信号采集防水隔压系统由信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元构成，能量发送单元具有能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层，能量接收单元具有能量接收线圈和铁氧体磁导层；

将信号采集单元和能量接收单元设置在电缆接头的铠装等效电位层处与电缆铜网和电缆铜壳处，将能量发送单元和无线通信单元设置在电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处，信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连并采用防水胶带缠绕包裹以及外套热缩管的方式进行系统的防水隔压保护；

内置的信号采集单元用于采集电缆橡胶层的温度数据和局放数据，内置信号采集单元即为电缆接头的电缆橡胶层测温单元和内置局放检测单元，外置于电缆接头热缩管的能量发送单元和无线通信单元为一体式防水结构，在电缆接头处使用隔离供电与无线信号相结合的方式对其硅橡胶层进行信息采集监控。

在本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压方法中，将外置于电缆接头热缩管的能量发送单元与无线通信单元设置为一体式防水结构，以便提高系统的防水性。

在本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压方法中，热缩管采用耐压大于3wv且具有防水特性的热缩管。

在本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压方法中，能量接收单元采用支持无线充电Qi标准的能量接收单元。

在本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压方法中，无线通信单元采用2.4G无线频段通信。

在本发明实施例所述的电缆接头内部信号采集防水隔压方法中，无线通信单元采用蓝牙、zigbee、wifi中任一种无线通信方式通信。

因为电缆电压等级高，因此传统的方式多为无源测量技术，如光纤测温，基于RFID技术的测温技术，对于精准的有源测量则很难实现。本发明的申请人通过无线能量传输技术，结合无线数据传输技术，很好的解决了在电缆检测这一环节的困难。利用无线供电，有源检测大大的提高了以前的测量精度与准确度。

实施例2

高压电缆接头是高压电缆的一个薄弱环节，是高压电缆的故障多发点，高压电缆接头监控可以防范电缆接头故障并确保高压电缆正常工作。高压电缆故障检测包括常用的局放检测和温度检测，但高压电缆的三层电压结构又阻碍了采集系统的设计。鉴于此，研发一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统，采用信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元构成电缆接头内部信号采集防水隔压系统，将信号采集单元和能量接收单元设置在电缆接头的铠装层等效电位处与电缆铜网和电缆铜壳处，将能量发送单元和无线通信单元设置在电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处，解决高压电缆的多层电压问题以及电缆工作环境中的防水问题。

基于本发明的技术方案，本实施例以110kv 电缆为例，为解决其铜壳层对无线供电能量的吸收，创新的在能量接收线圈与电缆铜壳层之间加入了铁氧体磁导层；同样为了防止电缆接头外会有金属干扰能量发送，本实施例在能量发送线圈外设置了铁氧体磁导层和金属层，保证系统供电的高效与屏蔽性。

电缆故障常发生于硅橡胶层，因硅橡胶层老化，导致绝缘降低发生局放，最终导致电缆头炸裂。因此针对硅橡胶层的信息采集监控主要包括温度采集和局放采集，但硅橡胶层与大地电压等级需要达到3wv 的耐压冲击。如图3所示的电缆芯11k0v：电缆硅橡胶层，绝缘110kv层；电缆铜网、铜壳、铠装，与大地要求3wv耐压；热缩管防水材料层，绝缘3wv；大地等效零电压。因此信号采集所需的电源供应与信息传输将不能使用传统的有线方式，只能使用隔离供电与无线信号相结合的方式。为解决铜壳层对无线供电能量的吸收，本实施例创新的在能量接收线圈与铜壳层之间加入了铁氧体磁导层。同样为了防止电缆接头外会有金属干扰能量发送，本实施例在能量发送线圈外置了铁氧体磁导层和金属层，保证系统供电的高效与屏蔽性。

为了提高防水性，本实施例中，外置无线单元和能源发送单元采用一体防水结构，内置信号采集单元为电缆橡胶层测温单元和内置局放检测单元。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电缆接头内部信号采集防水隔压系统，设置在电缆接头处，其特征在于：该系统包括信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元；所述信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连，并采用缠绕防水胶带以及外套热缩管的方式实现系统的防水隔压。

2.如权利要求1所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述信号采集单元位于电缆铜网和电缆铜壳处与电缆接头的铠装等效电位层，所述信号采集单元用于采集电缆橡胶层的温度数据和电缆橡胶层的局放数据。

3.如权利要求1所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述能量发送单元位于电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处。

4.如权利要求1或3所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述能量发送单元包括能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层。

5.如权利要求1所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述能量接收单元位于电缆接头的铠装等效电位层与电缆铜网和电缆铜壳处。

6.如权利要求1或5所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述能量接收单元包括能量接收线圈和铁氧体磁导层。

7.如权利要求6所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述能量接收单元支持无线充电Qi标准。

8.如权利要求1所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述无线通信单元位于电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处。

9.如权利要求1或8所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：所述无线通信单元使用2.4G无线频段通信。

10.一种电缆接头内部信号采集防水隔压方法，该方法包括如权利要求1至9中任一项所述的电缆接头内部信号采集防水隔压系统，其特征在于：该方法包括：

电缆接头内部信号采集防水隔压系统由信号采集单元、能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元构成，能量发送单元具有能量发送线圈、铁氧体磁导层和金属屏蔽层，能量接收单元具有能量接收线圈和铁氧体磁导层；

将信号采集单元和能量接收单元设置在电缆接头的铠装等效电位层与电缆铜网和电缆铜壳处，将能量发送单元和无线通信单元设置在电缆接头的热缩管外与电缆大地等效电位层处，信号采集单元与能量发送单元、能量接收单元、无线通信单元通过线缆相连并采用防水胶带缠绕包裹以及外套热缩管的方式进行系统的防水隔压保护；

内置的信号采集单元用于采集电缆橡胶层的温度数据和局放数据，内置信号采集单元即为电缆接头的电缆橡胶层测温单元和内置局放检测单元，外置于电缆接头热缩管的能量发送单元和无线通信单元为一体式防水结构，在电缆接头处使用隔离供电与无线信号相结合的方式对其硅橡胶层进行信息采集监控。