CN108801502A - 一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置 - Google Patents

Abstract

一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，包括电缆、开关柜，开关柜包括电流互感器二次侧引线，开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡、温度传感器，二次电流互感器、电流变送器，其中：二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；电流变送器与数据采集卡相连；温度传感器设置于电缆靠近接头的电缆表面的轴向排列的三个测温点，温度传感器通过引线与温度变送器相连；温度变送器与数据采集卡相连；数据采集卡与无线模块、电流变送器相连；二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；开关电源分别与温度变送器、无线模块、数据采集卡、电流变送器相连。实现了无损监测接头缆芯温度。

Description

一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置

技术领域

本发明涉及10kV电力电缆温度检测领域，更具体地，涉及一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置。

背景技术

10kV电力电缆是电力传输的重要载体和保证电网运行的关键设备，在我国的使用越来越广泛。通过对电缆接头故障统计发现，电缆接头击穿可分为电击穿和热击穿两类，局部放电和缆芯温度作为表征电、热应力的关键指标，对电缆接头的安全运行起到了决定性作用。

缆芯温度是决定电缆使用寿命的重要参数，当电缆的运行温度超过某一特定值时，将导致电缆老化加速，严重时可能导致电缆热击穿，从而引发触电、火灾等事故，这个特定值称为电缆绝缘材料的长期允许最高工作温度。因此，对电缆缆芯温度进行带电实时监测，以使缆芯温度不超过长期允许最高工作温度，能在一定程度上保证电缆安全、稳定地运行。

目前常用的温度测量方法有红外测温法、电阻测温法、热电偶测温法、光纤测温法、集成温度传感器。红外测温虽然突破了传统的接触式检测技术的局限性，但对于很长的电缆线路，尤其是复杂的地下敷设情况，并不适用。电阻测温优点是不需要冷端补偿，但制作工艺较复杂。光纤测温则直接将光纤安放在电缆内部，对电缆加工工艺要求高，测量的是绝缘层温度，响应快，精度高。但分布式测温系统依赖配套的电缆温度检测装置和稳定的光电转换模块，成本高，还不适于大范围推广。热电偶测温结构简单，敏感元件体积小，热容量也小，响应速度快，灵敏度较高，稳定性好。它被广泛用来测量 100℃～1300℃范围内的温度。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是解决无损检侧、灵敏度高、稳定性好且能广泛应用的测量10kV电缆中间接头缆芯温度的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，包括电缆、开关柜，所述开关柜包括电流互感器二次侧引线，还包括开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡、温度传感器，二次电流互感器、电流变送器，其中：

二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；

电流变送器与数据采集卡相连。

温度传感器设置于电缆靠近接头的电缆表面的轴向排列的三个测温点，温度传感器通过引线与温度变送器相连；

温度变送器与数据采集卡相连；

数据采集卡与无线模块、电流变送器相连；

开关电源分别与温度变送器、无线模块、数据采集卡、电流变相器相连。

二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；

本方法通过温度传感器测量电缆接头附近电缆表面温度与电流，通过径向温度反演得到对应测温点的缆芯温度，再由缆芯轴向温度反演得到缆芯接头接触点温度，实现无损检测。

优选地，温度传感器采用亚罗夫隔热棉作为外包层进行包裹，防止外界环境的随机干扰；与电缆表面接触表面涂抹了导热硅脂，确保与电缆接触良好；外包层最外层用透明胶固定，确保温度传感器与电缆紧密接触。

优选地，开关电源为220V交流电源，所有部件都需要开关电源进行供电才能正常工作。

优选地，无线模块采用DTU（数据传输单元）进行数据传输，将数据传输至后台进行运算。

优选地，开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡都集成在防水保护箱内，防止雨天、潮湿天气对器件造成干扰，影响装置的准确度。

优选地，电流变送器放入屏蔽盒内，屏蔽盒侧壁有小孔，电流变送器能通过小孔与数据采集卡相连，防止电磁干扰与外力破坏对电流变送器造成损伤。

优选地，还包括后台服务器，后台服务器经无线网络与无线模块相连，无线模块将数据统一发送至后台服务器，进行温服反演计算与存储。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

利用温度传感器测量接头附近电缆表面温度，通过温度反演得到缆芯轴向温度，从而测量得到接头处电缆缆芯温度，由于温度传感器具有元件体积小，响应速度快、精度高，所以可以很简单的广泛应用于不同场合的10kV电缆处，很好的解决了无损检侧、灵敏度高、稳定性好且能广泛应用的测量10kV电缆中间接头缆芯温度的问题。

附图说明

图1为本发明提供的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，其结构示意图如图1，包括包括电缆、开关柜，所述开关柜包括电流互感器二次侧引线，还包括开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡、温度传感器，二次电流互感器、电流变送器，其中：

二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；

电流变送器与数据采集卡相连。

温度传感器设置于电缆靠近接头的电缆表面的轴向排列的三个测温点，温度传感器通过引线与温度变送器相连；

温度变送器与数据采集卡相连；

数据采集卡与无线模块、电流变送器相连；

开关电源分别与温度变送器、无线模块、数据采集卡、电流变相器相连。

二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；

温度传感器采用亚罗夫隔热棉作为外包层进行包裹，防止外界环境的随机干扰；与电缆表面接触表面涂抹了导热硅脂，确保与电缆接触良好；外包层最外层用透明胶固定，确保温度传感器与电缆紧密接触。

开关电源为220V交流电源，所有部件都需要开关电源进行供电才能正常工作。

无线模块采用DTU（数据传输单元）进行数据传输，将数据传输至后台进行运算。

开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡都集成在防水保护箱内，防止雨天、潮湿天气对器件造成干扰，影响装置的准确度。

电流变送器放入屏蔽盒内，屏蔽盒侧壁有小孔，电流变送器能通过小孔与数据采集卡相连，防止电磁干扰与外力破坏对电流变送器造成损伤。

还包括后台服务器，后台服务器经无线网络与无线模块相连，无线模块将数据统一发送至后台服务器，进行温度反演计算与存储。

在具体实施过程中，温度传感器获取电缆接头附近电缆表面轴向排列的三个测温点的温度，通过温度变送器将温度信号转化为模拟电压信号，再传入数据采集卡；为了测量电缆的三相电流，利用二次电流互感器套在开关柜内的电流互感器二次侧引线上，获取三相电流信息，通过电流变送器将电流信号转化为电压信号，再传入数据采集卡；数据采集卡统一将温度变送器与电流变送器传入的模拟电压信号转化为熟悉信号并传入无线模块DTU，无线模块DTU统一将数据发送至后台服务器，由后台服务器进行温度反演计算与存储。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，包括电缆、开关柜，所述开关柜包括电流互感器二次侧引线，其特征在于，还包括开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡、温度传感器，二次电流互感器、电流变送器，其中：

所述二次电流互感器套在所述电流互感器二次侧引线上，与所述电流变送器相连；

所述电流变送器与所述数据采集卡相连；

所述温度传感器设置于所述电缆靠近接头的电缆表面的轴向排列的三个测温点，所述温度传感器通过引线与所述温度变送器相连；

所述温度变送器与所述数据采集卡相连；

所述数据采集卡与所述无线模块、电流变送器相连；

所述二次电流互感器套在所述电流互感器二次侧引线上，与所述电流变送器相连；

所述开关电源分别与所述温度变送器、无线模块、数据采集卡、电流变送器相连。

2.根据权利要求1所述的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，其特征在于，所述温度传感器采用亚罗夫隔热棉作为外包层进行包裹，与电缆表面接触表面涂抹了导热硅脂，外包层最外层用透明胶固定。

3.根据权利要求1所述的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，其特征在于，所述开关电源为220V交流电源。

4.根据权利要求1所述的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，其特征在于，所述无线模块采用DTU（数据传输单元）进行数据传输。

5.根据权利要求1所述的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，其特征在于，所述开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡都集成在防水保护箱内。

6.根据权利要求1所述的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，其特征在于，所述电流变送器放入屏蔽盒内，所述屏蔽盒侧壁有小孔，所述电流变送器能通过小孔与所述数据采集卡相连。

7.根据权利要求1所述的基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，其特征在于，还包括后台服务器，所述后台服务器经无线网络与所述无线模块相连。