CN109556758A - 一种电力电缆导体温度检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力电缆导体温度检测方法及系统，该方法首先测量一个隧道或管廊中的各电缆的电缆表面温度值；同时在电缆的内部设置一个用于测量电缆内导体温度的导体温度参照点；检测所述导体温度参照点的温度值，以及该导体温度参照点外部对应位置的电缆表面温度值，从而得到导体温度参照点的温度值和对应电缆表面温度值之间的比例关系；根据所述比例关系，结合其他位置的电缆表面温度值，得到其他位置的电缆导体温度值。本发明方法较简单，而且计算出来的电缆导体温度值准确度和精度较高，满足工程应用的要求。

Description

一种电力电缆导体温度检测方法及系统

技术领域

本发明属于输变电设备运行及管理技术领域，具体涉及一种电力电缆导体温度检测方法及系统。

背景技术

电力电缆分布式光纤测温产品主要通过沿着电缆纵向敷设的感温光缆来感知电缆表面温度值，并对电缆沿线各点温度的越限和突变进行预警，给出具体位置。近年来，随着城市输电线路入地工程的快速开展，电力电缆分布式光纤测温产品在电力电缆在线监测工程中已经得到普遍应用。

工程应用中，电力电缆分布式光纤测温暴露出测温精度不足的问题，严重影响到该技术的推广应用。电力电缆导体温度值直接影响到电缆绝缘，是需要重点监测的参量，然而电力电缆分布式光纤测温产品主要通过沿着电缆纵向敷设的感温光缆来感知电缆表面温度值，不能直接反应导体实际温度值。工程上往往基于一些计算模型将电缆表面温度值换算成电缆导体温度值，但实际发现二者差异很大，无法满足工程应用要求。通过计算模型将电缆表面温度值换算成电缆导体温度值，设计的计算模型精确程度、电缆环境(周围介质的温度、对流等)变化都对电缆导体温度值计算影响巨大，不仅计算复杂，而且精度不高，这是造成工程应用问题的重要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力电缆导体温度检测方法及系统，用以解决采用计算模型将电缆表面温度值换算成电缆导体温度值时计算复杂且不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种电力电缆导体温度检测方法，包括如下步骤：

测量一个隧道或管廊中的各电缆的电缆表面温度值；同时在电缆的内部设置一个用于测量电缆内导体温度的导体温度参照点；检测所述导体温度参照点的温度值，以及该导体温度参照点外部对应位置的电缆表面温度值，从而得到导体温度参照点的温度值和对应电缆表面温度值之间的比例关系；根据所述比例关系，结合其他位置的电缆表面温度值，得到其他位置的电缆导体温度值。

本发明还提供了一种电力电缆导体温度检测系统，包括测温主机，所述测温主机连接测温光缆，测温光缆敷设在电缆表面以对沿线至少两个位置的电缆表面温度值进行测量，所述测温主机还通过有线方式或者无线方式连接有一个用于测量电缆内导体温度的内部温度传感器，所述测温主机包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：

测量一个隧道或管廊中的各电缆的电缆表面温度值；同时在电缆的内部设置一个用于测量电缆内导体温度的导体温度参照点；检测所述导体温度参照点的温度值，以及该导体温度参照点外部对应位置的电缆表面温度值，从而得到导体温度参照点的温度值和对应电缆表面温度值之间的比例关系；根据所述比例关系，结合其他位置的电缆表面温度值，得到其他位置的电缆导体温度值。

本发明的有益效果：

本发明在一个隧道或管廊内部的电力电缆内部设置一个用于测量电缆内导体温度的导体温度参照点，根据该导体温度参照点的温度值与该导体温度参照点外部对应位置的电缆表面温度值，便可得到导体温度参照点的温度值和对应电缆表面温度值之间的比例关系，将该比例关系应用到该隧道或管廊内部的其他位置的电缆导体温度检测中来。本发明中涉及的比例关系，与电缆绝缘材料和环境温度有关，当电缆的绝缘材料变化或者电缆所处的环境变化时，该比例关系也相应发生变化。本发明考虑了电缆绝缘材料和环境温度，来相应确定其他位置的电缆导体温度值，具有对电力电缆结构、绝缘材料和敷设环境自适应的能力，使得计算出来的电缆导体温度值更为准确，精度较高，满足工程应用的要求。而且，只设置一个内嵌于电缆接头内部的内部温度传感器，工程应用实施简单，成本低，具备良好的工程应用价值和推广价值。

作为方法及系统的进一步改进，为了准确获得其他位置的电缆导体温度值，所述比例关系为：

或

其中，β为所述比例关系，t_x为导体温度参照点x的温度值，t′_x为与导体温度参照点x外部对应位置的电缆表面温度值；

当时，所述其他位置的电缆导体温度值为：T＝T′·β；当时，所述其他位置的电缆导体温度值为：T＝T′/β；其中，T＝(t₁,t₂,…,t_x-1,t_x+1,…)为其他位置的电缆导体温度值，T′＝(t′₁,t′₂,…,t′_x-1,t′_x+1,…)为其他位置的电缆表面温度值。

附图说明

图1是本发明的电力电缆导体温度检测系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。

方法实施例

步骤1，如图1所示，该隧道中包含3条电缆，分别为L1、L2和L3。在该隧道或管廊中，沿着各电缆纵向敷设感温电缆，以对该隧道或管廊中各电缆的电缆表面温度值进行检测。电缆L1上检测到的电缆表面温度值分别为：t′₁₁、t′₁₂、…、t′₁₉，电缆L2上检测到的电缆表面温度值分别为：t′₂₁、t′₂₂、…、t′₂₉，电缆L3上检测到的电缆表面温度值分别为：t′₃₁、t′₃₂、…、t′₃₉。检测到的各电缆的电缆表面温度值通过有线或无线的方式引出至测温主机中。

步骤2，在电缆L2中设置一个用于测量电缆内导体温度的导体温度参照点，在电缆接头内部内嵌一个内部温度传感器，以对该导体温度参照点的温度值进行检测。该内部温度传感器可紧贴高压导体进行温度感知，检测到该导体温度参照点的温度值为t₂₆，并将检测的温度信息通过有线或无线方式引出至测温主机中，便于后续计算。

步骤3，测温主机根据导体温度参照点的温度值t₂₆，以及该导体温度参照点外部对应位置的电缆表面温度值t′₂₆，计算得到导体温度参照点的温度值和对应电缆表面温度值之间的比例关系，即：

或

根据该比例关系β，结合其他位置的电缆表面温度值，得到其他位置的电缆导体温度值：

1)当时，其他位置的电缆导体温度值为：

T＝T′·β

其中，T＝(t₁₁,…,t₁₉,t₂₁,…,t₂₅,t₂₇,…,t₂₉,t₃₁,…,t₃₉)为其他位置的电缆导体温度值，T′＝(t′₁₁,…,t′₁₉,t′₂₁,…,t′₂₅,t′₂₇,…,t′₂₉,t′₃₁,…,t′₃₉)为其他位置的电缆表面温度值。

2)当时，其他位置的电缆导体温度值为：

T＝T′/β

其中，T＝(t₁₁,…,t₁₉,t₂₁,…,t₂₅,t₂₇,…,t₂₉,t₃₁,…,t₃₉)为其他位置的电缆导体温度值，T′＝(t′₁₁,…,t′₁₉,t′₂₁,…,t′₂₅,t′₂₇,…,t′₂₉,t′₃₁,…,t′₃₉)为其他位置的电缆表面温度值。

需说明的是，这里设置的导体温度参照点相当于设置一个参考位置，这里的其他位置，便是隧道或管廊中各电缆除该参考位置以外的其他位置。该实施例中参考位置设置在电缆L2中，其他位置便包括电缆L1中各位置、电缆L3中个位置、电缆L2中除参考位置以外的其他位置。

至此，便可获得线路全长的电缆导体温度值。上述过程中计算得到的比例关系β，与绝缘材质和环境温度有关。当在其他的隧道或管廊中，相应其他隧道或管廊对应的比例关系β将发生改变。而且，随着电缆使用时间的增加，比例关系β也会相应发生变化。该方法计算得到的电缆导体温度值更能反映实际运行工况，免去原有模型中复杂的边界条件设定和频繁更改，利于工程应用。而且，管廊内回线较多，相对于电缆接头普遍应用内置式测温传感器的应用模式，仅安装一个温度传感器，投资成本低，安装运维费用能够节省很多。

系统实施例

该实施例提供了一种电力电缆导体温度检测系统，该系统包括测温主机，该测温主机连接测温光缆，测温光缆敷设在电缆表面以对沿线至少两个位置的电缆表面温度值进行测量，还通过有线方式或者无线方式连接有一个用于测量电缆内导体温度的内部温度传感器，该测温主机包括处理器和存储器，该处理器可以是通用处理器，还可以是数字信号处理器、专用集成电路等，该处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现本发明的电力电缆导体温度检测方法，该方法已在方法实施例中进行了详细介绍，这里不再赘述。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种电力电缆导体温度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量一个隧道或管廊中的各电缆的电缆表面温度值；

同时在电缆的内部设置一个用于测量电缆内导体温度的导体温度参照点；

检测所述导体温度参照点的温度值，以及该导体温度参照点外部对应位置的电缆表面温度值，从而得到导体温度参照点的温度值和对应电缆表面温度值之间的比例关系；

根据所述比例关系，结合其他位置的电缆表面温度值，得到其他位置的电缆导体温度值。

2.根据权利要求1所述的电力电缆导体温度检测方法，其特征在于，所述比例关系为：

或

其中，β为所述比例关系，t_x为导体温度参照点x的温度值，t′_x为与导体温度参照点x外部对应位置的电缆表面温度值；

当时，所述其他位置的电缆导体温度值为：T＝T′·β；当时，所述其他位置的电缆导体温度值为：T＝T′/β；其中，T＝(t₁,t₂,…,t_x-1,t_x+1,…)为其他位置的电缆导体温度值，T′＝(t′₁,t′₂,…,t′_x-1,t′_x+1,…)为其他位置的电缆表面温度值。

3.一种电力电缆导体温度检测系统，包括测温主机，所述测温主机连接测温光缆，测温光缆敷设在电缆表面以对沿线至少两个位置的电缆表面温度值进行测量，其特征在于，所述测温主机还通过有线方式或者无线方式连接有一个用于测量电缆内导体温度的内部温度传感器，所述测温主机包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：

测量一个隧道或管廊中的各电缆的电缆表面温度值；

同时在电缆的内部设置一个用于测量电缆内导体温度的导体温度参照点；

检测所述导体温度参照点的温度值，以及该导体温度参照点外部对应位置的电缆表面温度值，从而得到导体温度参照点的温度值和对应电缆表面温度值之间的比例关系；

根据所述比例关系，结合其他位置的电缆表面温度值，得到其他位置的电缆导体温度值。

4.根据权利要求3所述的电力电缆导体温度检测系统，其特征在于，所述比例关系为：

或

其中，β为所述比例关系，t_x为导体温度参照点x的温度值，t′_x为与导体温度参照点x外部对应位置的电缆表面温度值；

当时，所述其他位置的电缆导体温度值为：T＝T′·β；当时，所述其他位置的电缆导体温度值为：T＝T′/β；其中，T＝(t₁,t₂,…,t_x-1,t_x+1,…)为其他位置的电缆导体温度值，T′＝(t′₁,t′₂,…,t′_x-1,t′_x+1,…)为其他位置的电缆表面温度值。