CN111964805A - 一种高温超导电缆温度测量装置 - Google Patents

一种高温超导电缆温度测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111964805A
CN111964805A CN202010825808.9A CN202010825808A CN111964805A CN 111964805 A CN111964805 A CN 111964805A CN 202010825808 A CN202010825808 A CN 202010825808A CN 111964805 A CN111964805 A CN 111964805A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
optical fiber
temperature measuring
receiving module
superconducting cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010825808.9A
Other languages
English (en)
Inventor
李生好
陈滢生
雷国平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Vocational Institute of Engineering
Original Assignee
Chongqing Vocational Institute of Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Vocational Institute of Engineering filed Critical Chongqing Vocational Institute of Engineering
Priority to CN202010825808.9A priority Critical patent/CN111964805A/zh
Publication of CN111964805A publication Critical patent/CN111964805A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

本发明属于输电技术技术领域，尤其一种高温超导电缆温度测量装置，包括封装外壳，所述封装外壳内部下方设置有导热板，所述导热板上方设置有鳍片；本发明专利通过设置的测温光纤，能够对高温超导电缆的温度进行测量和监控，测温光纤采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，测温光纤所测得的数据通过数据接收模块和数据处理模块的处理，再经过信号接收模块和信号发送模块进行数据的无线传输，能够实现高温超导电缆的温度测量和监测操作。

Description

一种高温超导电缆温度测量装置
技术领域
本发明涉及输电技术技术领域，尤其涉及一种高温超导电缆温度测量装置。
背景技术
随着我国经济飞速发展，许多城市用电量逐年上升，城市中心区域的电力负荷激增，输配电容量大幅增加，减少电网损耗和提高电网运行稳定性等问题也随之提出。目前电网系统在输配电环节损耗很大，因此各国都在寻找减少电网损耗方案，其中超导材料是减少电网损耗的最重要方案之一，而高温超导带材的商业化生产促进了超导装置在全世界的广泛研究和应用。而与常规电力电缆相比较，高温超导电缆因为其通流能力强、容量大、结构紧凑、无电磁辐射污染等优势受到广泛关注，目前世界范围内已经有多条高温超导电缆挂网运行。
高温超导电缆运行时，需要从外部将超导电缆冷却到临界温度(-196℃)以下，否则便无法运行。但在通电时因为超导电缆部分区域的热扰动等原因使超导电缆部分区域从超导态转变为常态时，产生的焦耳热会使超导电缆温度上升，进而促进其周围的常导转变而使常导状态的区域扩大，此现象限制了高温超导电缆在电网中的推广应用，目前超导电缆系统的温度监测范围仅局限于其终端冷却系统的温度监测，尚未出现高温超导电缆沿线温度的测量。
为解决上述问题，本申请中提出一种高温超导电缆温度测量装置。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高温超导电缆温度测量装置，通过设置的测温光纤，能够对高温超导电缆的温度进行测量和监控，测温光纤采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，测温光纤所测得的数据通过数据接收模块和数据处理模块的处理，再经过信号接收模块和信号发送模块进行数据的无线传输，能够实现高温超导电缆的温度测量和监测操作。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种高温超导电缆温度测量装置，包括封装外壳，所述封装外壳内部下方设置有导热板，所述导热板上方设置有鳍片，所述封装外壳内部设置有光线发射机构，所述光线发射机构一侧设置有光纤固定卡口，所述光纤固定卡口一侧连接有测温光纤，所述测温光纤一端连接有光线接收机构，所述测温光纤上方设置有光纤测温主机。
优选的，所述光纤测温主机内部设置有主板，所述主板下方连接有数据接收模块，所述数据接收模块上方设置有数据处理模块，所述数据处理模块上方一侧设置有信号接收模块，所述数据处理模块上方另一侧设置有信号发送模块。
优选的，所述光线发射机构内部设置有电源管理机构，所述电源管理机构一侧设置有LED驱动器，所述光纤固定卡口内部设置有LED灯珠，所述LED灯珠一侧与测温光纤连接。
优选的，所述数据接收模块下方连接有数据线，所述数据线下方与测温光纤连接。
优选的，所述测温光纤外侧涂覆有温敏材料。
优选的，所述封装外壳壳体内部设置有抗压层，所述抗压层上下两侧均设置有防腐层。
优选的，所述封装外壳位于高温超导电缆上方，所述封装外壳下方两侧均连接有连接脚。
优选的，所述连接脚通过热熔的方式与高温超导电缆连接。
优选的，所述导热板下方与高温超导电缆表面贴合。
优选的，所述数据接收模块、数据处理模块、信号接收模块和信号发送模块均通过主板进行电性连接。
优选的，所述电源管理机构、LED驱动器和LED灯珠均通过导线进行电性连接。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明专利通过设置的测温光纤，能够对高温超导电缆的温度进行测量和监控，测温光纤采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，测温光纤所测得的数据通过数据接收模块和数据处理模块的处理，再经过信号接收模块和信号发送模块进行数据的无线传输，能够实现高温超导电缆的温度测量和监测操作，通过设置的温敏材料，能够受温度影响，使得测温光纤折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，其物理本质是利用测温光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中光纤测温主机的内部结构示意图；
图3为本发明中光线发射机构的内部结构示意图；
图4为本发明中测温光纤结构放大示意图；
图5为本发明中封装外壳壳体结构示意图；
图6为本发明的安装结构示意图。
图中：1、封装外壳；2、导热板；3、鳍片；4、光线发射机构；5、光纤固定卡口；6、测温光纤；7、光线接收机构；8、光纤测温主机；9、数据线；10、连接脚；11、主板；12、数据接收模块；13、数据处理模块；14、信号接收模块；15、信号发送模块；16、电源管理机构；17、LED驱动器；18、LED灯珠； 20、温敏材料；21、高温超导电缆；22、防腐层；23、抗压层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，本发明提出的一种高温超导电缆温度测量装置，包括封装外壳1，所述封装外壳1内部下方设置有导热板2，所述导热板2上方设置有鳍片 3，所述封装外壳1内部设置有光线发射机构4，所述光线发射机构4一侧设置有光纤固定卡口5，所述光纤固定卡口5一侧连接有测温光纤6，所述测温光纤 6一端连接有光线接收机构7，所述测温光纤6上方设置有光纤测温主机8。
本实施例中，所述封装外壳1下方两侧均连接有连接脚10。
需要说明的是，通过设置的测温光纤6，能够对高温超导电缆21的温度进行测量和监控，测温光纤6采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料20 涂覆在二根熔接在一起的测温光纤6外面，使光能由一根测温光纤6输入该反射面从另一根测温光纤6输出，由于这种温敏材料20受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，测温光纤6所测得的数据通过数据接收模块12和数据处理模块13的处理，再经过信号接收模块14和信号发送模块15进行数据的无线传输，能够实现高温超导电缆21的温度测量和监测操作。
如图2所示，所述光纤测温主机8内部设置有主板11，所述主板11下方连接有数据接收模块12，所述数据接收模块12上方设置有数据处理模块13，所述数据处理模块13上方一侧设置有信号接收模块14，所述数据处理模块13上方另一侧设置有信号发送模块15。
本实施例中，所述数据接收模块12下方连接有数据线9，所述数据线9下方与测温光纤6连接，所述数据接收模块12、数据处理模块13、信号接收模块 14和信号发送模块15均通过主板11进行电性连接。
需要说明的是，利用数据线9将测温光纤6的数据进行传输，信号利用有线方式进入到数据接收模块12，数据接收模块12将信号利用主板11输送至数据处理模块13生成模拟信号，数据处理模块13利用主板11将模拟信号输送至信号发送模块15，信号进行数据的无线传输。
如图3-4所示，所述光线发射机构4内部设置有电源管理机构16，所述电源管理机构16一侧设置有LED驱动器17，所述光纤固定卡口5内部设置有LED 灯珠18，所述LED灯珠18一侧与测温光纤6连接。
本实施例中，所述测温光纤6外侧涂覆有温敏材料20，所述电源管理机构 16、LED驱动器17和LED灯珠18均通过导线进行电性连接。
需要说明的是，通过设置的电源管理机构16外接电源，电源管理机构16 将电流输送至LED驱动器17，LED驱动器17再驱动LED灯珠18点亮，通过设置的光纤固定卡口5，能够将测温光纤6进行安装固定，通过设置的温敏材料 20，能够受温度影响，使得测温光纤6折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，其物理本质是利用测温光纤6中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性。
如图5-6所示，所述封装外壳1壳体内部设置有抗压层23，所述抗压层23 上下两侧均设置有防腐层22，所述连接脚10通过热熔的方式与高温超导电缆 21连接。
本实施例中，所述导热板2下方与高温超导电缆21表面贴合。
需要说明的是，通过设置的防腐层22，能够有效增加封装外壳1的防腐能力，通过设置的抗压层23，能够增加封装外壳1的结构强度，增加装置的抗压能力，通过导热板2与高温超导电缆21直接接触，能够将热量进行传导，热量通过鳍片3，能够将热量进行分散，从而增加热量传导的效率。
工作原理：在使用时，通过设置的测温光纤6，能够对高温超导电缆21的温度进行测量和监控，测温光纤6采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料20涂覆在二根熔接在一起的测温光纤6外面，使光能由一根测温光纤6输入该反射面从另一根测温光纤6输出，由于这种温敏材料20受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，测温光纤6所测得的数据通过数据接收模块12和数据处理模块13的处理，再经过信号接收模块14和信号发送模块15进行数据的无线传输，能够实现高温超导电缆21的温度测量和监测操作，利用数据线9将测温光纤6的数据进行传输，信号利用有线方式进入到数据接收模块12，数据接收模块12将信号利用主板11输送至数据处理模块13生成模拟信号，数据处理模块13利用主板11将模拟信号输送至信号发送模块15，信号进行数据的无线传输，通过设置的电源管理机构16外接电源，电源管理机构16将电流输送至LED驱动器17，LED驱动器17再驱动LED灯珠18 点亮，通过设置的光纤固定卡口5，能够将测温光纤6进行安装固定，通过设置的温敏材料20，能够受温度影响，使得测温光纤6折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系，通过设置的防腐层22，能够有效增加封装外壳1 的防腐能力，通过设置的抗压层23，能够增加封装外壳1的结构强度，增加装置的抗压能力，通过导热板2与高温超导电缆21直接接触，能够将热量进行传导，热量通过鳍片3，能够将热量进行分散，从而增加热量传导的效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高温超导电缆温度测量装置，包括封装外壳(1)，其特征在于，所述封装外壳(1)内部下方设置有导热板(2)，所述导热板(2)上方设置有鳍片(3)，所述封装外壳(1)内部设置有光线发射机构(4)，所述光线发射机构(4)一侧设置有光纤固定卡口(5)，所述光纤固定卡口(5)一侧连接有测温光纤(6)，所述测温光纤(6)一端连接有光线接收机构(7)，所述测温光纤(6)上方设置有光纤测温主机(8)。
2.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述光纤测温主机(8)内部设置有主板(11)，所述主板(11)下方连接有数据接收模块(12)，所述数据接收模块(12)上方设置有数据处理模块(13)，所述数据处理模块(13)上方一侧设置有信号接收模块(14)，所述数据处理模块(13)上方另一侧设置有信号发送模块(15)。
3.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述光线发射机构(4)内部设置有电源管理机构(16)，所述电源管理机构(16)一侧设置有LED驱动器(17)，所述光纤固定卡口(5)内部设置有LED灯珠(18)，所述LED灯珠(18)一侧与测温光纤(6)连接，所述电源管理机构(16)、LED驱动器(17)和LED灯珠(18)均通过导线进行电性连接。
4.根据权利要求2所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述数据接收模块(12)下方连接有数据线(9)，所述数据线(9)下方与测温光纤(6)连接。
5.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述测温光纤(6)外侧涂覆有温敏材料(20)。
6.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述封装外壳(1)壳体内部设置有抗压层(23)，所述抗压层(23)上下两侧均设置有防腐层(22)。
7.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述封装外壳(1)位于高温超导电缆(21)上方，所述封装外壳(1)下方两侧均连接有连接脚(10)。
8.根据权利要求7所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述连接脚(10)通过热熔的方式与高温超导电缆(21)连接。
9.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述导热板(2)下方与高温超导电缆(21)表面贴合。
10.根据权利要求2所述的一种高温超导电缆温度测量装置，其特征在于，所述数据接收模块(12)、数据处理模块(13)、信号接收模块(14)和信号发送模块(15)均通过主板(11)进行电性连接。
CN202010825808.9A 2020-08-17 2020-08-17 一种高温超导电缆温度测量装置 Pending CN111964805A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010825808.9A CN111964805A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种高温超导电缆温度测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010825808.9A CN111964805A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种高温超导电缆温度测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111964805A true CN111964805A (zh) 2020-11-20

Family

ID=73389535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010825808.9A Pending CN111964805A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种高温超导电缆温度测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111964805A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040109651A1 (en) * 2002-09-09 2004-06-10 Mark Lancaster Underground electrical cable with temperature sensing means
CN201016813Y (zh) * 2007-02-02 2008-02-06 西安交通大学 一种高压带电体温度在线监测装置
KR20120119098A (ko) * 2011-04-20 2012-10-30 엘에스전선 주식회사 배전망 감시 시스템 및 방법, 이를 위한 광복합 배전 케이블
CN103592043A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 国家电网公司 一种低压电缆接点温度在线监测装置
CN203455103U (zh) * 2013-09-23 2014-02-26 陕西省地方电力集团（有限）公司 温度测量装置
CN103913251A (zh) * 2014-02-28 2014-07-09 郑兴义 内置光纤的电缆测温系统
CN109855759A (zh) * 2019-01-23 2019-06-07 深圳供电局有限公司 一种高温超导电缆温度测量系统
CN209069432U (zh) * 2018-12-18 2019-07-05 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 一种电缆安装式无线测温终端
CN111337158A (zh) * 2020-03-31 2020-06-26 西安和其光电科技股份有限公司 一种小型化的荧光光纤测温系统
CN111477400A (zh) * 2020-05-18 2020-07-31 江苏东强股份有限公司 分布式光纤测温电力电缆

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040109651A1 (en) * 2002-09-09 2004-06-10 Mark Lancaster Underground electrical cable with temperature sensing means
CN201016813Y (zh) * 2007-02-02 2008-02-06 西安交通大学 一种高压带电体温度在线监测装置
KR20120119098A (ko) * 2011-04-20 2012-10-30 엘에스전선 주식회사 배전망 감시 시스템 및 방법, 이를 위한 광복합 배전 케이블
CN203455103U (zh) * 2013-09-23 2014-02-26 陕西省地方电力集团（有限）公司 温度测量装置
CN103592043A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 国家电网公司 一种低压电缆接点温度在线监测装置
CN103913251A (zh) * 2014-02-28 2014-07-09 郑兴义 内置光纤的电缆测温系统
CN209069432U (zh) * 2018-12-18 2019-07-05 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 一种电缆安装式无线测温终端
CN109855759A (zh) * 2019-01-23 2019-06-07 深圳供电局有限公司 一种高温超导电缆温度测量系统
CN111337158A (zh) * 2020-03-31 2020-06-26 西安和其光电科技股份有限公司 一种小型化的荧光光纤测温系统
CN111477400A (zh) * 2020-05-18 2020-07-31 江苏东强股份有限公司 分布式光纤测温电力电缆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201697724U (zh) 运行设备温度监控模块
CN208334251U (zh) 一种散热指数测量装置
CN206339317U (zh) 一种变压器绕组温度在线监测装置
CN203688099U (zh) 基于声表面波和ZigBee技术的电缆温度监测系统
CN111442853A (zh) 一种电力电缆接头立体测温无线传感器
CN111430827A (zh) 一种电芯温度采集装置、汇流排及电芯
CN104515616B (zh) 变电站一次设备温度监测巡检系统
CN211061458U (zh) 基于ito导电玻璃的低功耗裂缝监测预警装置
CN201096542Y (zh) 光纤式温度在线监测系统
CN111964805A (zh) 一种高温超导电缆温度测量装置
WO2023060636A1 (zh) 一种光纤分布式电池多点测温系统及应用
CN111141396A (zh) 一种可连续测温的黑体空腔传感器
Jiang et al. A novel high-voltage transmission line joint temperature monitoring system using hybrid communication networks
CN203869784U (zh) 高压设备及连接点温度在线监测装置
TW202035959A (zh) 電纜溫度感測裝置
CN102768081A (zh) 无源无线变电站电容器测温系统
CN102269632A (zh) 一种实时反映设备发热的方法
CN208921310U (zh) 一种能够自动散热的煤堆热点探测器
CN219776926U (zh) 一种分布式光纤氨气管道防结晶温度实时监测装置
CN115790891B (zh) 含光纤传感胶带的锂电池安全监测系统及监测方法
CN103822668A (zh) 一种应变和温度同时测量的光纤Bragg光栅低温传感器及其使用方法
CN202836822U (zh) 变电站电容器温度检测系统
CN206099523U (zh) 变电站智能巡检系统
CN209640269U (zh) Led路灯散热器热阻测试加热模块
CN201111993Y (zh) 智能监控型电力电缆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201120

RJ01 Rejection of invention patent application after publication