CN112018715A - 电缆中间接头的防火防爆装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电缆中间接头的防火防爆装置。该防火防爆装置包括盒本体，电缆中间接头设置在盒本体内部，还包括第一温度传感器，设于盒本体内部的电缆表面，用于获取电缆表层温度并输出第一温度值；第二温度传感器，设于盒本体内部，用于获取电缆沟的环境温度并输出第二温度值；通信单元，分别与第一温度传感器和第二温度传感器连接，用于将第一温度值和第二温度值发送至监控中心；监控中心根据第一温度值和第二温度值确定电缆中间接头的温度报警等级，并根据温度报警等级发出对应的温度报警信息。上述防火防爆装置，可以在电缆运行出现异常的前期就主动报警，从而避免事故的出现及扩大。

Description

电缆中间接头的防火防爆装置

技术领域

本发明涉及电力传输技术领域，特别是涉及一种电缆中间接头的防火防爆装置。

背景技术

随着国家经济的高速发展，电网电缆化普及程度越来越高，越来越多的电缆集中到电缆沟，电缆井或并排敷设在地面下，由于单根电缆长度有限，通常一条线路上需要一个或更多接头来加长长度，以而满足供电要求。城市繁华地段、工业密集地段、居民居住地段都正在成为电缆密集区。

而中间接头作为配电网电缆本体最薄弱的环节，常常因为中间接头的制作质量残次不齐、接头不紧、接触电阻过大，又或伴随着城市内涝，各种酸、碱、盐、等腐蚀性液体灌入电缆沟井，对电缆中间接头产生腐蚀，导致电缆中间接头很容易出现故障，发生击穿绝缘，发生爆炸火灾等安全危害。

目前针对电缆沟防火防爆措施主要是进行定期清理可燃杂物以及进行防火隔离，运维成本高，效果并不理想。

发明内容

基于此，有必要针对目前电缆中间接头防火防爆措施运维成本高、效果不理想的问题，提供一种改进的电缆中间接头的防火防爆装置。

一种电缆中间接头的防火防爆装置，包括盒本体，所述电缆中间接头设置在所述盒本体内部，其中，还包括：

第一温度传感器，设于所述盒本体内部的电缆表面，用于获取电缆表层温度并输出第一温度值；

第二温度传感器，设于所述盒本体内部，用于获取电缆沟的环境温度并输出第二温度值；

通信单元，分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接，用于将所述第一温度值和所述第二温度值发送至监控中心；

所述监控中心根据所述第一温度值和所述第二温度值确定电缆中间接头的温度报警等级，并根据所述温度报警等级发出对应的温度报警信息。

上述电缆中间接头的防火防爆装置，通过电缆表层温度和电缆沟温度来确定电缆中间接头的温度报警等级并发出对应的温度报警信息，可使监控人员实时掌握中间接头的温度情况，并对可能发生火情或爆炸的接头提前做好排查处理，减少安全隐患。上述防火防爆装置，有利于增强应对配电网电缆故障的主动性，提高运维效率和运维水平，保障配电网供电的稳定性。

在其中一个实施例中，所述监控中心根据所述第一温度值通过预设算法形成第三温度值，所述第三温度值表示电缆芯温度；所述监控中心根据所述第一温度值、所述第二温度值和所述第三温度值确定所述电缆中间接头的温度报警等级并发出对应的温度报警信息。

在其中一个实施例中，所述温度报警等级按优先级顺序依次包括警告等级、预警等级和关注等级；

当所述第一温度值大于或等于所述第一关注阈值且小于第一预警阈值，和/或所述第三温度值大于或等于所述第二关注阈值且小于第二预警阈值，和/或所述第一温度值和所述第二温度值的差值大于或等于所述第三关注阈值且小于第三预警阈值时，所述监控中心判定所述电缆中间接头处于关注等级并发出关注信息；

当所述第一温度值大于或等于所述第一预警阈值且小于第一警告阈值，和/或所述第三温度值大于或等于所述第二预警阈值且小于第二警告阈值，和/或所述第一温度值和所述第二温度值的差值大于或等于所述第三预警阈值且小于第三警告阈值时，所述监控中心判定所述电缆中间接头处于预警等级并发出预警信息；

当所述第一温度值大于或等于所述第一警告阈值，和/或所述第三温度值大于或等于所述第二警告阈值，和/或所述第一温度值和所述第二温度值的差值大于或等于所述第三警告阈值时，所述监控中心判定所述电缆中间接头处于警告等级并发出警告信息。

在其中一个实施例中，还包括：灭火单元，具有灭火剂和灭火剂出口，所述灭火剂出口正对所述电缆中间接头；热敏线，与所述灭火单元连接，用于在所述第一温度值和/或所述第二温度值大于或等于其自身的引燃温度时，自行引燃以触发所述灭火单元灭火。

在其中一个实施例中，所述盒本体的内侧两端均设置有防火堵泥。

在其中一个实施例中，所述防火堵泥和所述第一温度传感器之间还设置有阻火包，所述阻火包包覆在电缆表面。

在其中一个实施例中，所述盒本体上具有外凸结构，所述外凸结构的内侧安装有设备舱，所述设备舱内设置有所述第二温度传感器和所述通信单元。

在其中一个实施例中，所述盒本体通过防水绝缘胶带固定在所述中间接头处，以盖合所述中间接头。

在其中一个实施例中，所述盒本体上间隔设置有多个泄能孔。

在其中一个实施例中，所述盒本体由高分子复合材料锻压成型。

附图说明

图1为本申请一实施例的防火防爆装置的结构示意图；

图2为图1所示实施例的设备舱的结构示意图。

图中各元件的符号表示如下：

10、防火防爆装置，101、盒本体，1011、外凸结构，102、第一温度传感器，103、第二温度传感器，104、通信单元，105、灭火单元，106、热敏线，107、防火堵泥，108、阻火包，109、设备舱；

20、电缆，201、电缆接头；

30、监控中心。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统电缆温度监测方式通常为监测电缆表面温度，并当电缆表面温度超过预设阈值时报警。该预设阈值如果设置过低，则容易在正常大负荷运行状态下误报警；预设阈值设置过高，则可能出现电缆由于温度过高，造成配电线路运行故障，甚至造成火灾等事故的出现。除此之外，当运维人员或附近居民无法准确掌握电力设备险情而经过故障点时，极易造成人身安全；管理人员若无法第一时间预知事故地点并展开抢修，也会降低供电稳定性，甚至危及社会安全。

针对上述缺陷，请参考图1和图2，本申请提供一种改进的地下电缆中间接头的防火防爆装置10，包括盒本体101，部分电缆20和电缆中间接头201均设置在盒本体101内部，用以为电缆接头提供封闭式的环境，防止或减轻电缆中间接头201发生爆炸时对其他路段的地下电缆造成损害。

具体的，盒本体101采用新型高分子复合材料锻压一次成型，具有较高的强度、刚度和韧性，受冲击后不易变形，同时还具备环保、耐腐蚀、耐高温、无磁性等特点。如图1所示，盒本体101中段较粗，两端颈部较细，以满足电缆、电缆中间接头以及其他设备的放置需求。将防火防爆装置10安装在中间接头处时，可先将盒本体10打开，待设置完毕后再利用防水绝缘胶带将盒本体101的两端与电缆20牢牢固定，达到防潮防湿的效果。另一些实施方式中，为增强盒本体101的整体强度，还可在盒本体101表层设置H型凸部。

盒本体101内部设置有第一温度传感器102、第二温度传感器103和通信单元104。具体的，请继续参考图1和图2，第一温度传感器102设于盒本体101内部的电缆表面，用于获取电缆表层温度并输出第一温度值。进一步的，第一温度传感器102具有两个且对称设置在中间接头201两侧，从而可获取两个测点的电缆表层温度，以保障电缆表层温度检测的准确性。第二温度传感器103设于盒本体101内部，用于获取电缆沟的环境温度并输出第二温度值。通信单元104分别与第一温度传感器102和第二温度传感器103连接，用于将第一温度值和第二温度值发送至监控中心30。

其中，第一温度传感器102可采用铂热电阻，利用ADC采集结果与铂热电阻间的关系确定铂热电阻值，再依照铂热电阻的电阻值与测点温度间的关系可快速换算得到电缆表层的测点温度。第二温度传感器103可采用热电偶传感器来快速检测电缆沟的环境温度。每个防火防爆装置10对应设置一个通讯单元104，安装防火防爆装置10时，可预先在通讯单元104中存储对应电缆中间接头的产品信息和位置信息，以在产生事故时，通讯单元104能够抽取存储的产品信息和位置信息发送至监控中心30，方便抢修人员第一时间得到事故定位地点并赶赴现场进行排查处理。

监控中心30根据第一温度值和第二温度值确定电缆中间接头201的温度报警等级，并根据该温度报警等级发出对应的温度报警信息。

具体的，可根据第一温度值和第二温度值所处的温度区间来划分多个温度报警等级，不同温度报警等级间具有预设的优先级顺序。例如，当第一温度值处于第一温度区间和/或第二温度值处于第二温度区间时，可认定此时中间接头处于第一报警等级；当第一温度值处于第三温度区间和/或第二温度值处于第四温度区间时，可认定此时中间接头处于第二报警等级。其中，第二报警等级的优先级高于第一报警等级，即只要第一温度值处于第三温度区间或第二温度值处于第四温度区间，则无论另一个温度值处于哪一个区间，均认定中间接头处于第二报警等级。对应的温度报警信息则可以包括该电缆中间接头所处的温度报警等级、该中间接头的位置，同时还可将第一温度值和第二温度值的温度信息附加在该温度报警信息中，以方便技术人员获知中间接头的实际温度情况。除此之外，技术人员还可通过相应的APP来远程接收该温度报警信息的推送，以及时赶往事故现场进行抢修。

进一步的，监控中心30还可以根据第一温度值和/或第二温度值得到其他一些参数(例如电缆芯温度等)，从而结合上述划分温度报警等级的方式，利用这些衍生参数与第一温度值和第二温度值来共同判断电缆中间接头所处的温度报警等级，从而更细致全面的掌握中间接头的温度变化情况。除此之外，也可以根据第一温度值和第二温度值的差值来获知电缆表面温度与环境温度的相对升温，并将该相对升温也作为判断温度报警等级的因素之一。

上述电缆中间接头的防火防爆装置，通过电缆表层温度和电缆沟温度来确定电缆中间接头的温度报警等级并发出对应的温度报警信息，可避免上述传统技术中预设阈值无法准确设定的问题，进而使监控人员能够实时准确掌握中间接头的温度情况，并对可能发生火情或爆炸的接头提前进行报警并做好排查处理，减少安全隐患，避免事故的出现和扩大。上述防火防爆装置，有利于增强应对配电网电缆故障的主动性，提高运维效率和运维水平，保障配电网供电的稳定性。

在示例性实施方式中，监控中心30根据第一温度值通过预设算法形成第三温度值，第三温度值表示电缆芯温度；监控中心30根据第一温度值、第二温度值和第三温度值确定电缆中间接头201的温度报警等级并发出对应的温度报警信息。具体的，通过有限元仿真的方式可由电缆表层温度计算得到电缆芯温度。引入电缆芯温度作为判断电缆中间接头201的温度报警等级的因素之一，可使判断结果更准确。

进一步的，可将温度报警等级按优先级顺序依次设置为警告等级、预警等级和关注等级，即警告等级的优先级为最大，预警等级次之，关注等级为最小。

当第一温度值大于或等于第一关注阈值且小于第一预警阈值，和/或第三温度值大于或等于第二关注阈值且小于第二预警阈值，和/或第一温度值和第二温度值的差值(即电缆表层温度相对于环境温度的升温，简称为相对升温)大于或等于第三关注阈值且小于第三预警阈值时，监控中心30判定电缆中间接头201处于关注等级并发出关注信息；当第一温度值大于或等于第一预警阈值且小于第一警告阈值，和/或第三温度值大于或等于第二预警阈值且小于第二警告阈值，和/或第一温度值和第二温度值的差值大于或等于第三预警阈值且小于第三警告阈值时，监控中心30判定电缆中间接头201处于预警等级并发出预警信息；当第一温度值大于或等于第一警告阈值，和/或第三温度值大于或等于第二警告阈值，和/或第一温度值和第二温度值的差值大于或等于第三警告阈值时，监控中心30判定电缆中间接头201处于警告等级并发出警告信息。

具体的，请参考表1，表1示出了各温度报警等级对应的温度阈值，其中第一关注阈值为55℃，第二关注阈值为75℃，第三关注阈值为15℃；第一预警阈值为65℃，第二预警阈值为85℃，第三预警阈值为20℃；第一警告阈值为75℃，第二警告阈值为95℃，第三警告阈值为25℃。

表1

通过上述方式，可以更全面、细致地掌握电缆中间接头的温度变化情况，从而有利于提前对存在故障隐患的电缆中间接头进行准确排查，保障电缆的供电安全。

在示例性实施方式中，请参考图1，防火防爆装置10还包括灭火单元105，具有灭火剂和灭火剂出口，灭火剂出口正对电缆中间接头20，进行靶向灭火；热敏线106，与所灭火单元105连接，用于在第一温度值和/或第二温度值大于或等于热敏线106自身的引燃温度时，自行引燃以触发灭火单元105灭火。具体的，灭火剂可采用洁净型气溶胶产气剂，该气溶胶产气剂具备灭火效能高、绿色环保、无毒害、无腐蚀、不损耗大气臭氧层等优点。通过设置灭火单元105，可在电缆工井内温度异常或电缆中间接头发生燃烧爆炸时，自行向中间接头喷射灭火气体进行主动灭火，防止事故扩大造成电缆“群爆”事件。

在示例性实施方式中，请参考图1，盒本体101的内侧两端均设置有防火堵泥107，从而在事故发生时，可阻止火焰燃烧至邻近区域的电缆，防止事故进一步扩大；除此之外，防火堵泥一定程度上也能吸收部分从盒本体101缝隙进入的液体，实现防潮防湿效果。

进一步的，防火堵泥107和第一温度传感器102之间还设置有阻火包108，阻火包108包覆在电缆表面。阻火包108中装填有绝缘、不可燃的材料，如树脂、高分子塑料等。将阻火包108设置在防火堵泥107和第一温度传感器102之间可在事故发生时进一步阻止火情蔓延，防止事故进一步扩大。

在示例性实施方式中，请参考图1和图2，盒本体101上具有外凸结构1011，外凸结构1011的内侧安装有设备舱109，设备舱109内设置有第二温度传感器103和通信单元104。通过在盒本体101上设置外凸结构1011，可以为盒本体101内的其他器件的安装提供空间，同时可使通信单元104设置在距电缆较远的位置，防止电缆周围的电磁信号对通信单元104的信号传输造成影响。

进一步的，设备舱109内还设置有电源(图未示出)，该电源为通信单元104提供电源以支持通信单元104与监控中心30进行信号交互。

在示例性实施方式中，盒本体101上间隔设置有多个泄能孔(图未示出)。在电缆中间接头爆炸时，泄能孔能够可靠打开，是的防火防爆装置10内的高压能够快速释放，避免更大程度的爆炸。具体的，可通过防火防爆装置10的容积和相应的泄压比来计算泄能孔的泄能面积和长径比，进而确定泄能孔的尺寸和数量。优选的，泄能孔的数量为2。

本申请还提供一种电力输送系统，其中，在电缆中间接头处设置有如前文所述的防火防爆装置。

上述电力输送系统，通过在电缆中间接头处设置上述防火防爆装置，可增强应对电力输送系统故障的主动性，提高运维效率和运维水平，保障电力输送系统的稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电缆中间接头的防火防爆装置，包括盒本体，所述电缆中间接头设置在所述盒本体内部，其特征在于，还包括：

第一温度传感器，设于所述盒本体内部的电缆表面，用于获取电缆表层温度并输出第一温度值；

第二温度传感器，设于所述盒本体内部，用于获取电缆沟的环境温度并输出第二温度值；

通信单元，分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接，用于将所述第一温度值和所述第二温度值发送至监控中心；

所述监控中心根据所述第一温度值和所述第二温度值确定电缆中间接头的温度报警等级，并根据所述温度报警等级发出对应的温度报警信息。

2.根据权利要求1所述的防火防爆装置，其特征在于，所述监控中心根据所述第一温度值通过预设算法形成第三温度值，所述第三温度值表示电缆芯温度；

所述监控中心根据所述第一温度值、所述第二温度值和所述第三温度值确定所述电缆中间接头的温度报警等级并发出对应的温度报警信息。

3.根据权利要求2所述的防火防爆装置，其特征在于，所述温度报警等级按优先级顺序依次包括警告等级、预警等级和关注等级；

当所述第一温度值大于或等于所述第一关注阈值且小于第一预警阈值，和/或所述第三温度值大于或等于所述第二关注阈值且小于第二预警阈值，和/或所述第一温度值和所述第二温度值的差值大于或等于所述第三关注阈值且小于第三预警阈值时，所述监控中心判定所述电缆中间接头处于关注等级并发出关注信息；

当所述第一温度值大于或等于所述第一预警阈值且小于第一警告阈值，和/或所述第三温度值大于或等于所述第二预警阈值且小于第二警告阈值，和/或所述第一温度值和所述第二温度值的差值大于或等于所述第三预警阈值且小于第三警告阈值时，所述监控中心判定所述电缆中间接头处于预警等级并发出预警信息；

当所述第一温度值大于或等于所述第一警告阈值，和/或所述第三温度值大于或等于所述第二警告阈值，和/或所述第一温度值和所述第二温度值的差值大于或等于所述第三警告阈值时，所述监控中心判定所述电缆中间接头处于警告等级并发出警告信息。

4.根据权利要求1所述的防火防爆装置，其特征在于，还包括：

灭火单元，具有灭火剂和灭火剂出口，所述灭火剂出口正对所述电缆中间接头；

热敏线，与所述灭火单元连接，用于在所述第一温度值和/或所述第二温度值大于或等于其自身的引燃温度时，自行引燃以触发所述灭火单元灭火。

5.根据权利要求1所述的防火防爆装置，其特征在于，所述盒本体的内侧两端均设置有防火堵泥。

6.根据权利要求5所述的防火防爆装置，其特征在于，所述防火堵泥和所述第一温度传感器之间还设置有阻火包，所述阻火包包覆在电缆表面。

7.根据权利要求1所述的防火防爆装置，其特征在于，所述盒本体上具有外凸结构，所述外凸结构的内侧安装有设备舱，所述设备舱内设置有所述第二温度传感器和所述通信单元。

8.根据权利要求1所述的防火防爆装置，其特征在于，所述盒本体通过防水绝缘胶带固定在所述中间接头处，以盖合所述中间接头。

9.根据权利要求1所述的防火防爆装置，其特征在于，所述盒本体上间隔设置有多个泄能孔。

10.根据权利要求1-9任一项所述的防火防爆装置，其特征在于，所述盒本体由高分子复合材料锻压成型。

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