CN113237899A - 电缆接头运行状态检测系统及电缆接头搪铅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了电缆接头运行状态检测系统及电缆接头搪铅的方法，包括复合搪铅管，复合搪铅管包括透波段和第一、第二搪铅段，复合搪铅管内设有RFID测温电子标签和复合相变材料，RFID测温电子标签贴附在电缆上，复合相变材料形成防护层，复合搪铅管的外部设有射频天线单元，RFID测温电子标签能发送第一、第二电磁波信号，第一电磁波信号包含电缆的温度值，透波段至少有一部分处于第一电磁波信号的路径上，透波段的性能与第一电磁波信号的频段相适配，透波段和第一、第二搪铅段全部处于第二电磁波信号的路径上，透波段和第一、第二搪铅段的性能与第二电磁波信号的频段不适配。本发明能及时地获取电缆的温度值，并检测电缆接头搪铅部的完好性。
Description
技术领域
本发明涉及电缆的防护技术领域，具体为电缆接头运行状态检测系统及电缆接头搪铅的方法。
背景技术
电力主要是采用电缆来输送，各条电缆之间通过接头来连接，若干的电缆以及接头联合构成电网。而电缆接头作为电网中的关键性节点，也为故障的多发点。特别是电缆头铜尾管的搪铅处，容易由因安装施工过程中的虚焊和焊接点面积过小，或者因在长时间的运行后电缆接头受电缆自身重力、外部作用力等因素的影响而形成的电缆位移，造成电缆接头铜尾管焊接点电阻过大，导致焊接处过热，进而引起电缆主绝缘热老化，加速了主绝缘击穿，最终导致电缆接头击穿故障。因此，为保障电网正常的运行，有必要对电缆接头搪铅部的温度进行检测。
电缆和铜外壳的连接处常采用搪铅来封接，在现有的技术中，温度传感器大多是安装在电缆接头搪铅部的外侧壁上，由于铅的导热性较差，温度传感器不能够及时地获取电缆的温度值。此外，电缆接头搪铅部在长时间的运行后也容易破损，外界的杂质会从搪铅部的破损处进入接头内，使接头内发生局部放电现象，最终导致接头损坏。因此，对电缆接头搪铅部的完好性进行检测也是有必要的。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种电缆接头运行状态检测系统及电缆接头搪铅的方法，能及时地获取电缆的温度值，并检测电缆接头搪铅部的完好性。
本发明采用了以下的技术方案。
一种电缆接头运行状态检测系统，包括相连接的电缆和铜外壳，所述电缆和铜外壳的连接处的外部套设有复合搪铅管，所述复合搪铅管包括透波段，以及一端与透波段相熔接的第一搪铅段和第二搪铅段，所述第一搪铅段的另一端与电缆整体相连接，所述第二搪铅段的另一端与铜外壳整体相连接，所述复合搪铅管的内部形成有封闭状的容纳腔，所述容纳腔内设有RFID测温电子标签并填充有复合相变材料，所述RFID测温电子标签贴附在电缆上，所述复合相变材料形成封闭住电缆和铜外壳的连接处的防护层，所述复合搪铅管的外部设有与RFID测温电子标签无线信号连接的射频天线单元，所述RFID测温电子标签能发送第一电磁波信号和第二电磁波信号，所述第一电磁波信号包含电缆的温度值，所述透波段至少有一部分处于第一电磁波信号的路径上，所述透波段的性能与第一电磁波信号的频段相适配，以使得第一电磁波信号能穿过透波段从而被射频天线单元所接收，所述透波段、第一搪铅段和第二搪铅段全部处于第二电磁波信号的路径上，所述透波段、第一搪铅段和第二搪铅段的性能与第二电磁波信号的频段不适配，在复合搪铅管完好的状态下，第二电磁壁信号无法穿过透波段、第一搪铅段和第二搪铅段，从而无法被射频天线单元所接收。
进一步，为使透波段的性能与第一电磁波信号的频段相适配，所述透波段的性能与第一电磁波信号的频段符合以下公式：
H为透波段的壁厚，n为整数，λ0为第一电磁波信号的波长，εb为透波段的介电常数，θ为第一电磁波信号的入射角。
进一步，还包括依次无线信号连接的信号处理器、信号传输器和数据处理终端；所述信号处理器与射频天线单元无线信号连接，所述信号处理器接收射频天线单元所发送的信号并转换成数据；所述信号传输器将转换后的数据发送至数据处理终端；所述数据处理终端依据接收到的数据分析电缆的温度值是否异常、以及分析复合搪铅管是否破损。
进一步，所述数据处理终端判定复合搪铅管破损的条件为：所述数据处理终端接收到第二电磁波信号所转换成的数据。
进一步，所述第一搪铅段、第二搪铅段与透波段相连接的一端均设有同轴心的内环部和外环部，所述内环部和外环部之间形成有与透波段相配合的连接腔。
一种电缆接头搪铅的方法，包括以下步骤：S1、预制透波段；S2、在电缆的端部制成与电缆整体相连接的第一搪铅段，并单独地制成第二搪铅段；S3、将第一搪铅段、透波段和第二搪铅段依次相熔接，形成复合搪铅管；S4、将RFID测温电子标签安装在电缆的端部S5、将铜外壳伸入复合搪铅管的内部；S6、在复合搪铅管和电缆、铜外壳之间填入复合相变材料；S7、加热第二搪铅段，使第二搪铅段与铜外壳整体相连接。
本发明的有益效果为：
本发明的RFID测温电子标签位于复合搪铅管的内部并贴附在电缆上，RFID测温电子标签直接对电缆的温度进行检测，从而能及时地获取电缆的温度值。
另外，本发明的RFID测温电子标签能发送第二电磁波信号，透波段、第一搪铅段和第二搪铅段全部处于第二电磁波信号的路径上，透波段、第一搪铅段和第二搪铅段的性能与第二电磁波信号的频段不适配，在复合搪铅管完好的状态下，第二电磁壁信号无法穿过透波段、第一搪铅段和第二搪铅段，从而无法被射频天线单元所接收；若复合搪铅管破损，第二电磁波信号会从复合搪铅管的破损处衍射至复合搪铅管的外部，被射频天线单元所接收，利用此方法，实现了检测复合搪铅管的完好性的目的。
此外，本发明的复合搪铅管的内部填充有复合相变材料，在第二搪铅段被加热的过程中，复合相变材料能吸收多余的热量并发生固-液转变，有效地防止了透波段和RFID测温电子标签被高温所损伤，再者，液体状的复合相变材料能填充至电缆和铜外壳的连接处，并在冷却后形成防护层。若复合搪铅管破损，防护层能在一定程度上防止外界的杂质进入铜外壳的内部，延迟电缆局部放电现象的发生。
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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例的复合搪铅管的剖视结构示意图；
图2为本实施例的框架结构示意图。
附图标记说明：
电缆1，铜外壳2，
复合搪铅管3，透波段31，第一搪铅段32，第二搪铅段33，内环部3a，外环部3b，
防护层4，RFID测温电子标签5，射频天线单元6，信号处理器7，信号传输器8，数据处理终端9。
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。
如附图所示的一种电缆接头运行状态检测系统，包括相连接的电缆1和铜外壳2，电缆1和铜外壳2的连接处的外部套设有复合搪铅管3，复合搪铅管3包括透波段31，以及一端与透波段31相熔接的第一搪铅段32和第二搪铅段33，第一搪铅段32的另一端与电缆1整体相连接，第二搪铅段33的另一端与铜外壳2整体相连接，复合搪铅管3的内部形成有封闭状的容纳腔，容纳腔内设有RFID测温电子标签5并填充有复合相变材料，RFID测温电子标签5贴附在电缆1上，复合相变材料形成封闭住电缆1和铜外壳2的连接处的防护层4，复合搪铅管3的外部设有与RFID测温电子标签5无线信号连接的射频天线单元6，RFID测温电子标签5能发送第一电磁波信号和第二电磁波信号，第一电磁波信号包含电缆1的温度值，透波段31至少有一部分处于第一电磁波信号的路径上，透波段31的性能与第一电磁波信号的频段相适配，以使得第一电磁波信号能穿过透波段31从而被射频天线单元6所接收，透波段31、第一搪铅段32和第二搪铅段33全部处于第二电磁波信号的路径上，透波段31、第一搪铅段32和第二搪铅段33的性能与第二电磁波信号的频段不适配，在复合搪铅管3完好的状态下，第二电磁壁信号无法穿过透波段31、第一搪铅段32和第二搪铅段33，从而无法被射频天线单元6所接收。在本实施例中，透波段31采用高分子材料制造成，第一搪铅段32和第二搪铅段33采用铅合金制造成。
优选的，为使透波段31的性能与第一电磁波信号的频段相适配，透波段31的性能与第一电磁波信号的频段符合以下公式：
H为透波段31的壁厚，n为整数，λ0为第一电磁波信号的波长，εb为透波段31的介电常数，θ为第一电磁波信号的入射角。
本发明还包括依次无线信号连接的信号处理器7、信号传输器8和数据处理终端9；信号处理器7与射频天线单元6无线信号连接，信号处理器7接收射频天线单元6所发送的信号并转换成数据；信号传输器8将转换后的数据发送至数据处理终端9；数据处理终端9依据接收到的数据分析电缆1的温度值是否异常、以及分析复合搪铅管3是否破损。数据处理终端9判定复合搪铅管3破损的条件为：数据处理终端9接收到第二电磁波信号所转换成的数据。实际的，数据处理终端9为手机或计算机。
实际的，信号处理器7通过射频天线单元6发送射频激励信号(包含能量和指令)，射频激励信号穿过透波段31被RFID测温电子标签5接收，RFID测温电子标签5依据接收到的射频激励信号运行，获取电缆1的温度值并反馈相应的第一电磁波信号和第二电磁波信号，第一电磁波信号穿过透波段31被射频天线单元6接收，射频天线单元6将接收到的第一电磁波信号发送至信号处理器7，信号处理器7将第一电磁波信号转换成温度值数据，信号传输器8将温度值数据发送至数据处理终端9，数据处理终端9比对接收到的温度值数据，若温度值数据所代表的电缆温度值超过预设的阀值，则判定电缆温度异常，反之则判定电缆温度正常；若复合搪铅管3破损，第二电磁波信号会从复合搪铅管3的破损处衍射至复合搪铅管3的外部，被射频天线单元6所接收，射频天线单元6将接收到的第二电磁波信号发送至信号处理器7，信号处理器7将第二电磁波信号转换成破损检测数据，信号传输器8将破损检测数据发送至数据处理终端9，数据处理终端9依据接收到的破损检测数据判定复合搪铅管3破损；若复合搪铅管3完好，第二电磁波信号无法穿过透波段31、第一搪铅段32和第二搪铅段33，射频天线单元6无法接收到第二电磁波信号，使后续的数据处理终端9也接收不到破损检测数据，则数据处理终端9判定复合搪铅管3完好。
优选的，为保证第一搪铅段32、第二搪铅段33与透波段31连接的牢固性，第一搪铅段32、第二搪铅段33与透波段31相连接的一端均设有同轴心的内环部3a和外环部3b，内环部3a和外环部3b之间形成有与透波段31相配合的连接腔。在熔接成复合搪铅管3的状态下，透波段31的一端伸入第一搪铅段32的连接腔内，透波段31的另一端伸入第二搪铅段33的连接腔内。实际的，第一搪铅段32、第二搪铅段33与透波段31之间可加设熔接料来相熔接。
一种电缆接头搪铅的方法，包括以下步骤：S1、预制透波段31；S2、在电缆1的端部制成与电缆1整体相连接的第一搪铅段32，并单独制成第二搪铅段33；S3、将第一搪铅段32、透波段31和第二搪铅段33依次相熔接，形成复合搪铅管3；S4、将RFID测温电子标签5安装在电缆的端部；S5、将铜外壳2伸入复合搪铅管3的内部；S6、在复合搪铅管3和电缆1、铜外壳2之间填入复合相变材料；S7、加热第二搪铅段33，使第二搪铅段33与铜外壳2整体相连接。
可理解的是，透波段31可在制造厂内预制造，第一搪铅段32和第二搪铅段33可在电缆施工现场制造。
需强调的是，步骤S3中第一搪铅段32、透波段31和第二搪铅段33的熔接温度值小于步骤S7中第二搪铅段33的加热温度值。
在步骤S4中，RFID测温电子标签5可通过耐高温轧带贴附在电缆1上。
在步骤S7的过程中，作用于第二搪铅段33上的热量一部分使第二搪铅段33熔化，从而使第二搪铅段33与铜外壳2整体相连接，另一部分被复合相变材料所吸收，使复合相变材料发生固-液转变，液化后的复合相变材料流至电缆1和铜外壳2的连接处，在冷却后形成防护层4。在复合搪铅管3破损后，防护层4能在一定程度上防止外界的杂质进入铜外壳2的内部，延迟了电缆局部放电现象的发生，为维护员争取到修补复合搪铅管3的时间。
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 (6)
1.一种电缆接头运行状态检测系统，包括相连接的电缆和铜外壳，其特征在于，
所述电缆和铜外壳的连接处的外部套设有复合搪铅管，所述复合搪铅管包括透波段，以及一端与透波段相熔接的第一搪铅段和第二搪铅段，所述第一搪铅段的另一端与电缆整体相连接，所述第二搪铅段的另一端与铜外壳整体相连接，
所述复合搪铅管的内部形成有封闭状的容纳腔，所述容纳腔内设有RFID测温电子标签并填充有复合相变材料，所述RFID测温电子标签贴附在电缆上，所述复合相变材料形成封闭住电缆和铜外壳的连接处的防护层，所述复合搪铅管的外部设有与RFID测温电子标签无线信号连接的射频天线单元，
所述RFID测温电子标签能发送第一电磁波信号和第二电磁波信号，所述第一电磁波信号包含电缆的温度值，
所述透波段至少有一部分处于第一电磁波信号的路径上，所述透波段的性能与第一电磁波信号的频段相适配，以使得第一电磁波信号能穿过透波段从而被射频天线单元所接收，
所述透波段、第一搪铅段和第二搪铅段全部处于第二电磁波信号的路径上，所述透波段、第一搪铅段和第二搪铅段的性能与第二电磁波信号的频段不适配，在复合搪铅管完好的状态下，第二电磁壁信号无法穿过透波段、第一搪铅段和第二搪铅段，从而无法被射频天线单元所接收。
2.根据权利要求1所述的一种电缆接头运行状态检测系统，其特征在于，为使透波段的性能与第一电磁波信号的频段相适配，所述透波段的性能与第一电磁波信号的频段符合以下公式：
H为透波段的壁厚，n为整数，λ0为第一电磁波信号的波长，εb为透波段的介电常数，θ为第一电磁波信号的入射角。
3.根据权利要求1所述的一种电缆接头运行状态检测系统，其特征在于，还包括依次无线信号连接的信号处理器、信号传输器和数据处理终端；
所述信号处理器与射频天线单元无线信号连接，所述信号处理器接收射频天线单元所发送的信号并转换成数据；
所述信号传输器将转换后的数据发送至数据处理终端；
所述数据处理终端依据接收到的数据分析电缆的温度值是否异常、以及分析复合搪铅管是否破损。
4.根据权利要求3所述的一种电缆接头运行状态检测系统，其特征在于，所述数据处理终端判定复合搪铅管破损的条件为：所述数据处理终端接收到第二电磁波信号所转换成的数据。
5.根据权利要求1所述的一种电缆接头运行状态检测系统，其特征在于，所述第一搪铅段、第二搪铅段与透波段相连接的一端均设有同轴心的内环部和外环部，所述内环部和外环部之间形成有与透波段相配合的连接腔。
6.一种电缆接头搪铅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预制透波段；
S2、在电缆的端部制成与电缆整体相连接的第一搪铅段，并单独地制成第二搪铅段；
S3、将第一搪铅段、透波段和第二搪铅段依次相熔接，形成复合搪铅管；
S4、将RFID测温电子标签安装在电缆的端部；
S5、将铜外壳伸入复合搪铅管的内部；
S6、在复合搪铅管和电缆、铜外壳之间填入复合相变材料；
S7、加热第二搪铅段，使第二搪铅段与铜外壳整体相连接。
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