CN113258526B - 一种用于电缆接头监测保护的传感器装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于电缆接头监测保护的传感器装置，包括：防护壳、防爆单元与监测单元；防护壳上设置有第一管道与第二管道，防护壳的内部设有安装腔；第一管道与第二管道均连通安装腔；防爆单元包括：灭火组件；灭火组件包括：第一接头、气囊与锥块；第一接头设置有开口腔；第一接头与第一管道密封连接，且开口腔朝向第一管道；气囊设置于开口腔内；锥块设置于第一管道内，且可以沿第一管道的轴向活动；锥块靠近气囊的一端为尖端，另一端与第一管道的尺寸相适配；监测单元包括：第二接头与传感器传感器设置于第二接头的第一端；第二接头与第二管道密封连接，且第二接头的第一端伸于第二管道内。本申请可以在监测的同时起到安全保护作用。

Description

一种用于电缆接头监测保护的传感器装置

技术领域

本申请涉及电力设备监测保护领域，特别涉及一种用于电缆接头监测保护的传感器装置。

背景技术

在目前的大型供电系统中，越来越多地采用电力电缆输配电，但是在电力电缆运行过程中容易发生故障，其中绝大多数的电力电缆运行故障发生在电缆接头位置。电缆接头在长期运行过程中，由于高负荷运行、线路老化等因素，严重时，会产生起火、爆炸的情况，如果没有相对应的保护措施，火势进一步蔓延可能威胁到整个地下电缆。

因此，对电缆接头的监测尤为重要。而在现有技术中，还存在着许多人工定期测量的方法，由于电缆铺设或埋设位置特殊，人工测量极为不便，且在对电缆状况不明的情况下，人工监测也具有着很大安全风险；而现有的通过在电缆上安装具备监测功能的装置也无法在监测的同时起到安全保护作用。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种用于电缆接头监测保护的传感器装置，用于解决现有的电缆接头监测方式无法在监测的同时起到安全保护作用的问题。

为达到上述技术目的，本申请提供一种用于电缆接头监测保护的传感器装置，包括：防护壳、防爆单元与监测单元；

所述防护壳上设置有第一管道与第二管道，所述防护壳的内部设置有用于安装电缆接头的安装腔；

所述第一管道与第二管道均连通所述安装腔；

所述防爆单元包括：灭火组件；

所述灭火组件包括：第一接头、气囊与锥块；

所述第一接头设置有开口腔；

所述第一接头与第一管道密封连接，且所述开口腔朝向所述第一管道；

所述气囊设置于所述开口腔内，用于存储惰性气体；

所述锥块设置于所述第一管道内，且可以沿所述第一管道的轴向活动；

所述锥块靠近所述气囊的一端为尖端，另一端与所述第一管道的尺寸相适配；

所述监测单元包括：第二接头与传感器；

所述传感器设置于所述第二接头的第一端；

所述第二接头与所述第二管道密封连接，且所述第二接头的第一端伸于所述第二管道内。

进一步地，所述第一管道的内壁设置有多个齿形槽；

所述锥块包括：锥块主体、第一弹性件与尖齿；

所述锥块主体上设置有凹孔；

所述尖齿设置于所述凹孔内，形状与所述齿形槽相互适配，用于与所述齿形槽卡止配合；

所述第一弹性件两端分别连接所述尖齿与凹孔的孔壁，用于为所述尖齿提供弹力；

所述齿形槽的尖端朝向远离所述气囊方向设置。

进一步地，所述锥块上设置有连通所述安装腔与开口腔的通孔。

进一步地，所述防护壳上还设置有第三管道；

所述第三管道连通所述安装腔；

所述防爆单元还包括：释压组件；

所述释压组件包括：阀体、阀芯与第二弹性件；

所述阀体上设置有气腔以及连通所述气腔的进气孔与出气孔；

所述进气孔连通所述安装腔与气腔；

所述出气孔连通所述气腔与外部；

所述第二弹性件设置于所述气腔内，且第一端连接所述气腔的腔壁；

所述阀芯设置于所述气腔内，且与所述第二弹性件的第二端连接，受第二弹性件的弹力，所述阀芯的第一端抵接所述进气孔。

进一步地，所述阀体上还设置有导向孔；

所述导向孔连通所述气腔；

所述阀芯的第二端伸入所述导向孔内。

进一步地，所述阀芯的第一端设置有锥柱；

所述锥柱靠近所述进气孔的头端的直径小于所述进气孔的直径，尾端的直径大于所述进气孔的直径。

进一步地，还包括固定单元；

所述固定单元包括：第一连杆、第二连杆与弧形杆；

所述第一连杆的第一端可转动设置于所述安装腔内，第二端连接所述弧形杆的第一端；

所述第二连杆与所述第一连杆沿电缆接头的径向间隔设置，且第一端可转动设置于所述安装腔内，第二端连接所述弧形杆的中部；

所述弧形杆的第二端为弧形段；

所述弧形段贴附于电缆接头上；

所述第二管道设置在与所述第一连杆对应的位置；

所述第二接头的第一端伸入所述第二管道后，与所述第一连杆抵接。

进一步地，所述固定单元为四个；

四个所述固定单元呈四角分布于电缆接头的一侧。

进一步地，所述第二管道为方形；

所述第二接头为方柱形；

四个所述固定单元对应设置于所述第二管道的四个端角位置。

进一步地，所述防护壳包括上壳与下壳；

所述上壳与下壳的边缘均设置有法兰结构，二者通过法兰结构相互扣接。

进一步地，所述传感器具体为光纤传感器。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种用于电缆接头监测保护的传感器装置，包括：防护壳、防爆单元与监测单元；所述防护壳上设置有第一管道与第二管道，所述防护壳的内部设置有用于安装电缆接头的安装腔；所述第一管道与第二管道均连通所述安装腔；所述防爆单元包括：灭火组件；所述灭火组件包括：第一接头、气囊与锥块；所述第一接头设置有开口腔；所述第一接头与第一管道密封连接，且所述开口腔朝向所述第一管道；所述气囊设置于所述开口腔内，用于存储惰性气体；所述锥块设置于所述第一管道内，且可以沿所述第一管道的轴向活动；所述锥块靠近所述气囊的一端为尖端，另一端与所述第一管道的尺寸相适配；所述监测单元包括：第二接头与传感器所述传感器设置于所述第二接头的第一端；所述第二接头与所述第二管道密封连接，且所述第二接头的第一端伸于所述第二管道内。

通过设置防爆单元，可以在电缆接头产生爆炸时，锥块受冲击往靠近气囊方向移动进而扎破气囊，使得气囊内部的惰性气体释放流入安装腔内，减轻安装腔内的负担；通过设置监测单元，可以对电缆接头的状态进行远程监测，避免了人工测量的麻烦与风险，保障了人员安全，可以有效解决现有的电缆接头监测方式无法在监测的同时起到安全保护作用的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种用于电缆接头监测保护的传感器装置整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于电缆接头监测保护的传感器装置沿第一管道的横截面图；

图3为本申请实施例提供的一种用于电缆接头监测保护的传感器装置沿第二管道的横截面图；

图4为本申请实施例提供的一种用于电缆接头监测保护的传感器装置沿第三管道的横截面中第三管道位置的放大图；

图中：1、防护壳；11、第一管道；111、齿形槽；12、第二管道；13、安装腔；14、第三管道；15、上壳；16、下壳；2、防爆单元；21、灭火组件；211、第一接头；2111、开口腔；212、气囊；213、锥块；2131、锥块主体；2132、第一弹性件；2133、尖齿；2134、凹孔；2135、通孔；22、释压组件；221、阀体；2211、气腔；2212、进气孔；2213、出气孔；2214、导向孔；222、阀芯；2221、锥柱；223、第二弹性件；3、监测单元；31、第二接头；32、传感器；4、固定单元；41、第一连杆；42、第二连杆；43、弧形杆；44、方形槽；45、铰接头。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所请求保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种用于电缆接头监测保护的传感器装置。

请参阅图1至图3，本申请实施例中提供的一种用于电缆接头监测保护的传感器装置，包括：防护壳1、防爆单元2与监测单元3；防护壳1上设置有第一管道11与第二管道12，防护壳1的内部设置有用于安装电缆接头5的安装腔13；第一管道11与第二管道12均连通安装腔13。

防爆单元2包括：灭火组件21；灭火组件21包括：第一接头211、气囊212与锥块213；第一接头211设置有开口腔2111；第一接头211与第一管道11密封连接，且开口腔2111朝向第一管道11；气囊212设置于开口腔2111内，用于存储惰性气体；锥块213设置于第一管道11内，且可以沿第一管道11的轴向活动；锥块213靠近气囊212的一端为尖端，另一端与第一管道11的尺寸相适配，使得锥块213的另一端与第一管道11之间相互贴合，从而在电缆接头5发生爆炸时锥块213所受的冲击较大进而可以即刻作出反应。

具体来说，锥块213可活动设置于第一管道11内的方式可以有多种，例如可以是在第一管道11的端部设置限位块，从而在未发生爆炸时，锥块213受限位块限制无法滑出第一管道11。并且，第一接头211与第一管道11可以在端部设置法兰结构，二者通过法兰结构连接。

需要说明的是，气囊212内部的惰性气体可以采用二氧化碳，成本较其他稀有气体相比更低，有可以对安装腔13内部器件起到保护作用。并且，开口腔2111的直径可以设置为小于锥块213另一端的形式，避免锥块213完全滑出第一通道11。

监测单元3包括：第二接头31与传感器32；传感器32设置于第二接头31的第一端；第二接头31与第二管道12密封连接，且第二接头31的第一端伸于第二管道12内。

具体来说，传感器32伸于第二管道12内，可以对安装腔13内的电缆接头5进行监测。其中，传感器32可以采用光纤传感器，电缆接头产生的故障往往为绝缘故障，在故障之前往往会出现局部放电，由于局部放电过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波等，并引起局部过热，采用光纤声波传感器可以及时发现这些变化，预防潜伏性和突发性事故发生。同时，由于光纤声波传感器具有灵敏度高，抗电磁干扰等优点，可以实时快速地监测信号。

本方案通过采用监测单元3配合防爆单元2，能在复杂环境下对电缆接头5进行远程监测，避免了人工测量的麻烦与风险，保障了人员安全；同时，在电缆接头爆炸是通过灭火组件21释放惰性气体，能对起火爆炸时及时处理，进行防燃处理，阻止进一步的事故的发生，有利于减小电缆接头爆炸对周边设施产生的损害，保障了电力线路的安全。

以上为本申请实施例提供的实施例一，以下为本申请提供的实施例二，具体请参阅图1至图4。

一种用于电缆接头监测保护的传感器装置，包括：防护壳1、防爆单元2与监测单元3；防护壳1上设置有第一管道11与第二管道12，防护壳1的内部设置有用于安装电缆接头5的安装腔13；第一管道11与第二管道12均连通安装腔13。防爆单元2包括：灭火组件21；灭火组件21包括：第一接头211、气囊212与锥块213；第一接头211设置有开口腔2111；第一接头211与第一管道11密封连接，且开口腔2111朝向第一管道11；气囊212设置于开口腔2111内，用于存储惰性气体；锥块213设置于第一管道11内，且可以沿第一管道11的轴向活动；锥块213靠近气囊212的一端为尖端，另一端与第一管道11的尺寸相适配，使得锥块213的另一端与第一管道11之间间隙较小。监测单元3包括：第二接头31与传感器32；传感器32设置于第二接头31的第一端；第二接头31与第二管道12密封连接，且第二接头31的第一端伸于第二管道12内。

进一步地，请参阅图2，第一管道11的内壁设置有多个齿形槽111；锥块213包括：锥块主体2131、第一弹性件2132与尖齿2133；锥块主体2131上设置有凹孔2134；尖齿2133设置于凹孔2134内，尖齿2133的形状与齿形槽111相互适配，用于与齿形槽111卡止配合；第一弹性件2132两端分别连接尖齿2133与凹孔2134的孔壁，用于为尖齿2133提供弹力；齿形槽111的尖端朝下设置。

具体来说，锥块主体2131通过尖齿2133与齿形槽111卡止配合，在锥块主体2131受爆炸冲击时，尖齿2133受推力从而沿着齿形槽111的导向往凹孔2134内移动，从而使得锥块主体2131不受尖齿2133的限位后，往靠近气囊212方向活动；并在电缆接头处于正常状态下时，通过尖齿2133与齿形槽111卡止配合使得锥块主体2131不会滑出第一通道11；其中，锥块主体2131的长度小于第一通道11的长度；齿形槽111的尖端朝向远离所述气囊方向设置，使得锥块主体2131不易往安装腔13方向移动，而易于往靠近气囊212方向移动，有利于爆炸时锥块213快速作出反应。

并且，齿形槽111的尖端朝向远离所述气囊方向设置，可以使得锥块主体2131仅能往远离安装腔13的方向移动。其中，齿形槽111靠近安装腔13的槽壁可以与第一通道11相互垂直，可以使得第一通道11竖直设置的时候，锥块主体2131处于水平状态。

进一步地，锥块213上设置有连通安装腔13与开口腔2111的通孔2135。

具体来说，锥块主体2131可以包括锥部与柱部，锥部的尖端朝向开口腔2111，柱部的底面朝向安装腔13；锥部的各个端面与柱部的底面可以均设置通孔2135，并且各个通孔2135相互连通。通孔2135连通开口腔2111与安装腔13，可以使得在电缆接头5正常运行时开口腔2111与安装腔13均压。

进一步地，请参阅图4，防护壳1上还设置有第三管道14；第三管道14连通安装腔13。

防爆单元2还包括：释压组件22；释压组件22包括：阀体221、阀芯222与第二弹性件223；阀体221安装与第三管道14内，且阀体上设置有气腔2211以及连通气腔2211的进气孔2212与出气孔2213；进气孔2212连通安装腔13与气腔2211；出气孔2213连通气腔2211与外部；第二弹性件223设置于气腔2211内，且第一端连接气腔2211的腔壁；阀芯222设置于气腔2211内，且与第二弹性件223的第二端连接，受第二弹性件223的弹力，阀芯222的第一端抵接进气孔2212将进气孔2212封闭。

具体来说，释压组件22用于在电缆接头5爆炸时，阀芯222受爆炸的冲击，压缩第二弹性件223，从而开启进气孔2212，部分冲击能力通过气腔2211释放出去，减轻防护壳1的负担；并在释放后，阀芯222受第二弹性件223的弹力，封闭进气孔2212，配合灭火组件21释放出的惰性气体，达到阻隔氧气的效果，避免进一步燃烧。并且，阀体221可以通过螺纹或设置法兰结构等方式与第三通道14连接。

其中，第一弹性件2132与第二弹性件223可以是高弹力橡胶或弹簧等，不作限制。

实际应用中，防护壳1安装于电缆接头5上之后，两端与外部的缝隙处可以缠绕橡胶带，是的防护壳1达到密封效果。

进一步地，阀体221上还设置有导向孔2214；导向孔2214连通气腔2211；阀芯222的第二端伸入导向孔2214内。

具体来说，导向孔2214可以用于为阀芯222在气腔2211内的运动起到导向作用；其中，出气孔2213可以具有多个，且绕导向孔2214圆周均匀分布。

进一步地，阀芯222的第一端设置有锥柱2221；锥柱2221靠近进气孔2212的头端的直径小于进气孔2212的直径，可以伸入进气孔2212内，尾端的直径大于进气孔2212的直径，可以将进气孔2212封闭。

进一步地，还包括固定单元4；固定单元4包括：第一连杆41、第二连杆42与弧形杆43；第一连杆41的第一端可转动设置于安装腔13内，第二端连接弧形杆43的第一端；第二连杆42与第一连杆41沿电缆接头5的径向间隔设置，且第一端可转动设置于安装腔13内，第二端连接弧形杆43的中部；弧形杆43的第二端为弧形段；弧形段贴附于电缆接头5上；第二管道12设置在与第一连杆41对应的位置；第二接头31的第一端伸入第二管道12后，与第一连杆41抵接。

具体来说，第二接头31安装进第二管道12后，可以抵接第一连杆41将其推动，进而带动第二连杆42与弧形杆43向靠近电缆接头5方向移动，并使得弧形杆43的弧形段扣住电缆接头，为电缆接头5起到固定支撑作用。通过设置第一连杆41与第二连杆42两根连杆分别连接弧形杆43，相比于仅设置一根连杆的方式，弧形杆43要更稳固。

进一步地，固定单元4为四个；四个固定单元4呈四角分布于电缆接头的一侧5。第二管道12为方形；第二接头31为方柱形；四个固定单元4对应设置于方形的第二管道12的四个端角位置，且关于所述电缆接头对称。

具体来说，防护壳1内设置有方形槽44，用于供第二接头31装入；第二接头31四个端角位置可以设置顶接块，在第二接头31装入第二管道12后，第二接头31四个端角的顶接块与四个第一连杆41分别抵接，使得弧形杆43固定贴付于电缆接头5上将其固定。

需要说明的是，请参阅图3，四个固定单元4可以关于电缆接头5对称设置，从而可以将电缆接头5夹设于四个固定单元4的中间。并且，第一连杆41、第二连杆42与弧形杆43之间可以通过铰接头45进行铰接。

进一步地，防护壳1包括上壳15与下壳16；上壳15与下壳16的边缘均设置有法兰结构，二者通过法兰结构相互扣接。

具体来说，防护壳1可以是沿自身的轴向上，中间向两端尺寸逐渐减小的形式，两端固定在电缆上，中部安装电缆接头5。

本申请通过采用传感器32，能在复杂环境下对电缆接头5进行远程监测，避免了人工测量的麻烦与风险，保障了人员安全；同时，通过本申请中的灭火组件21释放惰性气体，能在电缆接头5发生起火爆炸时及时处理，进行防燃，配合释压组件22进行压力释放和空气阻隔，阻止进一步的事故发生，有利于减小电缆接头5爆炸对周边设施产生的损害，保障了电力线路的安全。

以上为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，包括：防护壳、防爆单元与监测单元；

所述防护壳上设置有第一管道与第二管道，所述防护壳的内部设置有用于安装电缆接头的安装腔；

所述第一管道与第二管道均连通所述安装腔；

所述防爆单元包括：灭火组件；

所述灭火组件包括：第一接头、气囊与锥块；

所述第一接头内设置有开口腔；

所述第一接头与第一管道密封连接，且所述开口腔与所述安装腔连通；

所述气囊设置于所述开口腔内，用于存储惰性气体；

所述锥块可滑动设置于所述第一管道内；

所述锥块靠近所述气囊的一端为尖端，另一端与所述第一管道的内壁相互贴合；

所述监测单元包括：第二接头与传感器；

所述传感器设置于所述第二接头的第一端；

所述第二接头与所述第二管道密封连接，且所述第二接头的第一端伸于所述第二管道内；

所述第一管道的内壁上设置有多个齿形槽；

所述锥块包括：锥块主体、第一弹性件与尖齿；

所述锥块主体上设置有凹孔；

所述尖齿设置于所述凹孔内，形状与所述齿形槽相互适配，用于与所述齿形槽卡止配合；

所述第一弹性件两端分别连接所述尖齿与凹孔的孔壁，用于为所述尖齿提供弹力；

所述齿形槽的尖端朝向远离所述气囊的方向。

2.根据权利要求1所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，所述锥块上设置有连通所述安装腔与开口腔的通孔。

3.根据权利要求1所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，所述防护壳上还设置有第三管道；

所述第三管道连通所述安装腔；

所述防爆单元还包括：释压组件；

所述释压组件包括：阀体、阀芯与第二弹性件；

所述阀体上设置有气腔以及连通所述气腔的进气孔与出气孔，且所述阀体设置于所述第三管道内；

所述进气孔连通所述安装腔与气腔；

所述出气孔连通所述气腔与外部；

所述第二弹性件设置于所述气腔内，且第一端连接所述气腔的腔壁；

所述阀芯设置于所述气腔内，且与所述第二弹性件的第二端连接，受第二弹性件的弹力，所述阀芯的第一端抵接所述进气孔以将进气孔封闭。

4.根据权利要求3所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，所述阀体上还设置有导向孔；

所述导向孔连通所述气腔；

所述阀芯的第二端伸入所述导向孔内。

5.根据权利要求3所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，所述阀芯的第一端设置有锥柱；

所述锥柱靠近所述进气孔的一端的直径小于所述进气孔的直径，另一端的直径大于所述进气孔的直径。

6.根据权利要求1所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，还包括固定单元；

所述固定单元包括：第一连杆、第二连杆与弧形杆；

所述第一连杆的第一端可转动设置于所述安装腔内，第二端连接所述弧形杆的第一端；

所述第二连杆与所述第一连杆沿电缆接头的径向间隔设置，且第一端可转动设置于所述安装腔内，第二端连接所述弧形杆的中部；

所述弧形杆的第二端为弧形段；

所述弧形段贴附于电缆接头上；

所述第二管道设置在与所述第一连杆对应的位置；

所述第二接头的第一端伸入所述第二管道后，与所述第一连杆抵接。

7.根据权利要求6所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，所述固定单元为四个；

所述第二管道为方形；

所述第二接头为方柱形；

四个所述固定单元对应设置于所述第二管道的四个端角位置，且关于所述电缆接头两两对称。

8.根据权利要求1所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，所述传感器具体为光纤传感器。

9.根据权利要求1所述的用于电缆接头监测保护的传感器装置，其特征在于，所述防护壳包括上壳与下壳；

所述上壳与下壳的边缘均设置有法兰结构，二者通过法兰结构相互扣接。

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