CN113532521B - 一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，所述终端以采样管件抱持电缆并固定于电缆处，使采样管件的侧壁与电缆外皮紧密接触，采样管件的侧壁处开设有采样进气口；所述采样进气口用于采集电缆外皮处的挥发物和升温气体；所述采样进气口与空气仓体相通；所述空气仓体内设有气体传感器和温度传感器；本发明能以检测苯乙酮气体浓度结合检测电缆温度的双信息评估方法，达到更准确掌握特高压电缆的运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及电网运维技术领域，尤其是一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端。
背景技术
电力产业是保障我国经济快速发展、人民生活水平不断提高的基础产业。电力电缆在社会不断发展的过程中扮演着举足轻重的角色，它具有长距离传送和分配电能的作用，已广泛应用到民用建筑、工业厂房、核电站、航空航天等领域。由于电缆绝缘材料多为高聚物,无论是否经阻燃处理,在过载、短路、外部加热等作用下都易发生分解及起火。一旦电缆被点燃,其火焰不但会沿敷设方向快速传播而且还会引起附近其他可燃物着火,进而扩大火灾规模,同时释放大量毒害性烟气和气体,增加火灾危害性，从而造成大量经济损失。对于特高压站来说，电缆尤其重要，关系整个电能输送的开始，万一特高压电缆运行状态出现问题，将会造成设备停电，引起不可估量的经济损失。所以掌握特高压电缆绝缘材料的运行状态是预防电缆火灾的重中之重。
目前，人们掌握电缆绝缘材料运行状态主要是通过各类传感器来完成。有的采取温度传感器，当电缆着火时，一定伴随着电缆绝缘材料温度的上升，所以采集电缆温度信息可以间接反应电缆着火趋势，从而掌握电缆绝缘材料运行状态，当温度达到一定值时，给出报警信息，达到预警作用。也有人采取烟雾传感器，当电缆着火时会释放一定的烟气，如等气体,通过接收烟雾传感器的信息也可以反应电缆着火趋势。但这种情况只能对电缆已经着火时，给出反应信息，不能在还没发生着火事件时，给出预警。
发明内容
本发明提出一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，能以检测苯乙酮气体浓度结合检测电缆温度的双信息评估方法，达到更准确掌握特高压电缆的运行状态。
本发明采用以下技术方案。
一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，所述终端以采样管件抱持电缆并固定于电缆处，使采样管件的侧壁与电缆外皮紧密接触，采样管件的侧壁处开设有采样进气口；所述采样进气口用于采集电缆外皮处的挥发物和升温气体；所述采样进气口与空气仓体相通；所述空气仓体内设有气体传感器和温度传感器。
所述气体传感器和温度传感器集成于空气仓体内的PCB板处。
所述采样进气口所采集的挥发物为苯乙酮气体；所述气体传感器为用于检测苯乙酮气体浓度的气体传感器。
所述气体传感器和温度传感器检测的苯乙酮气体浓度数据和电缆温度数据发送至采集终端的单片机模块；所述单片机模块通过Arrhenius模型算法计算电缆的老化损伤效应，并结合苯乙酮气体浓度数据和电缆外皮升温速率计算电缆剩余寿命和电缆当前运行状态。
所述单片机模块经485通讯模块把计算结果传递给管理人员。
所述采样管件包括下部的电缆卡槽和上部的弧形盖。
所述弧形盖一侧铰接于电缆卡槽一旁侧，另一侧为可开合的活动侧；当弧形盖的活动侧以紧固件锁定于电缆卡槽旁时，弧形盖与电缆卡槽围成可容置特高压电缆的管形腔。
所述空气仓体设于电缆卡槽下端，其容积大小的设计参照数据包括电缆达到火灾临界时所释放的苯乙酮量、气体传感器能检测到的最佳气体浓度和电缆卡槽的尺寸。
所述电缆卡槽的直径为56cm；所述采样进气口为设于电缆卡槽槽底的孔，其孔的直径为28 cm；所述空气仓体为设于电缆卡槽下端的类矩形体，其尺寸为86cm×82cm×22cm。
所述采集终端的外壳以铝合金材料成型。
本发明的有益效果在于：
1.本发明采用苯乙酮气体浓度和电缆温度混合采集信息方案，达到更准确掌握特高压电缆的运行状态。
2.进气口的尺寸大小可以更多的传递电缆老化释放的苯乙酮气体，提高传感器的感应效果。
3.空气仓体的容积使得从进气口进入的苯乙酮气体达到一定的气体浓度，便于传感器采集，提高识别率，使得特高压电缆的运行状态准确性更高。
4.本发明终端外壳为铝合金金属材质，不易变形、耐腐蚀，使用年限久。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是本发明的PCB板模块原理示意图；
图中：1-紧固件；2-电缆卡槽；3-采样进气口；4-空气仓体；5-弧形盖。
具体实施方式
如图所示，一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，所述终端以采样管件抱持电缆并固定于电缆处，使采样管件的侧壁与电缆外皮紧密接触，采样管件的侧壁处开设有采样进气口3；所述采样进气口用于采集电缆外皮处的挥发物和升温气体；所述采样进气口与空气仓体4相通；所述空气仓体内设有气体传感器和温度传感器。
所述气体传感器和温度传感器集成于空气仓体内的PCB板处。
所述采样进气口所采集的挥发物为苯乙酮气体；所述气体传感器为用于检测苯乙酮气体浓度的气体传感器。
所述气体传感器和温度传感器检测的苯乙酮气体浓度数据和电缆温度数据发送至采集终端的单片机模块；所述单片机模块通过Arrhenius模型算法计算电缆的老化损伤效应，并结合苯乙酮气体浓度数据和电缆外皮升温速率计算电缆剩余寿命和电缆当前运行状态。
所述单片机模块经485通讯模块把计算结果传递给管理人员。
所述采样管件包括下部的电缆卡槽2和上部的弧形盖5。
所述弧形盖一侧铰接于电缆卡槽一旁侧，另一侧为可开合的活动侧；当弧形盖的活动侧以紧固件1锁定于电缆卡槽旁时，弧形盖与电缆卡槽围成可容置特高压电缆的管形腔。
所述空气仓体设于电缆卡槽下端，其容积大小的设计参照数据包括电缆达到火灾临界时所释放的苯乙酮量、气体传感器能检测到的最佳气体浓度和电缆卡槽的尺寸。
所述电缆卡槽的直径为56cm；所述采样进气口为设于电缆卡槽槽底的孔，其孔的直径为28 cm；所述空气仓体为设于电缆卡槽下端的类矩形体，其尺寸为86cm×82cm×22cm。
所述采集终端的外壳以铝合金材料成型。
实施例：
本例中，当采样终端使用时，将终端的电缆卡槽一侧六角螺栓打开，把特高压电缆放入电缆卡槽内，重新上紧六角螺栓。
当特高压电缆工作时，若电缆老化，存在释放苯乙酮气体和电缆发热现象时，苯乙酮气体和热量通过电缆卡槽底部的进气口进入到空气仓体中，从而形成一定的气体浓度和温度，这时在空气仓体内部的PCB板上的气体传感器和温度传感器检测苯乙酮气体浓度和电缆温度并把数据传输到单片机模块中。
单片机通过Arrhenius模型算法计算电缆的老化损伤效应并结合气体浓度和电缆温度上升速率综合计算得出特高压电缆剩余寿命和此时运行状态，最后通过485通讯模块将信息传递给管理人员，这样管理人员就可以准确的掌握特高压电缆的运行状态。
Claims (5)
1.一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，其特征在于：所述终端以采样管件抱持电缆并固定于电缆处，使采样管件的侧壁与电缆外皮紧密接触，采样管件的侧壁处开设有采样进气口；所述采样进气口用于采集电缆外皮处的挥发物和升温气体；所述采样进气口与空气仓体相通；所述空气仓体内设有气体传感器和温度传感器；
所述采样进气口所采集的挥发物为苯乙酮气体；所述气体传感器为用于检测苯乙酮气体浓度的气体传感器；
所述采样管件包括下部的电缆卡槽和上部的弧形盖；
所述弧形盖一侧铰接于电缆卡槽一旁侧，另一侧为可开合的活动侧；当弧形盖的活动侧以紧固件锁定于电缆卡槽旁时，弧形盖与电缆卡槽围成可容置特高压电缆的管形腔；
所述空气仓体设于电缆卡槽下端，其容积大小的设计参照数据包括电缆达到火灾临界时所释放的苯乙酮量、气体传感器能检测到的最佳气体浓度和电缆卡槽的尺寸；
所述气体传感器和温度传感器检测的苯乙酮气体浓度数据和电缆温度数据发送至采集终端的单片机模块；所述单片机模块通过Arrhenius模型算法计算电缆的老化损伤效应，并结合苯乙酮气体浓度数据和电缆外皮升温速率计算电缆剩余寿命和电缆当前运行状态。
2.根据权利要求1所述的一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，其特征在于：所述气体传感器和温度传感器集成于空气仓体内的PCB板处。
3.根据权利要求1所述的一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，其特征在于：所述单片机模块经485通讯模块把计算结果传递给管理人员。
4.根据权利要求1所述的一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，其特征在于：所述电缆卡槽的直径为56cm；所述采样进气口为设于电缆卡槽槽底的孔，其孔的直径为28 cm；所述空气仓体为设于电缆卡槽下端的类矩形体，其尺寸为86cm×82cm×22cm。
5.根据权利要求1所述的一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端，其特征在于：所述采集终端的外壳以铝合金材料成型。
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