CN114018420A - 一种用于电缆接头的测温装置 - Google Patents

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CN114018420A CN202010687707.XA CN202010687707A CN114018420A CN 114018420 A CN114018420 A CN 114018420A CN 202010687707 A CN202010687707 A CN 202010687707A CN 114018420 A CN114018420 A CN 114018420A
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刘健
季宏红
朱红锋
和晓
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Abstract

本发明属于电力监测技术领域，具体公开了一种用于电缆接头的测温装置，包括电缆接头、与电缆接头相连接的线鼻子、以及设置于线鼻子侧壁的RFID测温标签，RFID测温标签包括RFID标签天线和RFID标签芯片，RFID标签芯片内集成有用于监测电缆接头温度的温度传感器。以此结构设计的测温装置，能够通过设置于线鼻子侧壁的RFID测温标签，方便快捷的对电缆接头内的节点进行温度监测，且测温精准，方便实用。

Description

一种用于电缆接头的测温装置
技术领域
本发明涉及电力监测技术领域，尤其涉及一种用于电缆接头的测温装置。
背景技术
电力环网柜电缆节点发热严重，容易产生故障，造成巨大损失，需要对电缆接头处进行实时温度监控，现有测温方案，各有缺点，如红外测温，因为电缆接头被套筒和堵头等设施牢牢包裹住，红外容易被遮挡，所以该方案无法精确测量电缆接头处温度，有源测温方案，由于含有电池类器件，容易引起故障，特别不适合在电力柜中使用。综上所述，无源RFID结合传感技术，特别适合应用在环网柜电缆节点测温领域，但由于采用无源技术，通信距离较有源方案下降较多，加上环网柜电缆节点外侧套筒的屏蔽功能，使原本不远的通信距离，又进一步下降，进一步，由于环网柜电缆节点附近多金属件，标签天线容易受周围金属件影响，如果为了提高标签的增益，增加通信距离，可以将标签的安装位置离金属结构远一些，但是这样部署后，标签测量的温度和发热点温度就会相差甚远，便失去了温度监测的应用意义，若贴近金属放置，天线性能下降较多，通信距离进一步下降，因此天线设计对通信距离至关重要。
阅读器和电子标签之间的识别距离由以下公式决定：
Figure BDA0002588183420000011
Figure BDA0002588183420000012
ZA＝RA+jXA
ZL＝RL+jXL
其中，Pth为RFID标签芯片的最小触阈值功率，Pt为阅读器发射功率，Gt为阅读器发射天线增益，Gr为标签天线增益，τ为传输系数，τ的取值在0～1之间，ZA为天线阻抗，ZL为芯片阻抗，天线阻抗和芯片阻抗都是复数，RA为天线阻抗的实部，XA为天线阻抗的虚部，同理，RL为芯片阻抗的实部，XL为芯片阻抗的虚部，因此当其他参数固定的情况下，即Pth、Pt、Gt和ZL为常量的情况下，在UHF工作频段，识别距离R主要由标签天线的增益Gr和传输系数τ决定。从R的公式可以发现，当Gr取最大值且ZA＝ZL *(此时τ＝1)时，R取得最大值，因此提升通信距离的问题就变成了天线设计问题，天线的设计目标就是在UHF频段内，让天线的阻抗与芯片阻抗形成共轭，同时增益尽可能的大。在环网柜的应用中，天线的设计要抗金属影响，甚至利用金属的反射，提高增益，同时保持天线的阻抗与芯片阻抗形成共轭。
在环网柜电缆节点位置的测温，RFID方案也有不少，其中201921736581.X专利，将RFID标签设置在堵头靠近电缆端的切面，此方案设置存在以下弊端：首先堵头离金属接头处较远，因此不是最优的测温点，且电缆接头大都是由多个T型结构的电缆接头串联组合而成，每个T型结构的电缆接头内都接有一个线鼻子，而堵头只有一个，仅设置于由于串联后的电缆接头的一端，因此此种方案只能监测一个T型结构的电缆接头发热点的温度，而无法对多个T型结构的电缆接头同时进行温度监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电缆接头的测温装置，该测温装置能够通过设置于线鼻子侧壁的RFID测温标签，方便快捷的对电缆接头内的节点进行温度监测，方便实用。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种用于电缆接头的测温装置，包括电缆接头、与所述电缆接头相连接的线鼻子、以及设置于所述线鼻子的RFID测温标签，所述RFID测温标签包括RFID标签天线和RFID标签芯片，所述RFID标签芯片内集成有用于监测电缆接头温度的温度传感器。
其中，所述线鼻子的一侧壁设置有收纳槽，所述RFID测温标签设置于所述收纳槽内。
其中，所述RFID标签天线包括基板，以及设置于所述基板表面的金属面；所述基板的侧壁设置有所述RFID标签芯片，所述RFID标签芯片与所述收纳槽的侧壁相配合。
其中，所述金属面包括分别设置于所述基板正反两面的第一金属反射面和第二金属反射面。
其中，所述第一金属反射面开设有长槽，所述长槽与所述第一金属反射面的长边垂直交汇设置。
其中，所述第二金属反射面与所述收纳槽的槽底相贴合。
其中，所述电缆接头的外围设置有阅读器天线。
其中，所述线鼻子插设于所述电缆接头并与所述电缆接头紧固。
其中，所述第二金属反射面的边缘外延有与所述基板侧壁相配合的金属延伸面，所述金属延伸面与设置于所述基板侧壁的所述RFID标签芯片电连接。
其中，所述基板的长度大于等于13mm、所述基板的宽度大于等于9mm、所述基板的高度大于等于5mm。
本发明的有益效果在于：本发明公开了一种用于电缆接头的测温装置，包括电缆接头、与电缆接头相连接的线鼻子、以及设置于线鼻子侧壁的RFID测温标签，RFID测温标签包括RFID标签天线和RFID标签芯片，RFID标签芯片内集成有用于监测电缆接头温度的温度传感器。以此结构设计的测温装置，能够通过设置于线鼻子侧壁的RFID测温标签，方便快捷的对电缆接头内的节点进行温度监测，且测温精准，方便实用。
附图说明
图1是本发明线鼻子与线缆接头装配后的主视图。
图2是图1中A-A截面的剖面图。
图3是图2中线鼻子正面设置收纳槽后的轴测图。
图4是图2中线鼻子侧面设置收纳槽后的轴测图。
图5是图2中RFID测温标签的轴测图。
图中：
1.电缆接头；
2.线鼻子；21.收纳槽；22.侧面收纳槽；
3.RFID测温标签；31.RFID标签芯片；32.第一金属反射面；321.长槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
结合图1至图5所示，本实施例提供了一种用于电缆接头的测温装置，包括电缆接头1、与电缆接头1相连接的线鼻子2、以及设置于线鼻子2侧壁的RFID测温标签3，RFID测温标签3包括RFID标签天线和RFID标签芯片31，RFID标签芯片31内集成有用于监测电缆接头1温度的温度传感器。
进一步具体的，线鼻子2的一侧壁设置有收纳槽21，RFID测温标签3设置于收纳槽21内。优选的，本实施例中的电缆接头1呈T型设置，多个电缆接头1可以串联到一起，以此方式串联后的多个电缆接头1，由于每个电缆接头1内都对应接入有线鼻子2，因此当多个电缆接头1串联后，就可以通过每个线鼻子2上的RFID测温标签3，对各自对应的电缆接头1内的节点进行温度监测，与相关技术中在堵头处设置RFID测温标签3相比，能够同时满足多个电缆接头1的温度监测，极大的提升了串联后的多个电缆接头1的测温效率。
此外，采用上述方式设置的测温装置，由于线鼻子2紧靠发热点，因此使得获取的温度参数更加精准。
进一步的，结合图3和图4所示，本实施例中的收纳槽21可以设置到线鼻子2的正面，也可以根据需要在线鼻子2的侧面设置侧面收纳槽22设置到，当然，也可以根据需要设置到其它面上，本实施例不局限于附图中的位置，可根据测温位置任意设置，本实施例中仅以收纳槽21设置在线鼻子2的正面做进一步说明，收纳槽21的大小可根据RFID测温标签3的大小确定，为了不严重影响线鼻子2的电载流量和机械性能，本实施例中的收纳槽21的空间需尽可能小。
进一步具体的，本实施例中的RFID标签天线包括基板，以及设置于基板表面的金属面，为了使得RFID测温标签3以较小的尺寸与收纳槽21适配，继而也使得收纳槽21设置为较小尺寸，作为优选，本实施例中，基板的长度设置为13mm、宽度设置为9mm、基板的高度设置为5mm。
更进一步的，由于上述基板的尺寸较小，留给RFID标签天线的空间很狭窄，因此RFID标签天线要进行小型化设计，为了实现RFID标签天线的小型化，基板优选为介电常数较大的陶瓷胚体。进一步的，本实施例中的金属面包括分别贴附于基板正反两面的第一金属反射面32和第二金属反射面。为了增加电流通过的路径长度，继而增加RFID标签天线的长度，以此缩小RFID标签天线的体积，作为优选，本实施例在第一金属反射面32开设有长槽321，长槽321与第一金属反射面32的长边垂直交汇设置。由于RFID标签天线特别容易受环境影响，频率容易发生偏移，本实施例中的长槽321数量和长槽321的长度可根据实际环境，进行灵活调整。
更进一步的，本实施例中，为了增加RFID测温标签3的通信距离，提高RFID标签天线的增益，作为优选，本实施例中的第二金属反射面与收纳槽21的槽底相贴合。以此利用基板底面的第二金属反射面进行反射，使得反射后的能量再正向进行叠加，从而提供了RFID测温标签3顶面RFID标签天线的增益，继而提升了RFID测温标签3顶面的通信距离。
此外，由于RFID测温标签3本身具有第一金属反射面32和第二金属反射面，因此将RFID测温标签3置于线鼻子的收纳槽21内，线鼻子2上的金属并不会大幅改变RFID标签天线的原有结构，由于RFID测温标签3具备了抗金属的性能，同时线鼻子2的收纳槽21四周的金属进一步汇聚能量，使得正向能量进一步加强，当阅读器天线部署在RFID测温标签3的顶面方向时，RFID测温标签3顶面方向的通信距离大幅提升。作为优选，本实施例中的阅读器天线架设于电缆接头1的外围且与设置于线鼻子2的收纳槽21内的RFID测温标签3对应设置，以此有效提升通信性能。
进一步优选的，将RFID测温标签3带有完整金属反射面的第二金属反射面与线鼻子2上的收纳槽21的槽底贴合，带有长槽321的第一金属反射面32朝上放置，RFID标签芯片31的位置优选设置在基板的侧面，以此使得设置在基板侧面的RFID标签芯片31更贴近收纳槽21侧壁的金属，继而使得热传导更迅速，且局部保温效果最好，测温精度更高，而且RFID标签芯片31也不会因外力作用而被损坏。作为优选，本实施例中的第二金属反射面的边缘外延有与基板侧壁相配合的金属延伸面，金属延伸面与设置于基板侧壁的RFID标签芯片31电连接。
采用上述结构设计，将RFID测温标签3放置于线鼻子2侧壁的收纳槽21内，通过集成于RFID标签芯片31内的温度传感器获取接入点附近的温度，继而方便高效的进行温度采集，由于每个T型的电缆接头1内都连接有线鼻子2，因此采用上述结构设计的测温装置，能够方便快捷的对串联后的多个电缆接头1同时进行温度采集，而且由于线鼻子2的安装位置较接近发热点，因此与传统堵头端面处测温的方式相比，也使得测温更加精准，测温效率更高。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，包括电缆接头、与所述电缆接头相连接的线鼻子、以及设置于所述线鼻子的RFID测温标签，所述RFID测温标签包括RFID标签天线和RFID标签芯片，所述RFID标签芯片内集成有用于监测电缆接头温度的温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述线鼻子的一侧壁设置有收纳槽，所述RFID测温标签设置于所述收纳槽内。
3.根据权利要求2所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述RFID标签天线包括基板，以及设置于所述基板表面的金属面；所述基板的侧壁设置有所述RFID标签芯片，所述RFID标签芯片与所述收纳槽的侧壁相配合。
4.根据权利要求3所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述金属面包括分别设置于所述基板正反两面的第一金属反射面和第二金属反射面。
5.根据权利要求4所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述第一金属反射面开设有长槽，所述长槽与所述第一金属反射面的长边垂直交汇设置。
6.根据权利要求4所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述第二金属反射面与所述收纳槽的槽底相贴合。
7.根据权利要求1所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述电缆接头的外围设置有阅读器天线。
8.根据权利要求1所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述线鼻子插设于所述电缆接头并与所述电缆接头紧固。
9.根据权利要求6所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述第二金属反射面的边缘外延有与所述基板侧壁相配合的金属延伸面，所述金属延伸面与设置于所述基板侧壁的所述RFID标签芯片电连接。
10.根据权利要求3所述的一种用于电缆接头的测温装置，其特征在于，所述基板的长度大于等于13mm、所述基板的宽度大于等于9mm、所述基板的高度大于等于5mm。
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