CN114114086B - 一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置及其方法，属于电力设备检测装置技术领域；它包括绝缘杆；在绝缘杆上设置有用于采集机盒；在采集机盒的上顶部安装有温度传感器、电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器，且在采集机盒中还设置有数据采集终端；温度传感器、电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器分别与数据采集终端信号连接；数据采集终端通过无线传输模块与手持主机相连接；本发明有效地解决了在使用常规红外热像仪进行现场判断无法做到准确可靠，使操作人员的工作效率降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备检测装置技术领域，具体涉及一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置及其方法。
背景技术
电力电缆作为电力系统的重要组成部分，它的安全运行具有重要意义。导致电缆故障的原因很多种，但分析总结已发生故障的原因，可以得出电缆故障多发生在电缆的接头和终端头及其附近，特别是终端接头，存在事故隐患的可能性更大。
而目前电阻温度检测的情况，如运行中的10kV线路电缆终端接头，它的接触电阻的主要是依靠红外热像仪初步判断，如果过热，则必须停电检测，但过热不一定是接触电阻过大造成，也可能是环境温度高或者峰值电流大引起的。现场情况紧急，不能判断的话就必须停电，而停电造成的经济损失又比较巨大，如果能在不停电的状态下，初步检测接头的接触电阻，通过接触电阻与温度的关联性检测技术，判断出究竟是因为接触电阻过大，还是因为环境温度和峰值电流造成的，这样会极大的提高现场的处理效率；这是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种电缆接头无线电阻温度关联测试方法，以解决在使用常规红外热像仪进行现场判断无法做到准确可靠，使操作人员的工作效率降低的问题。
为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：
一种电缆接头无线电阻温度关联测试方法；它包括绝缘杆；在绝缘杆上设置有用于采集机盒；在采集机盒的上顶部安装有温度传感器、电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器，且在采集机盒中还设置有数据采集终端；温度传感器、电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器分别与数据采集终端信号连接；数据采集终端通过无线传输模块与手持主机相连接。
优选的，数据采集终端包括用于获取温度传感器、电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器上数值的自动检测模块；自动检测模块通过导线依次与功率放大模块、电流电压转换模块、通道选择模块、带通滤波模块、交直流转换模块和MCU进行连接。
优选的，采集机盒为一个平台状结构，第一电流互感器和第二电流互感器均为开口式电流传感器；温度传感器为一个接触式传感器结构。
优选的，第一电流互感器的变比为5/1000A；第二电流互感器的变比为5/10000A；温度传感器的允差为0.1℃。
优选的，绝缘杆为一个可伸缩的绝缘杆结构，采集机盒使用绝缘材料制成。
本发明还公开了一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、操作人员确认采集机盒上各个部件功能正常，手持绝缘杆将采集机盒举至电缆接头或终端头位置处；
S2、将采集机盒上的第一电流互感器和第二电流互感器分别对准待测电缆，并通过开口侧让电缆穿过第一电流互感器和第二电流互感器进行设置，并保持温度传感器与电缆接头相贴合的状态；
S3、通过数据采集终端的自动检测模块获得与温度传感器、电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器相对应的温度值、电压值，宏观电流值及微观电流值的电信号；四个电信号分别依次通过功率放大模块、电流电压转换模块进行数据处理，再通过通道选择模块进行信息数据的传输，此后通过带通滤波模块、交直流转换模块处理后将获得的参数值传输到MCU；
S4、MCU通过无线传输模块将参数传输至手持主机，手持主机通过分析算法进行分析判断，并在手持主机的交互屏幕上给出判断结论。
进一步的，在步骤S4中所使用的分析算法的逻辑为：
当宏观电流值变大，微观电流值变大，温度值正常，判断为负载变大；
当宏观电流值变大，微观电流值变大，温度值增大，判断为接头普通发热；
当宏观电流值变大，微观电流值变小，温度值增大，判断为破坏性故障；
当宏观电流值正常，微观电流值变大，温度值增大，判断为电缆芯值发热；此时通过获得的电压值与宏观电流值计算出当前电缆实时电阻；
当宏观电流值正常，微观电流值变小，温度值增大，判断为电缆接头膜电阻异常；此时通过获得的电压值与宏观电流值计算出当前电缆实时电阻；
当宏观电流值正常，微观电流值正常，温度值增大，判断为背景温度过高。
进一步的，在使用通过电压互感器获得的电压值进行计算时，若该电压值不小于测量电缆的额定传输电压的50%，则使用额定传输电压进行计算；否则使用实际测得的电压值进行计算。
本发明有益效果：
本发明采用了微观的毫米级的电流互感器和宏观测量的电流互感器综合检测电缆接头的电流参数，同时设计了高精度的电压互感器和高精度的温度传感器，实现了对电缆接头带电情况下电阻温度的关联性数据采样，然后传输给主机，主机通过数据分析，分析该隐患是干扰数据，还是故障数据，需不需要停电，做出最后的数据诊断。该专利技术的设计，可以有效的解决带电情况下电缆接头的测试技术，避免很多不必要的停电，解决当前仅仅依靠红外热成像仪进行测量的窘况，该试验手段的提升可以有效的缩短停电时间，减少因停电带来的损失，是吻合电力发展趋势之一的带电作业方向的技术。
附图说明
图1是本实施例中发明装置操作时的结构示意图；
图2是本实施例中信号传输的电器元件连接示意图；
附图标记说明：1、绝缘杆，2、采集机盒，3、温度传感器，4、电压互感器，5、第一电流互感器，6、第二电流互感器，7、采集终端，7A、无线传输模块，7B、自动检测模块，7C、功率放大模块，7D、电流电压转换模块，7E、通道选择模块，7F、带通滤波模块，7G、交直流转换模块，7H、MCU，8、手持主机。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍：
实施例：
参照图1，本实施例提供一种电缆接头无线电阻温度关联测试方法；它包括绝缘杆1；在绝缘杆1上设置有用于采集机盒2；在采集机盒2的上顶部安装有温度传感器3、电压互感器4、第一电流互感器5和第二电流互感器6，且在采集机盒2中还设置有数据采集终端7；温度传感器3、电压互感器4、第一电流互感器5和第二电流互感器6分别与数据采集终端7信号连接；数据采集终端7通过无线传输模块7A与手持主机8相连接，手持主机8内置有软件及算法，通过软件算法计算将接触电阻阻值及温度关联量进行输出。
数据采集终端7包括用于获取温度传感器3、电压互感器4、第一电流互感器5和第二电流互感器6上数值的自动检测模块7B；自动检测模块7B通过导线依次与功率放大模块7C、电流电压转换模块7D、通道选择模块7E、带通滤波模块7F、交直流转换模块7G和MCU7H进行连接。
采集机盒2为一个平台状结构，第一电流互感器5和第二电流互感器6均为开口式电流传感器；温度传感器3为一个接触式传感器结构。
第一电流互感器5的变比为5/1000A；第二电流互感器6的变比为5/10000A；温度传感器的允差为0.1℃。
绝缘杆1为一个可伸缩的绝缘杆结构，采集机盒2使用绝缘材料制成。
在使用本实施例中发明装置是可采用以下步骤进行：
S1、操作人员确认采集机盒2上各个部件功能正常，手持绝缘杆将采集机盒2举至电缆接头或终端头位置处；
S2、将采集机盒2上的第一电流互感器5和第二电流互感器6分别对准待测电缆，并通过开口侧让电缆穿过第一电流互感器5和第二电流互感器6进行设置，并保持温度传感器3与电缆接头相贴合的状态；
S3、通过数据采集终端7的自动检测模块获得与温度传感器3、电压互感器4、第一电流互感器5和第二电流互感器6相对应的温度值、电压值，宏观电流值及微观电流值的电信号；四个电信号分别依次通过功率放大模块、电流电压转换模块进行数据处理，再通过通道选择模块进行信息数据的传输，此后通过带通滤波模块、交直流转换模块处理后将获得的参数值传输到MCU；
S4、MCU通过无线传输模块将参数传输至手持主机，手持主机通过分析算法进行分析判断，并在手持主机的交互屏幕上给出判断结论。
在步骤S4中所使用的分析算法的逻辑为：
当宏观电流值变大，微观电流值变大，温度值正常，判断为负载变大；
当宏观电流值变大，微观电流值变大，温度值增大，判断为接头普通发热；
当宏观电流值变大，微观电流值变小，温度值增大，判断为破坏性故障；
当宏观电流值正常，微观电流值变大，温度值增大，判断为电缆芯值发热；此时通过获得的电压值与宏观电流值计算出当前电缆实时电阻；
当宏观电流值正常，微观电流值变小，温度值增大，判断为电缆接头膜电阻异常；此时通过获得的电压值与宏观电流值计算出当前电缆实时电阻；
当宏观电流值正常，微观电流值正常，温度值增大，判断为背景温度过高。
在使用通过电压互感器4获得的电压值进行计算时，若该电压值不小于测量电缆的额定传输电压的50%，则使用额定传输电压进行计算；否则使用实际测得的电压值进行计算。
本发明的测试远离在于：对电缆接头接触电阻的微观划分，可以将整体的接触电阻，划分为收缩电阻和膜电阻，并与温度进行关联，从而实现故障的分析，具体的原理解释如下，电缆接头看似接触良好的的金属表面，实际上都是粗糙不平的，当两电缆接头金属表面互相接触时，只有少数凸出的点(小面)发生了真正的接触，其中仅仅一部分导电斑点才能导电，将导电斑点统称为导电斑点。当电流通过这些很小的导电斑点时，电流线必然发生收缩现象。由于电流的收缩，必然在连接处产生附加电阻，这个因电流收缩而形成的附加电阻称为收缩电阻。如果接触点上有导体表面氧化膜、硫化膜、油膜、水膜以及尘埃等的存在，改变了电流通路中的位势分布，影响自由电子的运动，也会引入另一个额外电阻增量，称为表面膜电阻。这两部分附加电阻在电路上是串联相加的，这个附加的总电阻称为触头的接触电阻。这里存在一个规律，当电缆接头连接件的接触处有足够压力和通过较大电流时，膜电阻将趋于0，这样导电连接件的接触电阻就由收缩电阻组成。电流密度在穿越接触斑点表面时发生改变，越靠近接触表面其值越大。当超过所需的电流荷载时，接触斑点由于变软而增大的可能性，会出现收缩电阻变小，温度迅速变大的情况。同时也可以推导出电缆接头电阻的实质是收缩电阻和膜电阻的变化情况，而电阻的变化与电流是紧密相连的。普通的电缆供电电压是不变的，可以通过电压互感器获取到电压数据，再通过微型的电流互感器与宏观的电流互感器检测到电流的变化值，就可以推测出收缩电阻和膜电阻的变化，再对比整个电缆接头的温度变化，就可以分析出电缆接头是否是真正发热，设置相应的推导算法进行分析，从而实现带电检测电缆接头，分析故障的目的。
Claims (4)
1.一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置，其特征在于：它包括绝缘杆（1）；在绝缘杆（1）上设置有用于采集机盒（2）；在采集机盒（2）的上顶部安装有温度传感器（3）、电压互感器（4）、第一电流互感器（5）和第二电流互感器（6），且在采集机盒（2）中还设置有数据采集终端（7）；温度传感器（3）、电压互感器（4）、第一电流互感器（5）和第二电流互感器（6）分别与数据采集终端（7）信号连接；数据采集终端（7）通过无线传输模块（7A）与手持主机（8）相连接；数据采集终端（7）包括用于获取温度传感器（3）、电压互感器（4）、第一电流互感器（5）和第二电流互感器（6）上数值的自动检测模块（7B）；自动检测模块（7B）通过导线依次与功率放大模块（7C）、电流电压转换模块（7D）、通道选择模块（7E）、带通滤波模块（7F）、交直流转换模块（7G）和MCU（7H）进行连接；第一电流互感器（5）的变比为5/1000A；第二电流互感器（6）的变比为5/10000A；温度传感器的允差为0.1℃；该装置的使用方法包括以下步骤：
S1、操作人员确认采集机盒（2）上各个部件功能正常，手持绝缘杆将采集机盒（2）举至电缆接头或终端头位置处；
S2、将采集机盒（2）上的第一电流互感器（5）和第二电流互感器（6）分别对准待测电缆，并通过开口侧让电缆穿过第一电流互感器（5）和第二电流互感器（6）进行设置，并保持温度传感器（3）与电缆接头相贴合的状态；
S3、通过数据采集终端（7）的自动检测模块获得与温度传感器（3）、电压互感器（4）、第一电流互感器（5）和第二电流互感器（6）相对应的温度值、电压值，宏观电流值及微观电流值的电信号；四个电信号分别依次通过功率放大模块、电流电压转换模块进行数据处理，再通过通道选择模块进行信息数据的传输，此后通过带通滤波模块、交直流转换模块处理后将获得的参数值传输到MCU；
S4、MCU通过无线传输模块将参数传输至手持主机，手持主机通过分析算法进行分析判断，并在手持主机的交互屏幕上给出判断结论；在步骤S4中所使用的分析算法的逻辑为：
当宏观电流值变大，微观电流值变大，温度值正常，判断为负载变大；
当宏观电流值变大，微观电流值变大，温度值增大，判断为接头普通发热；
当宏观电流值变大，微观电流值变小，温度值增大，判断为破坏性故障；
当宏观电流值正常，微观电流值变大，温度值增大，判断为电缆芯值发热；此时通过获得的电压值与宏观电流值计算出当前电缆实时电阻；
当宏观电流值正常，微观电流值变小，温度值增大，判断为电缆接头膜电阻异常；此时通过获得的电压值与宏观电流值计算出当前电缆实时电阻；
当宏观电流值正常，微观电流值正常，温度值增大，判断为背景温度过高。
2.根据权利要求1所述的一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置，其特征在于：采集机盒（2）为一个平台状结构，第一电流互感器（5）和第二电流互感器（6）均为开口式电流传感器；温度传感器（3）为一个接触式传感器结构。
3.根据权利要求1所述的一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置，其特征在于：绝缘杆（1）为一个可伸缩的绝缘杆结构，采集机盒（2）使用绝缘材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种电缆接头无线电阻温度关联测试装置的使用方法，其特征在于：在使用通过电压互感器（4）获得的电压值进行计算时，若该电压值不小于测量电缆的额定传输电压的50%，则使用额定传输电压进行计算；否则使用实际测得的电压值进行计算。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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