CN114323318A - 一种电缆测温系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆测温系统及方法，电缆测温系统用于检测电缆接头的温度，电缆接头外固定套设有铜壳，包括：测温环，套设于电缆上，用于检测电缆的温度；测温天线，设置于铜壳内，并与测温环无线连接；测温监测终端，位于铜壳外侧，包括隔离模块、绝缘阻隔块和测温模块，隔离模块内部中空，绝缘阻隔块固定设置于隔离模块内，并形成相互隔离的第一腔体和第二腔体，测温模块固定设置于第一腔体内，且与测温天线电连接。本发明的技术方案是将测温环检测电缆的温度无线传输给测温天线，绝缘阻隔块将隔离模块隔离成了第一腔体和第二腔体，测温模块接收测温天线的温度信息。隔离模块和绝缘阻隔块可有效将测温监测终端与电缆的高压隔离。

Description

一种电缆测温系统及方法

技术领域

本发明涉及电缆测温领域，特别是涉及一种电缆测温系统及方法。

背景技术

电缆在日常生产、生活中随处可见，随着人们对电的依赖的增长，电缆越来越多，其火灾事故的发生几率也相应增加。发生火灾的主要位置是在电缆连接处，电缆连接处由于接触不良等原因造成发热，温度过高会加剧绝缘老化或造成绝缘击穿，对电力系统的安全运行造成严重危害。因此，实时有效的测定电缆连接处温度，对于电力系统的安全运行具有重要作用。

由于电缆附近会产生高压，现有的电缆测温系统对于高压的隔绝处理效果较差，无法完全隔离高压，使得电缆测温系统的设备均处于高压内。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电缆测温系统，所述电缆测温系统具有较好的高压隔离作用等特点，具有较好的适用性。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电缆测温系统，用于检测电缆接头的温度，所述电缆接头外固定套设有铜壳，包括：测温环，套设于所述电缆上，用于检测所述电缆的温度；测温天线，设置于所述铜壳内，并与所述测温环无线连接；测温监测终端，位于所述铜壳外侧，包括隔离模块、绝缘阻隔块和测温模块，所述隔离模块内部中空，所述绝缘阻隔块固定设置于所述隔离模块内，并形成相互隔离的第一腔体和第二腔体，所述测温模块固定设置于所述第一腔体内，且与所述测温天线电连接。

优选地，所述测温监测终端还包括无线传输模块，所述无线传输模块包括第一传输模块和第二传输模块，所述第一传输模块固定设置于所述第二腔体内，所述第二传输模块固定设置于所述第一腔体内；所述第二传输模块与所述测温模块电连接，所述第二传输模块与所述第一传输模块无线连接。

优选地，所述测温监测终端还包括均固定设置于所述第二腔体内的数据处理模块和通信模块，所述数据处理模块与所述第一传输模块电连接，所述数据处理模块与所述通信模块电连接。

优选地，所述电缆测温系统还包括位于所述隔离模块外的供电管理模块，所述供电管理模块用于给所述测温监测终端、所述测温环和所述测温天线供电。

优选地，所述电缆测温系统还包括取电环，所述取电环套设于所述电缆上，所述取电环与所述供电管理模块电连接，用于给所述供电管理模块供电。

优选地，所述测温监测终端还包括无线供电模块，所述无线供电模块包括供电发射模块和供电接收模块，所述供电发射模块固定设置于所述第二腔体内，所述供电接收模块固定设置于所述第一腔体内；所述供电管理模块与所述供电发射模块电连接，所述供电发射模块用于给所述供电接收模块无线供电，所述供电接收模块与所述测温模块电连接，与所述测温天线和所述测温环无线连接。

优选地，所述测温天线和所述测温模块之间为电线连接或者无线连接。

优选地，所述测温天线和所述测温模块之间为电磁耦合连接。

优选地，所述测温环包括外壳支架、金属片和RFID测温标签，所述外壳支架套设于所述电缆上，且所述外壳支架内设有安装腔，所述金属片固定设置于所述安装腔靠近所述电缆的侧面上，所述RFID测温标签固定设置于所述安装腔内，所述RFID测温标签与所述金属片之间的距离为0-35mm。

本发明还提供了一种电缆测温方法，包括所述的电缆测温系统，所述电缆测温方法包括以下步骤：

第一步，测温环固定套设于电缆接头上，检测所述电缆的温度；

第二步，测温天线固定设置于铜壳内，无线接收所述测温环检测的温度信号；

第三步，所述测温天线将温度信号有线或无线传输给测温模块；

第四步，测温模块将温度信号通过第二传输模块无线传输给第一传输模块；

第五步，所述第一传输模块将温度信号有线传输给数据处理模块，所述数据处理模块将温度信号通过通信模块传输给数据管理中心。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种电缆测温系统，通过将测温环套设于所述电缆上，用于检测所述电缆的温度，将测温天线设置于所述铜壳内，用于无线接收所述测温环检测的温度信息，测温监测终端位于所述铜壳外侧，包括隔离模块、绝缘阻隔块和测温模块，所述隔离模块内部中空，并通过所述绝缘阻隔块形成了相互隔离的第一腔体和第二腔体，所述测温模块固定设置于所述第一腔体内，并接收所述测温天线传递的温度信息。所述隔离模块和所述绝缘阻隔块可有效将测温监测终端与电缆的高压隔离。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电缆测温系统的示意图。

图2为本发明实施例提供的测温天线和测温模块的电磁耦合连接示意图。

图3为本发明实施例提供的测温环的示意图。

1、电缆；2、铜壳；3、测温环；31、外壳支架；311、安装腔；32、金属片；33、RFID测温标签；4、测温天线；5、测温监测终端；51、隔离模块；511、第一腔体；512、第二腔体；52、绝缘阻隔块；53、测温模块；54、无线传输模块；541、第一传输模块；542、第二传输模块；55、数据处理模块；56、通信模块；57、无线供电模块；571、供电发射模块；572、供电接收模块；6、供电管理模块；7、取电环；8、数据管理中心。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。

请参阅图1，本发明实施例中提供了一种电缆测温系统，用于检测电缆1接头的温度，所述电缆1接头外固定套设有铜壳2，包括：测温环3、测温天线4、测温监测终端5、供电管理模块6、取电环7。所述测温监测终端5包括隔离模块51、绝缘阻隔块52、测温模块53、无线传输模块54、数据处理模块55、通信模块56、无线供电模块57。

其中，测温环3套设于所述电缆1上，用于检测所述电缆1的温度；测温天线4设置于所述铜壳2内，并与所述测温环3无线连接；测温监测终端5位于所述铜壳2外侧，包括隔离模块51、绝缘阻隔块52和测温模块53，所述隔离模块51内部中空，所述绝缘阻隔块52固定设置于所述隔离模块51内，并形成相互隔离的第一腔体511和第二腔体512，所述测温模块53固定设置于所述第一腔体511内，且与所述测温天线4电连接。

在优选的实施例中，所述电缆1接头外包裹有半导电层，所述半导电层可均匀电场。所述测温天线4固定安装于所述半导电层上。接着，在所述半导电层外覆盖包裹有铜网，所述铜网外安装所述铜壳2。所述铜网和所述铜壳2均与大地相连，可将高压引入大地。并且为了增强所述铜壳2的防水性，在所述铜壳2安装后，进行灌胶密封处理。

在优选的实施例中，所述隔离模块51内部中空，所述绝缘阻隔块52固定设置于所述隔离模块51的内部，将所述隔离模块51的内部空间隔离成了第一腔体511和第二腔体512。所述绝缘阻隔块52可与所述隔离模块51一体成型，有利于所述隔离模块51整体的防水作用。由于所述绝缘阻隔块52的存在，所述第二腔体512完全密封，且与外界的高压实现隔离，即所述第二腔体512内的各模块均实现了高压隔离，此为第一重高压隔离。

具体的，所述隔离模块51和所述绝缘阻隔块52均由耐高压绝缘材料材料制成，且所述绝缘阻隔块52的厚度满足爬电距离就可。耐高压绝缘材料有利于设置于所述隔离模块51内的模块和高压隔离，即隔离了所述第一腔体511的电气连接。

在优选的实施例中，所述电缆测温系统公开了电缆温度信号的传输线路，具体为：测温环3-测温天线4-测温模块53-第二传输模块542-第一传输模块541-数据处理模块55-通信模块56-数据管理中心8。

请参阅图3，所述测温环3包括外壳支架31、金属片32和RFID测温标签33。

更为优选地，所述外壳支架31呈圆柱状，且所述外壳支架31的中间部位贯穿设有通孔，所述通孔的直径与所述电缆1的直径相适配，所述电缆1一端穿过所述通孔，使得所述外壳支架31套设于所述电缆1上。所述外壳支架31可采用PPS塑料制成，PPS塑料具有优越的耐高温、耐腐蚀性，可以在较短时间内承受较大的温度差，防止炸裂，且PPS塑料稳定性和电绝缘性较好，适合长期使用。当然，在别的实施例中，所述外壳支架31的材质并不做限定，也可以采用别的性能与PPS塑料性能类似的材料，例如玻璃钢等。

所述外壳支架31与所述电缆1固定的方式不做限定，例如可以采用粘接、卡接、紧固件连接等连接方式。

更为优选地，所述外壳支架31上还设有安装腔311，所述安装腔311呈长方体状，且所述安装腔311的长度方向与所述外壳支架31的切线方向相同。当然，在其他实施例中，所述安装腔311的形状与设置位置并不局限于上述情况。

在优选的实施例中，所述金属片32固定设置于所述安装腔311靠近所述电缆1的侧面上，所述RFID测温标签33固定设置于所述安装腔311内或设置于所述安装腔311远离所述电缆1的侧面上。值得注意的是，所述RFID测温标签33与所述金属片32之间的距离为0-35mm，优选为2-3mm。所述RFID测温标签33与所述金属片32之间的距离具体可以为0.1mm、5mm、8mm等。

更为优选地，所述金属片32的材质为金属，优选为钢，钢片具有良好的射频信号反射效果，利于RFID读取器对RFID测温标签33的读取率。

其中，射频识别(Radio Frequency Identification；RFID)技术，通常又称为电子标签、无线射频识别，是一种通过无线电信号来识别特定目标并读写相关数据的通讯技术，RFID技术的优点是不需要使用到机械或光学的接触就能够识别特定目标。

RFID的架构可以分为两个部分，其一为RFID读取器，所述测温天线4为所述RFID读取器的一部分，所述测温天线4用于接收和发送信号，另一个则为RFID测温标签33。RFID的工作原理为：RFID测温标签33进入磁场后，如果接收到测温天线4发出的特殊电磁信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号至测温天线4，测温天线4读取信息并解码后，可以将信息送至测温模块53。

当RFID系统附近有金属时，金属的影响主要体现在两个方面：反射性和屏蔽性。

测温天线4可发射电磁信号，当电磁信号入射到金属上时，会有部分电磁信号被反射，反射的电磁信号和入射的电磁信号的相位相反或相同。在本实施例中，当所述金属片32和所述RFID测温标签33间隔设置，且距离在0-35mm之间时，所述金属片32对电磁信号的反射所产生的电场和入射的电磁信号产生的电场的相位相同或接近相同，该电场对RFID测温标签33的感应强度会增强，即可以提高RFID测温标签33的读取率。且当所述金属片32和所述RFID测温标签33之间的距离为2-3mm时，所述金属片32对电磁信号的发射所产生的电场和入射的电磁信号产生的电场的相位基本相同，此时该电场对RFID测温标签33的感应强度最强，即RFID测温标签33的读取率最高。

同理，当所述金属片32与所述RFID测温标签33之间的距离大于35mm时，所述金属片32对电磁信号的发射所产生的电场和入射的电磁信号产生的电场的相位相反或接近相反，且所述金属片32会吸收电磁信号，导致电磁信号降低，起到屏蔽作用，该电场对RFID测温标签33的感应强度会减弱，即所述RFID测温标签33的读取率会降低甚至无法读取。

请参阅图2，所述测温天线4和所述测温模块53之间的连接方式有两种，其一为线连接，即所述测温天线4和所述测温模块53直接通过电线连接，实现传输温度信号的作用。其二为无线连接，具体为电磁耦合连接。具体在所述测温天线4和所述测温模块53之间设有磁环和带有磁芯的线圈，其中，磁环和所述测温模块53连接，带磁芯的线圈和所述测温天线4连接。在无线连接时，可以隔绝所述测温模块53和所述测温天线4之间的电气连接，即实现了所述第一腔体511与高压之间的隔离，位于所述第一腔体511内的模块均与高压隔绝，此为第二重高压隔离。

在优选地实施例中，所述测温模块53可以为一个处理器，其作用为接收来自所述测温天线4的温度信号，并将温度信号通过所述第二传输模块542传递至所述第一传输模块541。

在优选地实施例中，所述无线传输模块54包括第一传输模块541和第二传输模块542，所述第一传输模块541固定设置于所述第二腔体512内，所述第二传输模块542固定设置于所述第一腔体511内。所述第一传输模块541与所述第二传输模块542通过无线连接，可以无线传输所述电缆1的温度信号。

在优选的实施例中，所述数据处理模块55和所述通信模块56均固定设置于所述第二腔体512内，所述数据处理模块55与所述第一传输模块541电连接，优选为线连接。所述第一传输模块541可所述电缆1的温度信号传输给所述数据处理模块55，所述数据处理模块55对温度信号进行处理，并通过所述通信模块56将处理后的温度信号上传至数据管理中心8。

更为优选地，所述通信模块56可与所述数据管理中心8线连接，因此，所述通信模块56可为TCP/IP、RS485、光纤等。当然，所述通信模块56可与所述数据管理中心8线连接也可以为无线连接，因此所述通信模块56可为GPRS。

在优选的实施例中，所述电缆测温系统还公开了各模块之间的供电线路，具体为：取电环7-供电管理模块6-数据处理模块55、第一传输模块541和通信模块56；取电环7-供电管理模块6-供电发射模块571-供电接收模块572-第二传输模块542、测温模块53、测温天线4和测温环3。

在优选的实施例中，所述取电环7套设于所述电缆1上，且位于所述铜壳2的外侧。所述取电环7采用开环耦合取电，其工作原理为电磁感应原理，利于所述电缆1即可产生电源。因此所述电缆测温系统不需要外接电源，凭借所述取电环7即可实现电源的自给自足，使用方便简单。

在优选的实施例中，所述供电管理模块6位于所述铜壳2和所述隔离模块51之外，所述供电管理模块6负责供电管理，并与所述取电环7线连接，所述取电环7直接给所述供电管理模块6供电。

在优选的实施例中，所述供电管理模块6可与所述数据处理模块55、所述第一传输模块541和所述通信模块56线连接，即所述供电管理模块6直接对所述数据处理模块55、所述第一传输模块541和所述通信模块56进行供电。

在优选的实施例中，所述无线供电模块57包括供电发射模块571和供电接收模块572，所述供电发射模块571固定设置于所述第二腔体512内，且所述供电发射模块571可直接与所述供电管理模块6线连接，即所述供电管理模块6对所述供电发射模块571供电。

更为优选地，所述供电接收模块572固定设置于所述第一腔体511内。所述供电接收模块572与所述供电发射模块571之间为无线连接，即所述供电发射模块571对所述供电接收模块572无线供电。无线供电的工作原理为电磁耦合原理，具体为两个电路之间存在互感，使一个电路的电流变化通过互感影响到另一个电路，两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量。

更为优选地，由于所述供电接收模块572、所述第二传输模块542和所述测温模块53均位于所述第一腔体511内，因此这三个模块之间均可以通过电线实现线连接。即所述供电接收模块572通过电线直接对所述第二传输模块542和所述测温模块53供电。

更为优选地，由于所述供电接收模块572位于所述第一腔体511内，所述测温天线4和所述测温环3均位于铜壳2内，因此所述供电接收模块572可对所述测温天线4和所述测温环3进行无线供电，其工作原理与所述供电接收模块572和所述供电发射模块571之间的供电原理相同。

综上所述，采用所述隔离模块51和所述绝缘阻隔块52可将位于所述隔离模块51内的各模块与所述电缆1的高压隔离，此为第一重高压隔离。其次，当所述测温天线4和所述测温模块53之间采用无线连接时，所述第二腔体512与高压实现了隔离，即位于所述第一腔体511内的各模块与高压也实现了隔绝，此为第二重高压隔离。在双重隔离下，所述测温监测终端5中的各模块均可以与高压隔离，高压隔离效果较好。

本发明还提供了一种电缆测温方法，包括以下步骤：

第一步，测温环3固定套设于电缆1接头上，检测所述电缆1的温度；

第二步，测温天线4固定设置于铜壳2内，无线接收所述测温环3检测的温度信号；

第三步，所述测温天线4将温度信号有线或无线传输给测温模块53；

第四步，测温模块53将温度信号通过第二传输模块542无线传输给第一传输模块541；

第五步，所述第一传输模块541将温度信号有线传输给数据处理模块55，所述数据处理模块55将温度信号通过通信模块56传输给数据管理中心8。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种电缆测温系统，用于检测电缆(1)接头的温度，所述电缆(1)接头外固定套设有铜壳(2)，其特征在于，包括：

测温环(3)，套设于所述电缆(1)上，用于检测所述电缆(1)的温度；

测温天线(4)，设置于所述铜壳(2)内，并与所述测温环(3)无线连接；

测温监测终端(5)，位于所述铜壳(2)外侧，包括隔离模块(51)、绝缘阻隔块(52)和测温模块(53)，所述隔离模块(51)内部中空，所述绝缘阻隔块(52)固定设置于所述隔离模块(51)内，并形成相互隔离的第一腔体(511)和第二腔体(512)，所述测温模块(53)固定设置于所述第一腔体(511)内，且与所述测温天线(4)电连接。

2.如权利要求1所述的电缆测温系统，其特征在于，所述测温监测终端(5)还包括无线传输模块(54)，所述无线传输模块(54)包括第一传输模块(541)和第二传输模块(542)，所述第一传输模块(541)固定设置于所述第二腔体(512)内，所述第二传输模块(542)固定设置于所述第一腔体(511)内；所述第二传输模块(542)与所述测温模块(53)电连接，所述第二传输模块(542)与所述第一传输模块(541)无线连接。

3.如权利要求2所述的电缆测温系统，其特征在于，所述测温监测终端(5)还包括均固定设置于所述第二腔体(512)内的数据处理模块(55)和通信模块(56)，所述数据处理模块(55)与所述第一传输模块(541)电连接，所述数据处理模块(55)与所述通信模块(56)电连接。

4.如权利要求1所述的电缆测温系统，其特征在于，所述电缆测温系统还包括位于所述隔离模块(51)外的供电管理模块(6)，所述供电管理模块(6)用于给所述测温监测终端(5)、所述测温环(3)和所述测温天线(4)供电。

5.如权利要求4所述的电缆测温系统，其特征在于，所述电缆测温系统还包括取电环(7)，所述取电环(7)套设于所述电缆(1)上，所述取电环(7)与所述供电管理模块(6)电连接，用于给所述供电管理模块(6)供电。

6.如权利要求4所述的电缆测温系统，其特征在于，所述测温监测终端(5)还包括无线供电模块(57)，所述无线供电模块(57)包括供电发射模块(571)和供电接收模块(572)，所述供电发射模块(571)固定设置于所述第二腔体(512)内，所述供电接收模块(572)固定设置于所述第一腔体(511)内；所述供电管理模块(6)与所述供电发射模块(571)电连接，所述供电发射模块(571)用于给所述供电接收模块(572)无线供电；所述供电接收模块(572)与所述测温模块(53)电连接，与所述测温天线(4)和所述测温环(3)无线连接。

7.如权利要求1所述的电缆测温系统，其特征在于，所述测温天线(4)和所述测温模块(53)之间为电线连接或者无线连接。

8.如权利要求1所述的电缆测温系统，其特征在于，所述测温天线(4)和所述测温模块(53)之间为电磁耦合连接。

9.如权利要求1所述的电缆测温系统，其特征在于，所述测温环(3)包括外壳支架(31)、金属片(32)和RFID测温标签(33)，所述外壳支架(31)套设于所述电缆(1)上，且所述外壳支架(31)内设有安装腔(311)，所述金属片(32)固定设置于所述安装腔(311)靠近所述电缆(1)的侧面上，所述RFID测温标签(33)固定设置于所述安装腔(311)内，所述RFID测温标签(33)与所述金属片(32)之间的距离为0-35mm。

10.一种电缆测温方法，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电缆测温系统，所述电缆测温方法包括以下步骤：

第一步，测温环(3)固定套设于电缆(1)接头上，检测所述电缆(1)的温度；

第二步，测温天线(4)固定设置于铜壳(2)内，无线接收所述测温环(3)检测的温度信号；

第三步，所述测温天线(4)将温度信号有线或无线传输给测温模块(53)；

第四步，测温模块(53)将温度信号通过第二传输模块(542)无线传输给第一传输模块(541)；

第五步，所述第一传输模块(541)将温度信号有线传输给数据处理模块(55)，所述数据处理模块(55)将温度信号通过通信模块(56)传输给数据管理中心(8)。

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