CN114441062A - 一种电缆接头及电缆接头监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆接头及电缆接头监测系统，在接头本体内部设置薄膜温度传感器和传感光纤，薄膜温度传感器测量电缆接头的温度，通过zigbee无线通信模块将温度传输至监控系统，传感光纤测量两段电缆的连接处的电流，并将连接处的电流传输至监控系统，监控系统将电缆接头的实时温度与电缆连接处的正常温度进行比较，从而确定两段电缆的连接处是否发生了接触不良的故障，实现了快速、准确地监测电缆接头是否发生了接触不良的故障。

Description

一种电缆接头及电缆接头监测系统

技术领域

本发明涉及电缆接头技术领域，特别是涉及一种电缆接头及电缆接头监测系统。

背景技术

电缆接头用于电缆之间的连接，电缆连接处一直是电缆系统运行中的薄弱环节，常常因为各种各样的原因导致电缆发生故障。电缆接头接触不良导致电缆接头处温度升高，电缆接头温度的升高使接头处的接触电阻增大，进而导致电缆接头过热，加剧电缆的绝缘老化甚至造成绝缘击穿，对电力系统的安全运行造成严重威胁。

现有技术中通过测量电缆接头的温度去判断电缆连接处是否发生了接触不良，但是外部环境的温度升高也会导致电缆接头温度升高，因而这种判断方法不够准确。

因此，如何快速、准确地监测电缆接头是否发生了接触不良故障是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆接头及电缆接头监测系统，以快速、准确地监测电缆接头是否发生了接触不良的故障。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电缆接头，所述电缆接头包括：接头本体、薄膜温度传感器和传感光纤；

所述接头本体用于在两段电缆进行连接时，套设在两段电缆的连接处；

所述薄膜温度传感器设置在所述接头本体的内壁上；所述传感光纤设置在所述接头本体的内部，并环绕两段电缆的连接处；

所述薄膜温度传感器用于测量所述电缆接头的温度；

所述传感光纤用于在两段电缆的连接处的电流产生的外磁场作用下，使所述传感光纤中偏振光的偏振面发生旋转，获得偏振面发生旋转的偏转光。

可选的，所述接头本体上开设一通孔，所述通孔用于将连接薄膜温度传感器的连接线从外部引入接头本体内部，还用于将连接传感光纤的光纤从外部引入接头本体内部。

可选的，所述电缆接头还包括：两个防水装置；

两个防水装置分别安装在所述接头本体的外部的两端。

可选的，所述防水装置包括：第一空心圆柱体和第二空心圆柱体；

所述第一空心圆柱体的外半径大于所述第二空心圆柱体的外半径，所述第一空心圆柱体的内半径与所述第二空心圆柱体的内半径相同；

所述第一空心圆柱体的一底面与所述第二空心圆柱体的一底面连接，所述第一空心圆柱体的中心轴与所述第二空心圆柱体的中心轴重合；

所述第一空心圆柱体用于套设在所述接头本体的外部的一端上，所述第二空心圆柱体用于套设在所述接头本体外部的电缆上。

一种电缆接头监测系统，所述监测系统包括：前述的电缆接头、zigbee无线通信模块、偏振光输送装置、偏振光解析装置和监控系统；

所述电缆接头的薄膜温度传感器用于通过所述zigbee无线通信模块将测量的所述电缆接头的温度传输至所述监控系统；

所述电缆接头的传感光纤的输入端与偏振光输送装置连接，所述偏振光输送装置用于向所述传感光纤输送偏振光；

所述电缆接头的传感光纤的输出端与偏振光解析装置连接，所述偏振光解析装置用于接收所述电缆接头的传感光纤的偏转光，根据所述偏转光解析出所述电缆接头中两段电缆的连接处的电流；

所述偏振光解析装置与所述监控系统连接，所述监控系统用于接收所述偏振光解析装置解析的所述电缆接头中两段电缆的连接处的电流，并根据所述电缆接头中两段电缆的连接处的电流计算电缆连接处的正常温度，当多个连续时刻的所述电缆接头的温度与电缆连接处的正常温度的差值均大于温度差阈值，且多个连续时刻的数值大于时间阈值时，确定两段电缆的连接处发生了故障。

可选的，所述zigbee无线通信模块包括：zigbee节点、路由节点和zigbee协调器；

所有电缆接头的薄膜温度传感器均与所述zigbee节点连接，所述zigbee节点、所述路由节点和所述zigbee协调器依次连接，所述zigbee协调器与所述监控系统连接。

可选的，所述偏振光输送装置包括：光源、送光光纤和偏振器；

所述送光光纤的一端与所述光源连接，所述送光光纤的另一端与所述偏振器连接；所述光源用于产生激光束，并通过所述送光光纤将所述激光束传输至所述偏振器；

所述偏振器与所述传感光纤连接，所述偏振器用于将所述激光束转换成偏振光，并将所述偏振光传输至所述传感光纤。

可选的，所述偏振光解析装置包括：受光光纤、受光元件和信号处理电路；

所述受光光纤分别与所述偏振器和所述受光元件连接，所述偏振器用于将传感光纤的偏转光转换成偏振光束，并将所述偏振光束通过所述受光光纤传输至所述受光元件；

所述信号处理电路分别与所述受光元件和所述监控系统连接，所述受光元件用于将所述偏振光束转换为光信号，并将所述光信号传输至所述信号处理电路；所述信号处理电路用于根据所述光信号获得两段电缆的连接处的电流，并将所述两段电缆的连接处的电流传输至所述监控系统。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开了一种电缆接头及电缆接头监测系统，在接头本体内部设置薄膜温度传感器和传感光纤，薄膜温度传感器测量电缆接头的温度，通过zigbee无线通信模块将温度传输至监控系统，传感光纤测量两段电缆的连接处的电流，并将连接处的电流传输至监控系统，监控系统将电缆接头的实时温度与电缆连接处的正常温度进行比较，从而确定两段电缆的连接处是否发生了接触不良的故障，实现了快速、准确地监测电缆接头是否发生了接触不良的故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明提供的一种电缆接头监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电缆接头及电缆接头监测系统，以快速、准确地监测电缆接头是否发生了接触不良的故障。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种电缆接头，电缆接头包括：接头本体、薄膜温度传感器和传感光纤；

接头本体用于在两段电缆进行连接时，套设在两段电缆的连接处；

薄膜温度传感器设置在接头本体的内壁上；传感光纤设置在接头本体的内部，并环绕两段电缆的连接处；

薄膜温度传感器用于测量电缆接头1的温度；

传感光纤用于在两段电缆的连接处的电流产生的外磁场作用下，使传感光纤中偏振光的偏振面发生旋转，获得偏振面发生旋转的偏转光。

接头本体上开设一通孔，通孔用于将连接薄膜温度传感器的连接线从外部引入接头本体内部，还用于将连接传感光纤的光纤从外部引入接头本体内部。

在使用电缆接头时，需要利用密封胶将通孔处密封，防止漏水等。

电缆接头还包括：两个防水装置；两个防水装置分别安装在接头本体的外部的两端。

防水装置包括：第一空心圆柱体和第二空心圆柱体；

第一空心圆柱体的外半径大于第二空心圆柱体的外半径，第一空心圆柱体的内半径与第二空心圆柱体的内半径相同；

第一空心圆柱体的一底面与第二空心圆柱体的一底面连接，第一空心圆柱体的中心轴与第二空心圆柱体的中心轴重合；

第一空心圆柱体用于套设在接头本体的外部的一端上，第二空心圆柱体用于套设在接头本体外部的电缆上。

本发明在现有结构的电缆接头的基础上进行改进，适用于防水电缆接头、防爆电缆接头等。

本发明还提供了一种电缆接头监测系统，如图1所示，监测系统包括：前述的电缆接头1、zigbee无线通信模块4、偏振光输送装置2、偏振光解析装置3和监控系统5；

电缆接头1的薄膜温度传感器用于通过zigbee无线通信模块4将测量的电缆接头1的温度传输至监控系统5；

电缆接头1的传感光纤的输入端与偏振光输送装置2连接，偏振光输送装置2用于向传感光纤输送偏振光；

电缆接头1的传感光纤的输出端与偏振光解析装置3连接，偏振光解析装置3用于接收电缆接头1的传感光纤的偏转光，根据偏转光解析出电缆接头1中两段电缆的连接处的电流；

偏振光解析装置3与监控系统5连接，监控系统5用于接收偏振光解析装置3解析的电缆接头1中两段电缆的连接处的电流，并根据电缆接头1中两段电缆的连接处的电流计算电缆连接处的正常温度，当多个连续时刻的电缆接头1的温度与电缆连接处的正常温度的差值均大于温度差阈值，且多个连续时刻的数值大于时间阈值时，确定两段电缆的连接处发生了故障。

当两段电缆的连接处接触不良时，电缆中的运行电流基本不变，因此，根据电缆中的运行电流计算电缆连接处的正常温度。监控系统实时获取电缆接头的温度，将电缆接头的实时温度与电缆连接处的正常温度进行比较，从而确定两段电缆的连接处是否发生了接触不良的故障。

其中，zigbee无线通信模块4包括：zigbee节点、路由节点和zigbee协调器；

所有电缆接头1的薄膜温度传感器均与zigbee节点连接，zigbee节点、路由节点和zigbee协调器依次连接，zigbee协调器与监控系统5连接。

偏振光输送装置2包括：光源、送光光纤和偏振器；

送光光纤的一端与光源连接，送光光纤的另一端与偏振器连接；光源用于产生激光束，并通过送光光纤将激光束传输至偏振器；

偏振器与传感光纤连接，偏振器用于将激光束转换成偏振光，并将偏振光传输至传感光纤。

偏振光解析装置3包括：受光光纤、受光元件和信号处理电路；

受光光纤分别与偏振器和受光元件连接，偏振器用于将传感光纤的偏转光转换成偏振光束，并将偏振光束通过受光光纤传输至受光元件；

信号处理电路分别与受光元件和监控系统5连接，受光元件用于将偏振光束转换为光信号，并将光信号传输至信号处理电路；信号处理电路用于根据光信号获得两段电缆的连接处的电流，并将两段电缆的连接处的电流传输至监控系统5。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种电缆接头，其特征在于，所述电缆接头包括：接头本体、薄膜温度传感器和传感光纤；

所述接头本体用于在两段电缆进行连接时，套设在两段电缆的连接处；

所述薄膜温度传感器设置在所述接头本体的内壁上；所述传感光纤设置在所述接头本体的内部，并环绕两段电缆的连接处；

所述薄膜温度传感器用于测量所述电缆接头的温度；

所述传感光纤用于在两段电缆的连接处的电流产生的外磁场作用下，使所述传感光纤中偏振光的偏振面发生旋转，获得偏振面发生旋转的偏转光。

2.根据权利要求1所述的电缆接头，其特征在于，所述接头本体上开设一通孔，所述通孔用于将连接薄膜温度传感器的连接线从外部引入接头本体内部，还用于将连接传感光纤的光纤从外部引入接头本体内部。

3.根据权利要求1所述的电缆接头，其特征在于，所述电缆接头还包括：两个防水装置；

两个防水装置分别安装在所述接头本体的外部的两端。

4.根据权利要求3所述的电缆接头，其特征在于，所述防水装置包括：第一空心圆柱体和第二空心圆柱体；

所述第一空心圆柱体的外半径大于所述第二空心圆柱体的外半径，所述第一空心圆柱体的内半径与所述第二空心圆柱体的内半径相同；

所述第一空心圆柱体的一底面与所述第二空心圆柱体的一底面连接，所述第一空心圆柱体的中心轴与所述第二空心圆柱体的中心轴重合；

所述第一空心圆柱体用于套设在所述接头本体的外部的一端上，所述第二空心圆柱体用于套设在所述接头本体外部的电缆上。

5.一种电缆接头监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：权利要求1-4任一项所述的电缆接头、zigbee无线通信模块、偏振光输送装置、偏振光解析装置和监控系统；

所述电缆接头的薄膜温度传感器用于通过所述zigbee无线通信模块将测量的所述电缆接头的温度传输至所述监控系统；

所述电缆接头的传感光纤的输入端与偏振光输送装置连接，所述偏振光输送装置用于向所述传感光纤输送偏振光；

所述电缆接头的传感光纤的输出端与偏振光解析装置连接，所述偏振光解析装置用于接收所述电缆接头的传感光纤的偏转光，根据所述偏转光解析出所述电缆接头中两段电缆的连接处的电流；

所述偏振光解析装置与所述监控系统连接，所述监控系统用于接收所述偏振光解析装置解析的所述电缆接头中两段电缆的连接处的电流，并根据所述电缆接头中两段电缆的连接处的电流计算电缆连接处的正常温度，当多个连续时刻的所述电缆接头的温度与电缆连接处的正常温度的差值均大于温度差阈值，且多个连续时刻的数值大于时间阈值时，确定两段电缆的连接处发生了故障。

6.根据权利要求5所述的电缆接头监测系统，其特征在于，所述zigbee无线通信模块包括：zigbee节点、路由节点和zigbee协调器；

所有电缆接头的薄膜温度传感器均与所述zigbee节点连接，所述zigbee节点、所述路由节点和所述zigbee协调器依次连接，所述zigbee协调器与所述监控系统连接。

7.根据权利要求5所述的电缆接头监测系统，其特征在于，所述偏振光输送装置包括：光源、送光光纤和偏振器；

所述送光光纤的一端与所述光源连接，所述送光光纤的另一端与所述偏振器连接；所述光源用于产生激光束，并通过所述送光光纤将所述激光束传输至所述偏振器；

所述偏振器与所述传感光纤连接，所述偏振器用于将所述激光束转换成偏振光，并将所述偏振光传输至所述传感光纤。

8.根据权利要求7所述的电缆接头监测系统，其特征在于，所述偏振光解析装置包括：受光光纤、受光元件和信号处理电路；

所述受光光纤分别与所述偏振器和所述受光元件连接，所述偏振器用于将传感光纤的偏转光转换成偏振光束，并将所述偏振光束通过所述受光光纤传输至所述受光元件；

所述信号处理电路分别与所述受光元件和所述监控系统连接，所述受光元件用于将所述偏振光束转换为光信号，并将所述光信号传输至所述信号处理电路；所述信号处理电路用于根据所述光信号获得两段电缆的连接处的电流，并将所述两段电缆的连接处的电流传输至所述监控系统。

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