CN205593671U - 电缆接头故障监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆接头故障监测装置，属于电缆监测技术领域，涉及故障检测方向，具体涉及一种自动监测电缆故障并发出警报信号的。故障监测装置包括温度感应端子、处理器、信号调制单元、信号感应线、电源转换单元和信号终端，温度感应端子安装在电缆接头内连接处理器用来监测电路接头的临界温度值并控制处理器的开启，处理器连接信号调制单元用来对温度信号进行数模转换，信号感应线绑定在电缆线的外侧，处理器通过信号感应将温度信号感应到电缆线中，信号终端连接在电缆线上接收处理器的信号。本实用新型解决了现有技术中接头温度监控成本高，信号传输距离近的问题，具有传输距离更远、监测范围广、成本低的优点。

Description

电缆接头故障监测装置

技术领域

本实用新型属于电缆监测技术领域，涉及故障检测方向，具体涉及一种自动监测电缆故障并发出警报信号的电缆接头故障监测装置。

背景技术

为确保电缆系统最佳的和最安全的载流能力，须对所安装电缆及其环境进行实时的温度监测。防止电缆火灾是保证电力系统安全运行的重要方面。如能在事故发生早期通过温度测量进行预警并迅速采取措施，就能有效避免此类事故。电缆由于温度过高引起的故障中大部分是由电缆接头引起，电缆接头由两根电缆拼接而成，容易发热乃至爆炸，电缆发热是电力生产运行中的一种常见故障，不但会造成大量的电能损失，而且会严重影响电气设备的正常工作，轻则线路中工作电流增大，电气设备寿命缩短，重则会使绝缘击穿，形成短路，产生爆炸，会引起火灾，导致设备损坏，中断正在进行中的生产、科研、医疗手术和其它活动，造成难以估量的损失。

电力电缆中间接头的运行温度，是反映其运行状态的重要参数。在供电线路中，电缆中间接头是电力系统安全运行中的最薄弱环节。为防止电缆中间接头温度异常，目前通常采用的集散式温度监测系统存在着测量数据传输距离受限制、检测装置供电困难、需进行大量现场施工，仅适宜企业内部一个相对小的范围内应用的缺陷。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种电缆接头故障监测装置，通过采用温度感应端子，在电缆接头的温度达到临界的时候才开启处理器，使用电缆线远程传递信息，解决了现有技术中接头温度监控成本高，信号传输距离近的问题，具有传输距离更远、监测范围广、成本低的优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种电缆接头故障监测装置，所述电缆接头故障监测装置包括温度感应端子、处理器、信号调制单元、信号感应线、电源转换单元和信号终端，温度感应端子安装在电缆接头内连接处理器用来监测电缆接头的临界温度值并控制处理器的开启，处理器连接信号调制单元用来对温度信号进行数模转换，信号感应线绑定在电缆线的外侧，处理器通过信号感应将温度信号感应到电缆线中，信号终端连接在电缆线上接收处理 器的信号。

上述装置中，所述温度感应端子包括自动弹开的弹簧片和上拉电阻，用石蜡封口使弹簧片闭合，上拉电阻连接处理器，将温度感应端子粘贴在电缆接头处。所述弹簧片的顶端设置有一个凸点，凸点采用电磁铁材料，凸点连接处理器，凸点的下方固定在电缆接头的位置同样固定有金属片。所述处理器包括温度继续监测单元、计时单元和位置信息单元，温度继续监测单元连接处理器用来在处理器工作的时候继续监测电缆接头温度，计时单元连接处理器，位置信息单元连接处理器用来记录电缆接头的地址信息。所述温度继续监测单元包括热敏电阻，热敏电阻连接在处理器上，在处理器的工作状态下实时监测电缆接头的温度。所述计时单元中设有时间阈值，时间阈值是五分钟，计时单元在计时五分钟后发送反馈信号给处理器。所述处理器中还设有电量检测电路，电量检测电路的输入端连接电池用来检测故障监测装置的剩余电量，电量检测电路的输出端连接处理器并发送低电量报警信号到处理器。所述信号感应线可以选用直径为1～2mm、长度为15～25cm的带绝缘金属线，平行地捆绑在电缆线上，处理器的信息通过藕合的方式发送到电缆线上。所述信号终端中包括感应信号接收单元、地址解析单元、警报处理单元和数据存储库，感应信号接收单元连接在信号终端的输入端用来接收电缆线中的感应信息，地址解析单元连接信号终端用来解码信息中的地址信息，警报处理单元连接信号终端上用来判断警报信号，数据存储库连接在信号终端的输出端上用来存储数据。

本实用新型有益效果是:本实用新型提供一种电缆接头故障监测装置，现有技术中的电缆接头监测中都是使用温度传感器实时检测电缆接头的温度，这样成本高，而且传感器必须连接到温度处理器，传输距离收到限制，使得整体温度监测范围小。但是本实用新型提供的电缆接头故障监测装置使用的温度感应端子和处理器，温度感应端子连接在处理器上，但是只有温度感应端子处于工作状态，装置处于待机状态不工作，温度感应端子只有在电缆温度升高，接头内热量大的时候才会开启处理器及其他装置中的部件，传递警报信号及温度值通过信号感应线把信号感应到电缆线上，使用电缆线远距离传递信号，具有传输距离更远、监测范围广、成本低的优点。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的电缆接头故障监测装置的工作结构框图。

图2是本实用新型的具体实施方式的处理器的工作结构框图。

图3是本实用新型的具体实施方式的信号终端的工作结构框图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本实用新型提供一种电缆接头故障监测装置，现有技术中的电缆接头监测中都是使用温度传感器实时检测电缆接头的温度，这样成本高，而且传感器必须连接到温度处理器，传输距离收到限制，使得整体温度监测范围小。但是本实用新型提供的电缆接头故障监测装置使用的温度感应端子和处理器，温度感应端子连接在处理器上，但是只有温度感应端子处于工作状态，装置处于待机状态不工作，温度感应端子只有在电缆温度升高，接头内热量大的时候才会开启处理器及其他装置中的部件，传递警报信号及温度值通过信号感应线把信号感应到电缆线上，使用电缆线远距离传递信号，具有传输距离更远，成本低的优点。

如图1所示，电缆接头故障监测装置包括温度感应端子、处理器、信号调制单元、信号感应线、电源转换单元和信号终端，温度感应端子安装在电缆接头内，通过上拉电阻连接处理器，处理器连接信号调制单元，信号感应线绑定在电缆线的外侧，处理器通过信号感应将信号感应到电缆线中，电缆线连接信号终端。温度感应端子在电缆线的温度上升到一定程度开启处理器。处理器开启后发出温度警报和故障点地址信息到通过信号调制单元转换后，处理器将警报信号通过信号感应线感应到电缆线中发送信号终端提醒工作人员，电源转换单元的输入端连接装置的电源，输出端连接处理器为故障监测装置提供稳定的工作电压。

温度感应端子安装在电缆接头内，温度感应端子是一种在感应到设定温度值自动打开开关开启处理器的结构，温度感应端子是一个可以自动弹开的弹簧片，用石蜡封口使其闭合。一方面借助上拉电阻产生高电平信号，并送到处理器中断源；另一方面用导热胶水将临界温度感应端子粘贴在电缆接头处。当电缆接头温度逐步升高达到临界温度时，石蜡熔化，弹簧片自动断开，中断源输入的电平由 高变低，发生跃变，激活处于待机状态的处理器。为了保证温度感应端子的弹簧片自动复位，继续正常监测电缆接头的温度，本实用新型中在弹簧片的顶端设置了一个凸点采用电磁铁材料，凸点连接处理器，弹簧片顶端的下方固定电缆接头的位置同样固定有金属片，弹簧片在触发处理器后，处理器发送警报信号后发出继续发出工作指令。

如图2所示，处理器中设有温度继续监测单元，温度感应端子在温度过高弹起弹簧片之后，不能确定电缆接头的高温持续时间及温度何时下降，所以处理器中设置了温度继续监测单元，处理器开启后，温度感应端子不能继续监测实际温度值也不能发送信号，所以设置了温度继续监测单元。温度继续监测单元主要使用的是热敏电阻，热敏电阻连接在处理器上，在处理器开启后，热敏电阻同时处于工作状态，在处理器的工作状态下实时监测电缆接头的温度。处理器在接收到电缆接头的温度下降到安全值以下时发出通电指令到弹簧片的电磁铁凸点，弹簧片随温度降低继续粘合在电缆接头上，处理器中设有计时单元，计时单元是在处理器发出通电指令开始计时，在计时五分钟后发送反馈信号给处理器，处理器发出自我待机指令进入睡眠状态，温度感应端子已经进入温度监测状态，不需要处理器继续工作。温度感应端子和温度继续监测单元的相互配合，大大降低了温度传感器的使用，电缆接头温度监测装置的成本，而且处理器的工作时间短，间接增加了处理器及电缆接头温度监测装置的使用寿命。为了快速找到故障接头，处理器中设有位置信息单元，位置信息单元中保存有每个电缆接头的位置信息，故障监测装置安装的时候输入对应的电缆接头的位置信息到位置信息单元中，处理器在发出警报信号的时候携带发出位置信息信号，方便工作快速查找到故障点。为了保证故障监测的持续进行，电池的持续性，所以处理器中还设有电量检测电路，电量检测电路的输入端连接电池，电量检测电路的输出端连接处理器，用来检测故障监测装置的剩余电量，在处理器接收低电量报警信号的时候发出低电量报警信号到信号终端。

处理器的输出端连接信号调制单元，信号调制单元将发送来的数字信号转化为模拟信号，发送给信号感应线，信号感应线可以选用直径为1～2mm、长度为15～25cm的带绝缘金属线，直接平行地捆绑在电力电缆上，就可以把信息通过藕合的方式发送到电缆线上，由电缆线进行远距离信号传输。感应通信的原理是当巷道隧道中存在水管、照明线、动力线或专用感应线等纵向导体导线时，就会 形成感应线，在感应线附近发射无线电信号时，发射机天线上的信号可以感应到感应线上，产生感应电流。感应电流产生信号场强，这样沿途的无线接收机天线可以通过感应接收到信号，经过放大和处理，就可以获得发射机发出的信息，完成通信过程。

本实用新型中处理器的功能主要有控制电源变换电路的状态，接收温度感应端子的信息温度继续单元的降温信息，根据计时信号发出通电闭合信息，发送高温电缆接头的地址码和电池电量告警信息。处理器可以选用低功耗单片机，在睡眠状态下能耗非常低，故障监测装置的电源选用600～900mAh容量的锉离子电池，在监测装置功耗10uA左右时，可以保证监测单元达到5～8年的使用寿命。电池在连接到故障监测装置的时候需要调节电压，所以电池和处理器之间连接有电源变换单元，电源变换单元采用DC/DC变换芯片，将电池电压升高，以满足信号调制单元对电压的要求。处理器控制DC/DC变换芯片，使其平时处于关闭状态，仅维持有几个uA的功耗，最大程度延长电池的寿命；当需要发送信号时，单片机控制DC/DC变换芯片开始工作，使其输出所设定的工作电压。

信号终端连接在电缆线的端点，接收处理器发送到电缆线的温度感应信号，如图3所示，信号终端中包括感应信号接收单元、地址解析单元、警报处理单元和数据存储库，感应信号接收单元连接在信号终端的输入端，地址解析单元和警报处理单元连接信号终端上，数据存储库连接在信号终端的输出端上。感应信号接收单元接收到电缆线中的信号发送到信号终端，信号终端将温度信号发送到警报处理单元，处理器是由温度感应端子的高温热能开启的处理器，所以处理器接收的初始信号是温度警报信号，以及后期的处理器接收的降温信号。此外信号终端接收的信号中还包括接头故障地址信号，地址解析单元对地址信息进行解码处理，分析出故障电缆接头的地址信息，直接显示和警报信息一起提醒工作人员。警报处理单元还能处理低电量报警信号，对处理器发送的各种警报信号分类处理，分类提醒，提醒方式可以是指示灯、语音播放、屏幕闪烁等。信号终端各种处理后的信息以及收到的信号都会存储在数据存储库中，方便数据查询、调用、及备份。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场 合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述电缆接头故障监测装置包括温度感应端子、处理器、信号调制单元、信号感应线、电源转换单元和信号终端，温度感应端子安装在电缆接头内连接处理器用来监测电缆接头的临界温度值并控制处理器的开启，处理器连接信号调制单元用来对温度信号进行数模转换，信号感应线绑定在电缆线的外侧，处理器通过信号感应将温度信号感应到电缆线中，信号终端连接在电缆线上接收处理器的信号。

2.根据权利要求1所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述温度感应端子包括自动弹开的弹簧片和上拉电阻，用石蜡封口使弹簧片闭合，上拉电阻连接处理器，将温度感应端子粘贴在电缆接头处。

3.根据权利要求2所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述弹簧片的顶端设置有一个凸点，凸点采用电磁铁材料，凸点连接处理器，凸点的下方固定在电缆接头的位置同样固定有金属片。

4.根据权利要求1所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述处理器包括温度继续监测单元、计时单元和位置信息单元，温度继续监测单元连接处理器用来在处理器工作的时候继续监测电缆接头温度，计时单元连接处理器，位置信息单元连接处理器用来记录电缆接头的地址信息。

5.根据权利要求4所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述温度继续监测单元包括热敏电阻，热敏电阻连接在处理器上，在处理器的工作状态下实时监测电缆接头的温度。

6.根据权利要求4所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述计时单元中设有时间阈值，时间阈值是五分钟，计时单元在计时五分钟后发送反馈信号给处理器。

7.根据权利要求4所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述处理器中还设有电量检测电路，电量检测电路的输入端连接电池用来检测故障监测装置的剩余电量，电量检测电路的输出端连接处理器并发送低电量报警信号到处理器。

8.根据权利要求1所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述信号感应线可以选用直径为1～2mm、长度为15～25cm的带绝缘金属线，平行地捆绑在电缆线上，处理器的信息通过藕合的方式发送到电缆线上。

9.根据权利要求1所述的电缆接头故障监测装置，其特征在于，所述信号终端 中包括感应信号接收单元、地址解析单元、警报处理单元和数据存储库，感应信号接收单元连接在信号终端的输入端用来接收电缆线中的感应信息，地址解析单元连接信号终端用来解码信息中的地址信息，警报处理单元连接信号终端上用来判断警报信号，数据存储库连接在信号终端的输出端上用来存储数据。