CN219104064U - 一种无源无线电缆故障监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种无源无线电缆故障监测装置，涉及电力设备故障监测的技术领域，解决了当前电缆故障监测装置中，监测装置结构复杂，散热功能不佳的问题，包括：上壳体和位于待检测电缆上的下壳体，所述上壳体包括导热层和若干个成行成列设置于导热层上的弧形散热块，所述导热层的底部与下壳体连接，所述下壳体内设有供电单元和用于监测电缆接头处温度变化的温度传感器，所述供电单元与温度传感器电连接，为温度传感器供电，结构简单，使用方便，有效提高了监测装置的散热功能，保证了电缆故障的监测效率。

Description

一种无源无线电缆故障监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备故障监测的技术领域，特别涉及一种无源无线电缆故障监测装置。

背景技术

配网电缆是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。随着电力设备的快速发展，人们对配网电缆的质量要求越来越高，10kV配网电缆作为常见的配网电缆，主要采取地下管沟或地埋方式敷设，由于经常处于浸泡、高温等恶劣环境下，再加上制作工艺、附件等质量缺陷，导致电缆中间接头的故障率很高，影响配电网的安全运行。

目前，10kV配网电缆中间接头的故障分析方法主要有两种监测技术，分别为电缆光纤测温技术和传感器监测技术，电缆光纤测温技术指的是利用光纤自身独特的光学性质和特点，测量各测试点温度，这种方式测量精度高，但需要随电缆铺设大量光纤，成本高；传感器监测技术指的是将监测传感器安装于电缆的接头处，监测电缆的接头故障，监测效率高，但取电难，寿命短。现有技术中公开了一种电缆故障监测装置，设有温度传感器与固定装置，温度传感器包括外壳、测温点、导热膏与胶垫，通过固定装置将温度传感器安装在电缆接头处，检测电缆接头处的温度变化，但温度传感器必须通过固定装置才能安装，装置结构复杂，使用不方便，且温度传感器仅靠外壳与环境的热交换实现散热，散热效果不佳，当温度传感器监测电缆接头的温度异常时，需等温度传感器的温度会降到正常温度，才能再次监测，否则会影响温度传感器的监测效率。

实用新型内容

为解决在当前电缆故障监测装置中，监测装置结构复杂，散热功能不佳的问题，本实用新型提出一种无源无线电缆故障监测装置，结构简单，使用方便，有效提高了监测装置的散热功能，保证了电缆故障的监测效率。

为了达到上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：

一种无源无线电缆故障监测装置，包括：上壳体和位于待检测电缆上的下壳体，所述上壳体包括导热层和若干个成行成列设置于导热层上的弧形散热块，所述导热层的底部与下壳体连接，所述下壳体内设有供电单元和用于监测电缆接头处温度变化的温度传感器，所述供电单元与温度传感器电连接，为温度传感器供电。

在本技术方案中，考虑当前监测装置结构复杂，散热功能不佳，影响电缆故障的测量效率的问题，对监测装置的结构进行了改进，包括上壳体和下壳体，上壳体包括导热层和弧形散热块，弧形散热块在导热层上成行成列分布，提高了上壳体与周围环境的热转换效率，保证无源无线电缆故障监测装置的热量能够快速散发，达到了用更少的散热块材料实现更好的导热效果，导热层的底部与下壳体连接，加快下壳体的热量传导至弧形散热块，位于待检测电缆上的下壳体设有供电单元和温度传感器，供电单元为温度传感器供电，确保温度传感器能够正常对电缆接头处的温度变化进行监控，方便人们快速找到电缆接头处温度异常的故障。

优选地，若干个成行成列设置于导热层上的弧形散热块的上端面均在同一弧线上。

优选地，所述导热层包括导热外壳和导热膏，所述导热膏设置于导热外壳内部，起到了增强导热层的导热效果，将下壳体的热量快速传导至弧形散热块。

优选地，所述下壳体的底部呈弧形，弧形的底部能够与电缆接头处的外皮贴合，使得无源无线电缆故障监测装置能够充分监测到电缆接头处的温度变化。

优选地，所述下壳体上设有用于显示所述无源无线电缆故障监测装置是否正常运行的指示灯，所述指示灯与供电单元电连接，指示灯亮表示无源无线电缆故障监测装置正常运行，指示灯灭表示无源无线电缆故障监测装置不工作，起到了监视无源无线电缆故障监测装置的工作状态。

优选地，所述下壳体内还设有振动传感器、水浸传感器、PCB板和天线，所述供电单元的输出端分别与温度传感器、振动传感器、水浸传感器和PCB板的输入端连接，温度传感器、振动传感器和水浸传感器的输出端均与PCB板的输入端连接，PCB板的输出端与天线的输入端连接。

在此，振动传感器、水浸传感器和温度传感器均设置在下壳体内，当无源无线电缆故障监测装置安装在电缆接头处时，供电单元开始为振动传感器、水浸传感器、温度传感器和PCB板供电，振动传感器起到了对电缆接头处的振动情况进行监测，一旦电缆的振动值异常则表明电缆接头处出现故障，水浸传感器起到了在电缆处于水浸情况时电缆接头处的水位情况进行监测，一旦水位值异常则表明电缆已被水淹没，需要通知人员排水，防止电缆接头处出现故障，温度传感器起到了对电缆接头处的温度变化情况进行监测，一旦温度变化异常则表明电缆接头处出现故障，需要进行故障分析，温度传感器的输出端、振动传感器的输出端和水浸传感器的输出端均与PCB板的输入端连接，三个传感器分别将各自监测的信息数据传输至PCB板进行处理，PCB板的输出端与天线的输入端连接，PCB板将处理完的信息数据传输至天线，由天线将处理完的信息数据转发至后台监测主站进行在线监测。

优选地，所述PCB板上设有用于处理监测信息的CPU模块和无线通信模块，CPU模块的输入端分别连接温度传感器的输出端、振动传感器的输出端、水浸传感器的输出端和供电单元的输出端，CPU模块的输出端连接无线通信模块的输入端，无线通信模块的输出端连接天线的输入端。

在此，PCB板上的CPU模块起到了对各个传感器传输的数据进行采集和运算的功能，无线通信模块接收CPU模块处理完的数据信息，将数据信息传输至天线，再由天线通过无线传输的形式将数据信息上行至后台监测主站进行在线监测。

优选地，所述供电单元包括热电半导体和蓄电池，所述蓄电池与热电半导体连接，所述热电半导体的一端连接下壳体的底部热电半导体的另一端连接上壳体。

在此，当电缆接头处温度异常时，热电半导体连接下壳体的底部的一端发热，热电半导体连接上壳体的一端散热，在温度梯度下，热电半导体冷热两端载流子分布发生变化，由热电半导体组成的回路中由于有温差电动势存在而产生电流，热电半导体实现了将热能直接转换为电能，将电能传输至蓄电池。

优选地，所述上壳体由热电材料注塑成型。

优选地，所述下壳体由热电材料注塑成型。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型提出一种无源无线电缆故障监测装置，包括上壳体和下壳体，上壳体包括导热层和弧形散热块，弧形散热块在导热层上成行成列分布，提高了上壳体与周围环境的热转换效率，保证无源无线电缆故障监测装置的热量能够快速散发，达到了用更少的散热块材料实现更好的导热效果，导热层的底部与下壳体连接，加快下壳体的热量传导至弧形散热块，位于待检测电缆上的下壳体设有供电单元和温度传感器，供电单元为温度传感器供电，确保温度传感器能够正常对电缆接头处的温度变化进行监控，方便人们快速找到电缆接头处温度异常的故障。

附图说明

图1表示本实用新型实施例中提出的一种无源无线电缆故障监测装置的结构图；

图2表示本实用新型实施例中提出的一种无源无线电缆故障监测装置的主视图；

图3表示本实用新型实施例中提出的下壳体的内部结构连接图；

图4表示本实用新型实施例中提出的导热层的内部结构图；

图5表示本实用新型实施例中提出的一种无源无线电缆故障监测装置的侧视图；1.上壳体；11.导热层；111.导热外壳；112.导热膏；12.弧形散热块；2.下壳体；21.供电单元；211.热电半导体；212.蓄电池；22.温度传感器；23.指示灯；24.振动传感器；25.水浸传感器；26.PCB板；261.CPU模块；262.无线通信模块；2621.LoRa低功耗无线通信模块；2622.NBIoT低功耗无线通信模块；27.天线。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸，“上”“下”等部位方向的描述非对本专利的限制；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提出了一种无源无线电缆故障监测装置，包括：上壳体1和位于待检测电缆上的下壳体2，所述上壳体1包括导热层11和若干个成行成列设置于导热层11上的弧形散热块12，参见图1及图2，32个弧形散热块12呈四列八行并列排布，每一行和每一列的弧形散热块12均间隔有空隙，所述导热层11的底部与下壳体2连接，参见图3，所述下壳体2内设有供电单元21和用于监测电缆接头处温度变化的温度传感器22，所述供电单元21与温度传感器22电连接，为温度传感器22供电；参见图1及图2，32个成行成列设置于导热层11上的弧形散热块12的上端面均在同一弧线上，弧形散热块的上端面选用弧形设置，有效防止了弧形散热块的上端面对其他电缆的刮伤；参加图4，所述导热层11包括导热外壳111和导热膏112，所述导热膏112设置于导热外壳111内部，起到了增强导热层112的导热效果，将下壳体2的热量快速传导至弧形散热块12；

在本实施例中，考虑当前监测装置结构复杂，散热功能不佳，影响电缆故障的测量效率的问题，对监测装置的结构进行了改进，包括上壳体和下壳体，上壳体包括导热层和弧形散热块，弧形散热块在导热层上成行成列分布，提高了上壳体与周围环境的热转换效率，保证无源无线电缆故障监测装置的热量能够快速散发，达到了用更少的散热块材料实现更好的导热效果，导热层的底部与下壳体连接，加快下壳体的热量传导至弧形散热块，位于待检测电缆上的下壳体设有供电单元和温度传感器，供电单元为温度传感器供电，确保温度传感器能够正常对电缆接头处的温度变化进行监控，方便人们快速找到电缆接头处温度异常的故障。

实施例2

参见图1及图5，所述下壳体2的底部呈弧形，弧形的底部能够与电缆接头处的外皮贴合，使得无源无线电缆故障监测装置能够充分监测到电缆接头处的温度变化；无源无线电缆故障监测装置的使用原理为：首先将下壳体2贴合在电缆接头处，再通过缠绕或粘贴的方式将无源无线电缆故障监测装置安装在电缆上，即可实现对电缆接头处的温度变化情况进行监测，使用简单方便，当电缆接头处的温度变化异常时，温度传感器22能够第一时间监测到温度异常，便于监控人员快速找到电缆接头处温度异常的故障；所述下壳体2上设有用于显示所述无源无线电缆故障监测装置是否正常运行的指示灯23，所述指示灯23与供电单元21电连接，下壳体2上设有用于显示所述无源无线电缆故障监测装置是否正常运行的指示灯23，所述指示灯23与供电单元21电连接，指示灯23亮表示无源无线电缆故障监测装置正常运行，指示灯23灭表示无源无线电缆故障监测装置不工作，起到了监视无源无线电缆故障监测装置的工作状态。

实施例3

参加图1及图4，所述下壳体2内还设有振动传感器24、水浸传感器25、PCB板26和天线27，所述供电单元21的输出端分别与温度传感器22、振动传感器24、水浸传感器25和PCB板26的输入端连接，温度传感器22、振动传感器24和水浸传感器25的输出端均与PCB板26的输入端连接，PCB板26的输出端与天线27的输入端连接；所述温度传感器22上设有温度感应点，振动传感器24上设有振动感应点和水浸传感器25上设有水位感应点，温度感应点、振动感应点和振动感应点均设置于下壳体2的底部上；振动传感24、水浸传感器25和温度传感器22均设置在下壳体2内，当无源无线电缆故障监测装置安装在电缆接头处时，供电单元21开始为振动传感器24、水浸传感器25、温度传感器22和PCB板26供电，振动传感器24起到了对电缆接头处的振动情况进行监测，一旦电缆的振动值异常则表明电缆接头处出现故障，水浸传感器25起到了在电缆处于水浸情况时电缆接头处的水位情况进行监测，一旦水位值异常则表明电缆已被水淹没，需要通知人员排水，防止电缆接头处出现故障，温度传感器22起到了对电缆接头处的温度变化情况进行监测，一旦温度变化异常则表明电缆接头处出现故障，需要进行故障分析，温度传感器22的输出端、振动传感器24的输出端和水浸传感器25的输出端均与PCB板26的输入端连接，三个传感器分别将各自监测的信息数据传输至PCB板26进行处理，PCB板26的输出端与天线27的输入端连接，PCB板26将处理完的信息数据传输至天线27，由天线27将处理完的信息数据转发至后台监测主站进行在线监测，所述下壳体2的外部为密封结构，由于10kV配网电缆经常处于潮湿和水浸的环境，下壳体2的外部选用全密封结构，密封性防护等级达到IP68，使得无源无线电缆故障监测装置内部的元件与环境隔开，保证了监测装置的使用寿命；

实施例4

参见图1及图4，PCB板26上设有用于处理监测信息的CPU模块261和无线通信模块262，CPU模块261的输出端连接无线通信模块262的输入端，无线通信模块262的输出端连接天线27的输入端，PCB板26上的CPU模块261起到了对各个传感器传输的数据进行采集和运算的功能，无线通信模块262接收CPU模块261处理完的数据信息，将数据信息传输至天线27，再由天线27通过无线传输的形式将数据信息上行至后台监测主站进行在线监测；供电单元21包括热电半导体211和蓄电池212，所述蓄电池212与热电半导体211连接，所述热电半导体211的一端连接下壳体2的底部热电半导体211的另一端连接上壳体1，上壳体1和下壳体2均由导热率为0.8-0.9W/m.K的热电材料注塑成型，优于市面上的其他热电材料，更容易在材料两端形成温差，有利于热电材料的热电优值，提升材料的热电性能，热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，当电缆接头处温度异常时，热电半导体211连接下壳体2的底部的一端发热，热电半导体211连接上壳体1的一端散热，在温度梯度下，热电半导体211冷热两端载流子分布发生变化，由热电半导体211组成的回路中由于有温差电动势存在而产生电流，热电半导体211实现了将热能直接转换为电能，将电能传输至蓄电池212；无线通信模块262包括LoRa低功耗无线通信模块2621和NBIoT低功耗无线通信模块2622，采用低功耗无线通信方式能够严格控制整机的功率消耗，使无源无线电缆故障监测装置平均功耗小于1mA，进一步，加上热电半导体211将热能直接转换为电能传输至蓄电池212，保证装置永久的使用寿命，解决了传统电缆故障监测装置使用寿命有限的问题。

显然，本实用新型的上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，包括：上壳体(1)和位于待检测电缆上的下壳体(2)，所述上壳体(1)包括导热层(11)和若干个成行成列设置于导热层(11)上的弧形散热块(12)，所述导热层(11)的底部与下壳体(2)连接，所述下壳体(2)内设有供电单元(21)和用于监测电缆接头处温度变化的温度传感器(22)，所述供电单元(21)与温度传感器(22)电连接，为温度传感器(22)供电。

2.根据权利要求1所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，若干个成行成列设置于导热层(11)上的弧形散热块(12)的上端面均在同一弧线上。

3.根据权利要求1所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述导热层(11)包括导热外壳(111)和导热膏(112)，所述导热膏(112)设置于导热外壳(111)内部。

4.根据权利要求1所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述下壳体(2)的底部呈弧形。

5.根据权利要求1所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述下壳体(2)上设有用于显示所述无源无线电缆故障监测装置是否正常运行的指示灯(23)，所述指示灯(23)与供电单元(21)电连接。

6.根据权利要求1所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述下壳体(2)内还设有振动传感器(24)、水浸传感器(25)、PCB板(26)和天线(27)，所述供电单元(21)的输出端分别与温度传感器(22)、振动传感器(24)、水浸传感器(25)和PCB板(26)的输入端连接，温度传感器(22)、振动传感器(24)和水浸传感器(25)的输出端均与PCB板(26)的输入端连接，PCB板(26)的输出端与天线(27)的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述PCB板(26)上设有用于处理监测信息的CPU模块(261)和无线通信模块(262)，CPU模块(261)的输入端分别连接温度传感器(22)的输出端、振动传感器(24)的输出端、水浸传感器(25)的输出端和供电单元(21)的输出端，CPU模块(261)的输出端连接无线通信模块(262)的输入端，无线通信模块(262)的输出端连接天线(27)的输入端。

8.根据权利要求7所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述供电单元(21)包括热电半导体(211)和蓄电池(212)，所述蓄电池(212)与热电半导体(211)连接，所述热电半导体(211)的一端连接下壳体(2)的底部，热电半导体(211)的另一端连接上壳体(1)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述上壳体(1)由热电材料注塑成型。

10.根据权利要求9所述的无源无线电缆故障监测装置，其特征在于，所述下壳体(2)由热电材料注塑成型。

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