CN219247455U - 一种内置多点温度监测的智能型gis终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种通过内部多点测温保证电缆GIS终端测量的准确性和稳定性，采用全新信号传输方式从而提高终端运行可靠性的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端。本实用新型通过设置在环氧套管内的温度感知元件以及与温度感知元件信号相连的温度监测装置对终端进行多点温度检测，温度感知元件包括感温触头、应力锥托以及温度信号接收天线，感温触头套设在电缆线芯位于内锥绝缘子的部位上，且内置有至少一组温度传感器，应力锥托设置于应力锥主体和尾管之间、且在应力锥托上设置有温度传感器三，温度传感器和温度传感器三均与温度信号接收天线电信号连接，温度信号接收天线通过数据传输线与温度监测装置相连通。本实用新型适用于电力电缆附件领域。

Description

一种内置多点温度监测的智能型GIS终端

技术领域

本实用新型涉及电力电缆附件领域，尤其涉及一种内置多点温度监测的智能型GIS终端。

背景技术

随着社会的快速发展，城市化进程的不断加快，城市中心的电力需要在逐年上升，建设智能电网就成为我国重要的战略工作之一，而作为城市智能电网中的重要设备，高压电缆的市场需求量也在急剧增长，相应地电缆终端的需求量也同步急剧增长。由于GIS终端封闭在气箱内部，这就为后续的巡检或维护工作增加了难度，导致无法对电力设备之间连接点的安全隐患进行实时监控，这里的安全隐患指的是因存在电缆绝缘损坏造成的局部放电或线芯接触不良等，导致连接点绝缘层被击穿、短路跳闸导致用电区域停电的用电事故，而这些安全隐患通常表现为故障点发热异常，因此行业内通过检测电力设备相关连接部位的发热情况来掌握故障隐患的位置，实现电力设备故障监控的自动化和智能化。

中国公开专利《一种测温型内锥插拔式终端》、专利号为CN211347156U中提供了一种电缆终端，包括套管、橡胶绝缘组件、测温组件和尾管系统；测温组件包括压紧锥、承力环、测温环以及套设在压紧锥上的触头，压紧锥上形成有用于安装测温环的环形槽；承力环的中部具有一供电缆线芯穿过的通孔，且承力环靠近通孔处的材质至少有一种是能够供电信号传输的非金属材料，测温环上设置有智能测温模块，以使智能测温模块通过无线信号经过承力环而与外部接收设备对外传输；通过实施本技术方案，可有效解决现有难以监测内锥插拔式终端温度的技术难题，实现内锥插拔式终端电缆线芯在线准确监测；另一中国公开专利《一种新型高压电缆终端和接头在线监控装置》、专利号为CN105699867A中提供了一种在工厂制造应力锥时将传感器预先镶嵌在应力锥内部，从而实现在对电缆进行实时监控时能在最近距离测量应力锥部位的热量变化，提高测量敏感性、准确性、可靠性和抗干扰性等。上述两种方案均存在测量点单一和信号传送不稳定的缺陷，电缆终端是由存在多种材质不同、结构不一的零部件组成，比如应力锥、应力锥绝缘体、尾管等，不同材质的自身温度受环境温度的影响变化并不相同，这就导致单一测温点的检测数据并不可靠；市面上常用的电缆终端一般是通过光纤直接与传感器相连、或者通过内置与测温件中的无线信号发射器将信号传送至外部检测系统中，以上两种信号传输方式，要么因接触点温度过高而导致光纤线缆损坏，要么因终端内部的绝缘层、金属结构等导致信号被屏蔽，无法将有效的温度信息第一时间传输至检测人员手上。最终还是要通过人工巡检的方式进行检测，这无疑会增加电力设备的维护成本和工作难度，人工作业也存在相当大的危险性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种通过多点测温保证电缆终端测量的准确性和稳定性，采用全新信号传输方式从而提高终端运行可靠性的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括电缆线芯、依次套设在所述电缆线芯头部位置的尾管、应力锥、应力锥主体以及环氧套管，所述环氧套管将所述电缆线芯、所述应力锥和所述应力锥主体包覆在内，且一端与所述尾管相连、另一端上设置有内锥绝缘子，还包括设置在所述环氧套管内的温度感知元件以及与所述温度感知元件信号相连的温度监测装置，所述温度感知元件包括感温触头、应力锥托以及温度信号接收天线，所述感温触头套设在所述电缆线芯位于所述内锥绝缘子的部位上，且内置有至少一组温度传感器，所述应力锥托设置于所述应力锥主体和所述尾管之间、且在所述应力锥托上设置有温度传感器三，所述温度传感器和所述温度传感器三均与所述温度信号接收天线电信号连接，所述温度信号接收天线通过数据传输线与所述温度监测装置相连通。

进一步地，所述感温触头采用与所述电缆线芯相同的材质设计，且内置有与所述电缆线芯相适配的通孔，所述感温触头通过按压的方式套设在所述电缆线芯上，在所述内锥绝缘子底部还设置有尼龙挡板，所述尼龙挡板与所述感温触头末端相接处，在所述感温触头上对应所述尼龙挡板一端位置上还设置有放置槽，所述温度传感器安装在所述放置槽内。

进一步地，在所述感温触头上设置有两个所述放置槽，两所述放置槽水平对称设置在所述感温触头上端部内，在两所述放置槽内设置有温度传感器一和温度传感器二。

进一步地，所述感温触头采用紫铜材质制成，所述温度传感器一和所述温度传感器二通过导热树脂封装在所述放置槽内。

进一步地，所述应力锥托末端通过弹簧柱与所述尾管相连接，在所述尾管上设置有接线口，所述数据传输线通过所述接线口与所述温度监测装置相连接。

进一步地，所述应力锥托前端设置有与所述应力锥主体相适配的锥形口、中段设置有内槽，所述温度传感器三设置在所述内槽中，所述应力锥托与所述环氧套管之间留有空隙，所述温度信号接收天线设置在所述空隙中。

进一步地，所述温度信号接收天线和所述数据传输线与所述温度信号接收天线相连接的前段部分均与所述环氧套管一体化成型制成。

进一步地，所述应力锥主体与所述环氧套管内部之间设置有空隙二，在所述应力锥主体外部位于所述空隙二内还设置有温度传感器四，所述温度传感器四与所述温度信号接收天线信号连接。

最后，在所述应力锥主体内一体成型设置有温度传感器四，所述温度传感器四与所述温度信号接收天线信号连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过内置于所述环氧套管内的所述温度感知元件对电缆终端内部的多个位置进行温度检测，如位于所述内锥绝缘子内用于外部连接用电设备的所述电缆线芯部分、所述应力锥主体部分以及所述环氧套管内部，通过分析对比上述三个位置的温度变化，来判断出GIS终端内部是否存在温度变化异常的情况，提高了本实用新型温度检测的准确性和可靠性；通过内置所述温度信号接收天线以及通过所述数据传输线将所述温度监测装置与所述温度信号接收天线相连通，即通过无线和有线两种数据传输方式相结合，避免内置的温度传感器信号被金属屏蔽的可能性，提高了产品的信号传播稳定性。因此，本实用新型通过多点测温保证电缆终端测量的准确性和稳定性，采用全新信号传输方式从而提高终端运行可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图；

图2是所述感温触头的内部结构示意图；

图3是所述感温触头的正面剖视示意图；

图4是实施例一中所述温度信号接收天线的装配示意图；

图5是实施例二中所述温度信号接收天线的装配示意图；

图6是实施例一中所述温度传感器四的装配示意图；

图7是实施例二中所述温度传感器四的装配示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本实用新型专利提出了一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，该终端的温度监测可实现无源无线测温、终端内部温度多点监测，具有成本低、安装操作简单、温度监测精度高等优点。本实用新型包括电缆线芯1、依次套设在所述电缆线芯1头部位置的尾管2、应力锥3、应力锥主体4以及环氧套管5，所述环氧套管5将所述电缆线芯1、所述应力锥3和所述应力锥主体4包覆在内，且一端与所述尾管2相连、另一端上设置有内锥绝缘子6，还包括设置在所述环氧套管5内的温度感知元件以及与所述温度感知元件信号相连的温度监测装置7，所述温度感知元件包括感温触头8、应力锥托9以及温度信号接收天线10，所述感温触头8套设在所述电缆线芯1位于所述内锥绝缘子6的部位上，且内置有至少一组温度传感器，所述应力锥托9设置于所述应力锥主体4和所述尾管2之间、且在所述应力锥托9上设置有温度传感器三11，所述温度传感器和所述温度传感器三11均与所述温度信号接收天线10电信号连接，所述温度信号接收天线10通过数据传输线12与所述温度监测装置7相连通。

所述感温触头8采用与所述电缆线芯1相同的材质设计，且内置有与所述电缆线芯1相适配的通孔13，所述感温触头8通过按压的方式套设在所述电缆线芯1上，具体是将所述感温触头8套入至所述电缆线芯1上后，使用压接治具压接后将所述感温触头8锁紧在所述电缆线芯1上，在所述内锥绝缘子6底部还设置有尼龙挡板14，所述尼龙挡板14与所述感温触头8末端相接处，在所述感温触头8上对应所述尼龙挡板14一端位置上还设置有放置槽15，所述温度传感器安装在所述放置槽15内。在所述感温触头8上设置有两个所述放置槽15，两所述放置槽15水平对称设置在所述感温触头8上端部内，在两所述放置槽15内设置有温度传感器一16和温度传感器二17。所述感温触头8采用紫铜材质制成，所述温度传感器一16和所述温度传感器二17通过导热树脂封装在所述放置槽15内。所述应力锥托9末端通过弹簧柱21与所述尾管2相连接，在所述尾管2上设置有接线口22，所述数据传输线12通过所述接线口22与所述温度监测装置7相连接。

根据上述方案可知，所述感温触头8采用与所述电缆线芯1相同材质制作而成，在本方案中所述感温触头8采用的是紫铜材质。这样，内置于所述放置槽15内的所述温度传感器一16和所述温度传感器二17相当于直接与所述电缆线芯1相接触，即测量得到的数据可以直接等同于所述电缆线芯1的温度，并且由于两所述放置槽15设置在所述感温触头8末端，即刚好处在所述感温触头8上位于所述电缆线芯1接触面与所述环氧套管5接触面之间的位置处，因此，当所述温度传感器一16和所述温度传感器二17被放置如所述放置槽15内时，两传感器的信号可以穿过所述尼龙挡板14，不会被金属屏蔽，同时所述温度传感器一16和所述温度传感器二17是通过导热树脂封装在所述放置槽15内的，在保证了安装的可靠性同时，温度信号也可以顺利穿透树脂材质，因此，两传感器采集到的温度信号可以顺利被所述温度信号接收天线10接收。

如图4和图6所示，在实施例一中，所述应力锥托9前端设置有与所述应力锥主体4相适配的锥形口18、中段设置有内槽19，所述温度传感器三11设置在所述内槽19中，所述应力锥托9与所述环氧套管5之间留有空隙20，所述温度信号接收天线10设置在所述空隙20中。所述应力锥主体4与所述环氧套管5内部之间设置有空隙二23，在所述应力锥主体4外部位于所述空隙二23内还设置有温度传感器四24，所述温度传感器四24与所述温度信号接收天线10信号连接。所述温度传感器三11、所述温度传感器24使用粘接工艺设置在所述内槽19和所述应力锥主体4外表面上，具有是通过与所述应力锥主体4和所述应力锥托9材料相融性好的自粘橡胶进行粘合，这种方式不需要更改电缆终端的结构，也无需对部件的生产模具进行改进，生产成本低。

如图5和图7所示，在实施例二中，所述温度信号接收天线10和所述数据传输线12与所述温度信号接收天线10相连接的前段部分均与所述环氧套管5一体化成型制成。在所述应力锥主体4内一体成型设置有温度传感器四24，所述温度传感器四24与所述温度信号接收天线10信号连接。在本实施例中通过成型工艺进行组装，即在所述应力锥主体4和所述环氧套管5在工厂注塑成型时，直接将对应的所述温度传感器24和所述温度信号接收天线10和所述数据传输线12埋入至所述环氧套管5和所述应力锥主体4内一体成型，这种方式可以省去后续使用安装时的工序，防护性好，有效避免了终端内部金属位置，降低了金属对信号的屏蔽作用，便于寻找天线与传感器最佳位置。

在本实用新型中，所述温度传感器一16、所述温度传感器二17、所述温度传感器三11和所述温度传感器四24均采用射频电磁场取能及数据传输的型号，具有体积小、传输距离远等优点。所述应力锥主体4为橡胶材质，并且所述应力锥主体4为GIS终端的核心区域，本实用新型将所述温度传感器四24安装在该区域，可直接对所述应力锥3的温度进行检测，可以最为直接地根据所述应力锥3的温度变化判断应力锥3的性能及安装缺陷。所述温度传感器三11安装在所述应力锥托9上，位于所述环氧套管5内部的所述空隙20的空间内，用于监测GIS终端内部温度；在本实用新型中，所述应力锥托9的内径要大于所述电缆线芯1的直径，因此，所述应力锥托9内表面与所述电缆线芯1之间存在一定的缝隙，加上所述空隙20的存在，所述应力锥托9的温度不会随着所述环氧套管5和所述电缆线芯1的温度变化而产生改变，因此所述温度传感器三11所监测到的温度信息可以准备反应出GIS终端内部的即时温度，通过对比所述温度传感器三11和所述温度传感器四24的数据可以判断所述应力锥3的位置是否出现升温异常的现象。

在本实用新型中，所述温度监测装置7由温度采集主机、供电模块、通讯模块等组成，其温度采集主机可将温度传感器采集的模拟量数据转换数字量数据并通过通讯模块的RS485/光纤/4G等接口将数据上送至监控平台进行GIS终端温度监测。本实用新型通过所述感温触头8、所述应力锥主体4、所述应力锥托9安装无源无线温度传感器，实现了终端内部多点温度监测，通过所述温度传感器一16和所述温度传感器二17与所述感温触头8的一体化安装结构设计，避免了终端内部结构及安装工艺的更改，解决了温度传感器内部安装难度，避免了更改结构对终端内部电场分布的影响。通过所述温度信号接收天线10与所述环氧套管5的一体化成型工艺设计，降低了安装难度，提升了温度信号接收强度，避免了安装在终端内部金属对信号的影响。通过所述温度传感器四24与所述应力锥主体4的一体化成型工艺设计，降低了安装难度，提升了传感器安装的可靠新及稳定性。最终实现一种具备准确性、安全性、可靠性、稳定性的融合了温度感知元件并能对电缆内部进行多点温度测量的智能型GIS终端。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，包括电缆线芯(1)、依次套设在所述电缆线芯(1)头部位置的尾管(2)、应力锥(3)、应力锥主体(4)以及环氧套管(5)，所述环氧套管(5)将所述电缆线芯(1)、所述应力锥(3)和所述应力锥主体(4)包覆在内，且一端与所述尾管(2)相连、另一端上设置有内锥绝缘子(6)，其特征在于：还包括设置在所述环氧套管(5)内的温度感知元件以及与所述温度感知元件信号相连的温度监测装置(7)，所述温度感知元件包括感温触头(8)、应力锥托(9)以及温度信号接收天线(10)，所述感温触头(8)套设在所述电缆线芯(1)位于所述内锥绝缘子(6)的部位上，且内置有至少一组温度传感器，所述应力锥托(9)设置于所述应力锥主体(4)和所述尾管(2)之间、且在所述应力锥托(9)上设置有温度传感器三(11)，所述温度传感器和所述温度传感器三(11)均与所述温度信号接收天线(10)电信号连接，所述温度信号接收天线(10)通过数据传输线(12)与所述温度监测装置(7)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：所述感温触头(8)采用与所述电缆线芯(1)相同的材质设计，且内置有与所述电缆线芯(1)相适配的通孔(13)，所述感温触头(8)通过按压的方式套设在所述电缆线芯(1)上，在所述内锥绝缘子(6)底部还设置有尼龙挡板(14)，所述尼龙挡板(14)与所述感温触头(8)末端相接处，在所述感温触头(8)上对应所述尼龙挡板(14)一端位置上还设置有放置槽(15)，所述温度传感器安装在所述放置槽(15)内。

3.根据权利要求2所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：在所述感温触头(8)上设置有两个所述放置槽(15)，两所述放置槽(15)水平对称设置在所述感温触头(8)上端部内，在两所述放置槽(15)内设置有温度传感器一(16)和温度传感器二(17)。

4.根据权利要求3所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：所述感温触头(8)采用紫铜材质制成，所述温度传感器一(16)和所述温度传感器二(17)通过导热树脂封装在所述放置槽(15)内。

5.根据权利要求4所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：所述应力锥托(9)末端通过弹簧柱(21)与所述尾管(2)相连接，在所述尾管(2)上设置有接线口(22)，所述数据传输线(12)通过所述接线口(22)与所述温度监测装置(7)相连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：所述应力锥托(9)前端设置有与所述应力锥主体(4)相适配的锥形口(18)、中段设置有内槽(19)，所述温度传感器三(11)设置在所述内槽(19)中，所述应力锥托(9)与所述环氧套管(5)之间留有空隙(20)，所述温度信号接收天线(10)设置在所述空隙(20)中。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：所述温度信号接收天线(10)和所述数据传输线(12)与所述温度信号接收天线(10)相连接的前段部分均与所述环氧套管(5)一体化成型制成。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：所述应力锥主体(4)与所述环氧套管(5)内部之间设置有空隙二(23)，在所述应力锥主体(4)外部位于所述空隙二(23)内还设置有温度传感器四(24)，所述温度传感器四(24)与所述温度信号接收天线(10)信号连接。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种内置多点温度监测的智能型GIS终端，其特征在于：在所述应力锥主体(4)内一体成型设置有温度传感器四(24)，所述温度传感器四(24)与所述温度信号接收天线(10)信号连接。

Images