一种内置式电缆接头导体测温装置

技术领域

本发明涉及一种用于电缆测温领域的内置式电缆接头导体测温装置。

背景技术

高压电缆运行状态的关键参数是接头导体运行温度，掌握温度信息对于评估电缆剩余寿命、对电力电缆线路进行科学化管理是行之有效的方法。但是目前国内外市场对电缆导体运行温度无法直接、有效的实时监测。由于高压电缆导体运行时电缆导体存在高电压、强磁场，现有传统测量技术无法直接测量高压电缆导体运行时的温度，存在一定的技术瓶颈，目前国内外测量高压电缆运行导体温度的现状可归纳以下几种方法：

1)红外热像仪定期巡检，即通过现有市场成熟的红外热像仪对运行电缆温度定期巡检。这种方式只能同过人工方式，并且只能测出电缆表皮和终端温度，受工况条件制约很大，导致测量温度不能实时、真正反映电缆运行导体温度。

2)光纤贴敷电缆外护套表面测温或者光纤植入电缆铝护套与主绝缘直接测温。由于电缆敷设环境非常复杂，有的浸在水里，有的埋在土里，有的在井道空气中，这种测温方式没有直接接触电缆导体进行测温，而是通过模型推算电缆导体温度，这种测温方式实际上大部分是测量电缆外护套表面的环境温度，而且等效高压电缆导体温度响应速度很慢，很难实时、有效监测高压电缆运行导体温度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种内置式电缆接头导体测温装置，它能够直接准确实时的对电缆接头温度进行测量和数据传输。

实现上述目的的一种技术方案是：一种内置式电缆接头导体测温装置，包括分别设置于三相电缆上的测温模块，对于任意一相电缆，其电缆接头中部设有金属导体接管，在金属导体接管外侧套接有屏蔽管，测温模块包括内置测温模块、外置测温中继和无线测温控制模块；

所述内置测温模块安装于屏蔽管内，其测温热电偶探头紧贴所述金属导体接管设置，在屏蔽管外侧设有包覆电缆接头的绝缘防护层，所述外置测温中继紧贴所述绝缘防护层并正对所述内置测温模块的位置进行设置，所述外置测温中继与所述内置测温模块电感耦合。

三相电缆的所述外置测温中继均与无线测温控制模块连接，向其输送测温数据，无线测温控制模块将数据通过网络向控制后台传输。

进一步的，所述内置测温模块为无源测温模块，其通过热敏电阻进行测温并依次串联一个电容和一个内置耦合电感形成RLC内置测温电路。

再进一步的，所述外置测温中继设有与所述内置耦合电感对应设置的外置耦合电感，通过电磁耦合的方式将能量耦合至外置测温中继的RLC外置传感器电路，使得RLC外置传感器电路处于谐振状态，外置测温中继的读取器接收信号后，通过滤波、放大、AD采样和数字信号处理的步骤，计算得到当前电缆接头的温度。

本发明的一种内置式电缆接头导体测温装置，内置测温模块安装在电缆接头内屏蔽管内，测温热电偶探头安装在导体铜接管部位，实现了温度的直接测量；外置测温中继安装在电缆接头主绝缘外部位置，外置测温中继与接头内测温模块通过电感耦合进行实时通信，为内置测温模块提供电能并读取温度信息，外置测温中继通过地网通信的有线方式将温度数据传至无线测温控制模块，实现实时的通信传输。

附图说明

图1为本发明的内置式电缆接头导体测温装置的结构示意图；

图2为本发明的内置式电缆接头导体测温装置的测温电路的原理图；

图3为本发明的内置式电缆接头导体测温装置的等效电路图；

图4为为本发明的内置式电缆接头导体测温装置的测温模块的无源温度传感器工作波形示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

请参阅图1，对于三相电缆中的任意一相电缆，其电缆接头4中部设有金属导体接管5，在金属导体接管5外侧套接有屏蔽管6。本发明的一种内置式电缆接头导体测温装置，设置于电缆上，其测温模块包括内置测温模块1、外置测温中继2和无线测温控制模块3。

一组两个内置测温模块1安装于屏蔽管内，位于屏蔽管的两端，其测温热电偶探头11紧贴金属导体接管5设置。多个内置测温模块1作为系统的冗余备份，防止单一模块失效。

在屏蔽管6外侧设有包覆电缆接头的绝缘防护层，外置测温中继2紧贴绝缘防护层并与内置测温模块1位置一一对应的进行设置，外置测温中继2与内置测温模块电感耦合。

请参阅图2和图3，本发明的测温模块基于电磁感应的无源温度传感技术。其传感器模块电路仅由电感L、电容C、热敏电阻R等3个无源元件组成，而不需要其它有源集成电路进行控制。其基本原理是：读取器通过电磁耦合的方式将能量耦合至传感器电路，并使传感器的RLC电路工作于谐振状态；当传感器谐振电路达到稳态后，读取器快速切断功率输出，并转换至信号接收状态。读取器接收到传感器的信号后，通过滤波、放大、AD采样和数字信号处理等步骤，计算得到当前电缆接头的温度。

请参阅图4，第一阶段当t

因式(1)中电感L

三相电缆的外置测温中继获得分别获得三相的温度读数后，均与无线测温控制模块3连接，向其输送测温数据，无线测温控制模块将数据通过通信模块31向控制后台32传输。

本发明的一种内置式电缆接头导体测温装置，采用内置测温传感器直接植入到高压电缆接头导体，在高压电缆接头主绝缘外部零电压部位安装测温中继天线，为内置测温传感器传输能量同时读取温度数据，外置测温通信模块将高压电缆导体温度实时上传，测温响应速度非常快，测温精度为(±1℃)。

本发明通过对电缆导体运行温度的实时监测，从而为电力系统调度人员提供关于电缆可利用负载能力的信息，帮助系统调度人员在未来的负荷分配时做出更合理的决策；为电力调度部门临时调整电缆线路负荷，可最大限度地利用现有电缆，提高工程投资的经济性，同时减少过负荷危险，保障线路的安全可靠运行。系统具备温度、温差超警戒线预设值时自动发出视听告警。系统监测告警数据经隧道电缆综合监控系统传输网络上传到供电局监控中心，在工作站客户端软件图形界面中对电力电缆导体温度、温差超过警戒线预设值发出视听告警，并通过短信方式(可设置)自动通知值班维护人员。系统监测数据有历史记录，能简单快速地检索查询。通过对各参数综合比较和分析，深入研究电缆的老化机理，确定评估所需的关键参数数据，建立以温度为主导变量与电缆载流量、寿命之间的对应关系，进一步可以实现电缆线路运行状态专家诊断、安全预警系统，建立电缆全寿命周期管理平台。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。