[发明专利]一种基于温度差法的电缆中间接头温升在线监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备领域，尤其涉及到一种电缆中间接头温升在线监测装置及其方法。

背景技术

电力设备由于生产品质、安装质量、运行时间、使用频度及工作环境等影响，造成安装处接触不可靠，温升超出国家规定的允许范围，使得电缆终端绝缘老化，甚至出现击穿损坏等严重后果。电力电缆中间接头的温度是反映其运行状态的重要参数。引起电缆接头温度升高直接原因是接头运行时间长、压接头不紧、接触电阻过大等。接头长期运行造成的过热、烧穿绝缘等现象容易引发火灾，从而造成重大安全事故和经济损失。

电缆接头过热到事故发生，其发展速度缓慢、时间较长，采用传统人工巡检的方法可靠性低、实时性差，难以及时发现设备安全隐患。因此，如何有效地进行电缆接头温度的自动监测和控制具有重要的现实意义。

在电力系统中，由于电缆接头接触电阻过大、过负荷等因素引起接头温度过高，使得接头处绝缘变差或烧崩突发事故引起火灾，给工业生产带来严重的安全隐患，甚至导致设备强迫停运、短时间无法恢复生产的严重事故，降低电网安全运行的可靠性，造成重大经济损失。

电缆接头是电力电缆最薄弱的环节，运行时间越长越容易发生过热烧穿事故。接头温度是衡量电缆接头运行中绝缘状态是否良好的重要指标，其温度变化在正常运行情况下是由于电流通过内部导体引起的。当电缆在正常负荷运行时，接头内部的温度大约为90℃；当电缆满负荷运行时，接头温度会达250℃左右；当温度再升高时，接头处的氧化膜加厚，接触电阻随之加大，在一定通电时间的作用下，接头的绝缘介质分解碳化为非绝缘物，导致故障发生。因此，准确了解电缆接头线芯的温度，对监测电缆接头是否正常运行具有重要意义。为此本发明提出一种基于温度差法的电缆中间接头温升在线监测装置及其方法，该装置通过实时监测电缆中间接头温度与环境温度的差值，解决了测量装置判据受到环境温度影响问题。

发明内容

本发明主要解决现有技术中采用传统人工巡检电缆接头的方法存在人力、物力、财力浪费且监测可靠性低、实时性差，难以及时发现设备安全隐患，提供了一种基于温度差法的电缆中间接头温升在线监测装置及其方法，可以准确获取电缆接头温度，对其进行实时监测，确保电缆健康安全运行。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：基于温度差法的电缆中间接头温升在线监测装置，包括：温度传感模块、微处理器、电源电路，温度传感模块输出端与微处理器电路的I/O口连接，电源电路与微处理器电路相连。

温度传感模块，包括多个测量电缆接头温度的温度传感器和一个环境温度传感器，把多个温度传感器均匀安装在电缆井电缆中间接头上，各温度传感器采用保温材料固定在电缆中间接头电场应力集中处及中间连接处；环境温度传感器，实时监测电缆井环境温度。

微处理器，对温度传感模块中所测的电缆接头温度值进行筛选处理，取得准确的温度值，对筛选过的温度值进行均值处理，将均值处理后的温度值与环境传感器测得的温度值进行差值处理，得到电缆接头温升值通过与警示温度阈值比较，判断是否进行报警；当电缆接头温升值大于警示温度阈值时，微处理器发出警示信号。

本发明通过温度传感模块测量电缆接头温度和电缆井环境温度，对温度传感模块中所测的电缆接头温度值进行筛选处理，取得准确的温度值，对筛选过的温度值进行均值处理，将均值处理后的温度值与环境传感器测得的温度值进行差值处理，得到电缆接头温升值通过与警示温度阈值比较，判断是否进行报警；当电缆接头温升值大于警示温度阈值时，微处理器发出警示信号到电脑通知工作人员，地址选择电路确定故障电缆接头位置，对其进行及时抢修，以实现对电缆井电缆接头温升在线监测功能。

作为一种优选方案，温度传感器由热敏电阻和振荡电路组成。温度传感器将温度信号转换成频率信号输出，使温度值与频率值一一对应，采用频率信号输出，提高装置抗磁场和电场干扰能力。

作为一种优选方案，该装置还包括烟雾传感器、水位传感器、姿态传感器、通信接口、显示电路、按键电路、地址选择电路、电源电路。

姿态传感器采用三轴陀螺仪，可以检测电缆井X、Y、Z三个方向移动情况。

烟雾传感器采用离子烟雾报警器，对微小的烟雾粒子的感应非常灵敏，对各种烟能均衡响应。

水位传感器采用浮子式水位传感器，设备最成熟，适用于电缆井的水位监测。

显示电路，显示微处理器中的相关数据。

按键电路，在微处理器中设置警示温度阈值和温差阈值

通信接口，当温升值大于所设警示阈值时，微处理器通过通信接口向电脑发出警示信号通知工作人员。