一种在线监测电缆头故障的装置及其监测方法

1.本发明涉及电缆监测技术领域，具体涉及一种在线监测电缆头故障的装置及其监测方法。


背景技术：

2.10～20kv封闭式环网柜电缆头没有专门设计的测温系统，电缆头是通过接触导电的，容易发热，存在安全隐患，可能酿成电力事故。
3.目前，采用诸如红外测温仪、手持式局放测试仪等设备定期对配电设备及电缆头进行巡视，它们连电缆头的外表都没接触，测得的温度和实际发热的温度差别很大。近年，市场上也出现无线测温系统，它可以比前者更加直接有效，“但是此系统采用的是具有独立性的测温传感器，利用此类传感器的测温系统在具体的利用中会出现三个方面的显著问题：第一是传感器具有独立性，多以在设备运行一段时间后，会不可避免的发生传感器松动甚至是脱落的现象。第二是此种传感器仅仅是和电缆头的外表进行接触，所以最终测得的温度和实际发热的温度还存在着比较大的偏差。第三是此种传感器在供电方面使用的是电池供电，而电池的寿命问题使得此类传感器的利用无法实现有意义的维护。”4.再者，我们千方百计测量出热点的温度，仍然需要人工判断是否触头接触不好，如果认为温度“异常”确定电缆头就有接触故障，这是不严谨的，因为，除了环温会变化，流经触头的电流是很重要的因素，单靠温度判断，在小电流时就无法确认是否触头不良，许可的短期过载电流时，短暂的温升过快容易产生误判。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种在线监测电缆头故障的装置及其监测方法，可以有效解决上述问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
7.一种在线监测电缆头故障的装置，包括：光纤测温探头、仪表、光纤跳线、护套与高温捆扎带，所述光纤测温探头通过高温胶带固定于热点对应的电缆头表面，所述光纤测温探头通过光纤跳线与仪表连接，所述护套包裹于光纤测温探头与电缆的外侧并通过高温捆扎带扎紧固定。
8.进一步的，所述护套由耐热硅胶布制成。
9.进一步的，所述仪表上安装有用于监测周围环境温度的温度测量模块；所述仪表通过通讯方式与电气柜相连接。
10.本发明还进一步提供基于上述装置的在线监测电缆头故障的监测方法，包括以下步骤：
11.步骤1：装置通过光纤跳线取得电缆头表面温度的信息；
12.步骤2：装置用常规方法测量环境温度；
13.步骤3：装置使用通信方法获取电气柜现成的电流信息；
14.步骤4：将所测电缆头表面温度融合环境温度、通过的电流以及绝缘材料导热性能，计算出热点实际温度并判断故障。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1.本装置采用荧光光纤测温技术，充分发挥光纤本身特性的优势：耐高电压，在整条测量通道上，只有光在来回传导，不受任何电磁干扰，同样，它也不会影响周边任何一种的用电设备。
17.2.本装置使用专门设计的护套包裹光纤测温探头，既保持探头和电缆头良好的接触，有效的将探头固定在电缆头上，保证有效的热传导，又能很好地隔离周围环境，减小测温探头的外侧受到环境温度的影响；此外，由于光纤测温探头被包裹起来，不容易散热，光纤测温探头可以跟随电缆头热点温度更快的变化。
18.3.本装置是通过光纤探头连接到电缆头，无需更换电池等维护。
19.4.本装置通过信息融合，使测温不只是单纯的获得温度信息，通过测量电缆头表面温度、再融合电流信息、环境温度信息，更准确的反应探头实际温度，更直接的给出触头故障的判断。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的示意图；
22.图2为本发明中护套的展开图。
23.图中的标号分别代表：1-光纤测温探头；2-仪表；3-光纤跳线；4-护套；5-高温捆扎带；6-电缆头。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.参照图1-2所示，本发明实施例提供一种在线监测电缆头故障的装置，包括：光纤测温探头1、仪表2、光纤跳线3、护套4与高温捆扎带5，光纤测温探头1通过高温胶带固定于热点对应的电缆头6表面，光纤测温探头1通过光纤跳线3与仪表2连接，护套4包裹于光纤测温探头1与电缆的外侧并通过高温捆扎带5扎紧固定。
26.进一步的，护套4由耐热硅胶布制成。其中，耐热硅胶布制成的护套4具有较好的柔软性，可以很好的保护光纤探头；此外，护套4的柔软性可以恰到好处包裹电缆头，与电缆头紧密贴合，在光纤测温探头1周围营造一个稳定的测温环境，减少周边环境温度的影响。
27.进一步的，仪表2上安装有用于监测周围环境温度的温度测量模块；仪表2通过通讯方式与电气柜相连接；
28.进一步的，仪表2上设有rs485通信接口，仪表2通过rs485通讯方式与电气柜相连接，本仪表2通过rs485通信方式获取电气柜的电流信息。
29.本发明还进一步提供基于上述装置的在线监测电缆头故障的监测方法，包括以下步骤：
30.步骤1：装置通过光纤跳线取得电缆头表面温度的信息；
31.步骤2：装置用常规方法测量环境温度；
32.步骤3：装置使用通信方法获取电气柜现成的电流信息；
33.步骤4：将所测电缆头表面温度融合环境温度、通过的电流以及绝缘材料导热性能，计算出热点实际温度并判断故障。
34.工作原理：
35.光纤测温探头1感知电缆头6表面的温度并将电缆头6表面温度的信息(光载体)通过光纤跳线3传送到专用仪表2上，光纤测温探头1虽然是测量电缆头6表面的温度，电缆表面所用绝缘的环氧树脂导热不是很好，但是，由于电缆接头发热不是瞬间产生的，是积累而成，经过绝缘层的传导必然产生一定的滞后，这个滞后对于信息处理来说，却是一个很好的滤波作用，有利于信号的稳定，辅于其它信息的融合方法，可以极大限度的削弱该缺陷；
36.装置通过温度测量模块同时测量周围环境温度，用作补偿之用，环境温度可以相差几十度，它的高低会影响探头的散热，进而影响电缆头的测量温度；
37.装置通过通信方法同时读取电气柜的电流信息，电缆头的发热与通过的电流有关，通过计算，区别是电流变化还是故障引起电缆接头的升温；
38.通过融合光纤测温探头测量电缆头温度、电流变化引起的温升和环境温度信息确定电缆头热点的实际温度，根据电缆头热点的实际温度、电流变化和环境温度信息，对照电气设备的运行规范，确定故障等级。
39.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。