一種電纜接頭及電纜接頭測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的電纜安全監(jiān)測技術(shù)，更具體地說，涉及一種電纜接頭及電纜接頭測溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電纜接頭用于電纜本體之間的連接，但一直是電纜系統(tǒng)運行中的薄弱環(huán)節(jié)，在高壓線路諸多事故中，由于電纜接頭接觸不良所導(dǎo)致的安全事故最為常見。電纜接頭溫度的升高使接頭處的接觸電阻增大，導(dǎo)致電纜接頭過熱，加劇絕緣老化甚至造成絕緣擊穿，對電力系統(tǒng)的安全運行造成嚴(yán)重威脅。因此，如果能夠?qū)崟r有效地監(jiān)測電纜接頭運行過程中的溫度變化，對實現(xiàn)電纜接頭的在線監(jiān)測、提高電纜線路的安全運行有重要意義。
[0003]目前電纜接頭測溫方式主要包括以下四種:(I)通過熱電偶或者紅外檢測技術(shù)檢測電纜接頭外表面溫度，但是這種方法得到的測量結(jié)果不僅容易受到外界環(huán)境溫度和空氣對流的影響，還會受到接頭強(qiáng)磁場的干擾，精確度難以保證；(2)在電纜接頭表面貼裝外置式測溫光纜，監(jiān)測接頭外表面溫度，這種方式的缺點在于不能準(zhǔn)確地反映導(dǎo)體溫度，受外界環(huán)境影響較大；(3)在電纜接頭本體表面內(nèi)置繞包測溫光纖，這種方法能準(zhǔn)確監(jiān)測出接頭內(nèi)關(guān)鍵部位的溫度，但光纖極易斷裂；(4)將測溫光纜植入電纜分割導(dǎo)體中，在導(dǎo)體連接管外進(jìn)行接續(xù)，這種方法能精確測出電纜接頭導(dǎo)體溫度，但是生產(chǎn)工藝十分困難，目前還在研究階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種電纜接頭及電纜接頭測溫系統(tǒng)，利用電纜接頭內(nèi)置的測溫光纜來實時監(jiān)測電纜接頭內(nèi)關(guān)鍵部位(接頭本體絕緣外表面)的溫度，進(jìn)而求得接頭線芯最高溫度和絕緣層最大溫差，從而實現(xiàn)電纜接頭的實時在線監(jiān)測。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電纜接頭，包括接頭本體，兩段電纜進(jìn)行連接時，在連接處套入接頭本體，所述電纜由里到外依次包括線芯導(dǎo)體、電纜本體絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬護(hù)套層和電纜護(hù)套層，所述接頭本體包括位于兩端的應(yīng)力錐和增強(qiáng)絕緣層，在所述接頭本體的表面均勻纏繞有測溫光纜，由里到外依次包裹所述接頭本體的分別為絕緣密封膠層、銅殼層和PE護(hù)套層。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，兩條測溫光纜分別從兩端的所述電纜本體絕緣屏蔽層處引入，均勻地纏繞在接頭本體表面，并進(jìn)行固定和連接。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述兩條測溫光纜之間為熔接接續(xù)方式，在接續(xù)點處套設(shè)一耐熱塑料軟管。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述測溫光纜反向纏繞幾圈在所述接頭本體與所述金屬護(hù)套層之間。
[0009]本發(fā)明還提供了一種電纜接頭測溫系統(tǒng)，其特征在于，包括前述的電纜接頭、光纖測溫系統(tǒng)、負(fù)載電流采集系統(tǒng)及PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述電纜接頭的測溫光纜與所述光纖測溫系統(tǒng)連接，對所述電纜接頭的接頭本體的絕緣外表面溫度進(jìn)行實時在線監(jiān)測并上傳溫度數(shù)據(jù)到所述PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述負(fù)荷電流采集系統(tǒng)為套在電纜表面的電流檢測裝置，通過其采集電流數(shù)據(jù)上傳到所述PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述測溫光纜通過一前置光纖與所述光纖測溫系統(tǒng)連接。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在不同的電纜敷設(shè)方式下，設(shè)置相應(yīng)的環(huán)境溫度和對流換熱系數(shù)值作為邊界條件，運用有限元仿真軟件計算不同負(fù)載電流下電纜接頭內(nèi)穩(wěn)態(tài)溫度的分布，建立不同敷設(shè)條件下負(fù)載電流與接頭線芯最高溫度、接頭本體絕緣外表面溫度、絕緣層最大溫差一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電纜接頭在接頭本體絕緣外表面繞包測溫光纜進(jìn)行測溫，不但解決了電纜接頭外表面測溫不準(zhǔn)確、易受環(huán)境影響等問題，還解決了內(nèi)置光纖測溫的光纖易斷問題；本發(fā)明的電纜接頭測溫系統(tǒng)通過將測溫光纜測得的關(guān)鍵部位的溫度數(shù)據(jù)上傳到根據(jù)有限元仿真建立的數(shù)據(jù)庫，求得接頭線芯最高溫度和絕緣層最大溫差，從而實現(xiàn)對整個接頭絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]圖1為本發(fā)明電纜接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明電纜接頭測溫系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。
[0017]請參閱圖1，本發(fā)明的電纜接頭包括接頭本體，接頭本體包括位于兩端的應(yīng)力錐3和增強(qiáng)絕緣層4，在接頭本體的表面均勻纏繞有測溫光纜11，由里到外依次包裹接頭本體的分別為絕緣密封膠層8、銅殼層9和PE(聚乙烯)護(hù)套層10 ;兩段電纜進(jìn)行連接時，在連接處套入接頭本體，電纜由里到外依次包括線芯導(dǎo)體1、電纜本體XLPE (交聯(lián)聚乙烯)絕緣層2、絕緣屏蔽層5、金屬護(hù)套層6和電纜護(hù)套層7。
[0018]兩條測溫光纜11分別從兩端電纜本體的絕緣屏蔽層5處引入，蛇形均勻地纏繞在接頭本體(包括應(yīng)力錐3和增強(qiáng)絕緣層4)表面，并進(jìn)行固定；兩條測溫光纜11之間采用熔接接續(xù)方式，接續(xù)點12處采用耐熱塑料軟管進(jìn)行保護(hù)，并順著光纜一起纏繞到接頭本體上，對之后銅殼層9的安裝和絕緣密封膠層8的灌封都不會有影響，并解決了內(nèi)置光纖測溫的光纖易斷問題。從電纜本體絕緣屏蔽層5引入接頭本體的測溫光纜11，應(yīng)預(yù)留一定長度在電纜本體上反向纏繞幾圈，纏繞位置在接頭本體與金屬護(hù)套層6之間，為測溫光纜11在電纜接頭接續(xù)中的操作失誤預(yù)留一定長度。
[0019]本實施例中所述測溫光纜的使用類型:對于直通電纜接頭，可以使用塑料光纜(光纖外層包覆聚乙烯或聚氯乙烯等塑料護(hù)套)和鎧裝光纜(光纖外層包覆一層金屬鎧，例如不銹鋼軟管等)；而對于絕緣電纜接頭，只能使用塑料光纜。
[0020]請參閱圖2，本發(fā)明的電纜接頭測溫系統(tǒng)包括上述的電纜接頭、光纖測溫系統(tǒng)、負(fù)荷電流采集系統(tǒng)及PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。內(nèi)置于電纜接頭的測溫光纜通過前置光纖與光纖測溫系統(tǒng)連接，對電纜接頭的接頭本體(包括應(yīng)力錐和增強(qiáng)絕緣)外表面溫度進(jìn)行實時在線監(jiān)測，能對接頭本體增強(qiáng)絕緣層外表面的溫度有效地進(jìn)行實時在線監(jiān)測，以避免測試盲區(qū)；同時，通過負(fù)荷電流采集系統(tǒng)采集獲得負(fù)載電流數(shù)據(jù)，然后將測得的溫度和負(fù)載電流數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過仿真計算手段建立不同敷設(shè)環(huán)境下負(fù)載電流與接頭線芯最高溫度、接頭本體絕緣外表面溫度和絕緣層內(nèi)外表面最大溫差一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)測得的接頭關(guān)鍵部位的溫度即可查詢數(shù)據(jù)庫獲得接頭線芯最高溫度和絕緣層最大溫差，進(jìn)而監(jiān)測整個接頭絕緣狀態(tài)。
[0021 ] 通過仿真手段建立的PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在不同的電纜敷設(shè)方式(空氣、直埋、管道、暗溝敷設(shè)等)下，設(shè)置相應(yīng)的環(huán)境溫度和對流換熱系數(shù)值作為邊界條件，運用有限元仿真軟件計算不同負(fù)載電流下接頭內(nèi)穩(wěn)態(tài)溫度分布，從而建立一套不同敷設(shè)條件下負(fù)載電流與接頭線芯最高溫度、接頭本體絕緣外表面溫度、絕緣層最大溫差一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。將敷設(shè)條件、負(fù)載電流和測溫光纜測量的接頭本體絕緣外表面溫度輸入PC機(jī)建立的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢，可得對應(yīng)條件下接頭線芯最高運行溫度和絕緣層最大溫差，從而實現(xiàn)在線監(jiān)測接頭的絕緣狀態(tài)。
[0022]負(fù)荷電流采集系統(tǒng)為套在電纜表面的電流檢測裝置(比如CT等)，能采集電流數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于接頭穩(wěn)態(tài)溫度場的仿真計算并建立數(shù)據(jù)庫。
[0023]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項】
1.一種電纜接頭，包括接頭本體，兩段電纜進(jìn)行連接時，在連接處套入所述接頭本體，所述電纜由里到外依次包括線芯導(dǎo)體、電纜本體絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬護(hù)套層和電纜護(hù)套層，其特征在于，所述接頭本體包括位于兩端的應(yīng)力錐和增強(qiáng)絕緣層，在所述接頭本體的表面均勻纏繞有測溫光纜，由里到外依次包裹所述接頭本體的分別為絕緣密封膠層、銅殼層和PE護(hù)套層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜接頭，其特征在于，兩條測溫光纜分別從兩端的所述電纜本體絕緣屏蔽層處引入，均勻地纏繞在接頭本體表面，并進(jìn)行固定和連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜接頭，其特征在于，所述兩條測溫光纜之間為熔接接續(xù)方式，在接續(xù)點處套設(shè)一耐熱塑料軟管。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜接頭，其特征在于，所述測溫光纜反向纏繞幾圈在所述接頭本體與所述金屬護(hù)套層之間。5.一種電纜接頭測溫系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的電纜接頭、光纖測溫系統(tǒng)、負(fù)載電流采集系統(tǒng)及PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述電纜接頭的測溫光纜與所述光纖測溫系統(tǒng)連接，對所述電纜接頭的接頭本體的絕緣外表面溫度進(jìn)行實時在線監(jiān)測并上傳溫度數(shù)據(jù)到所述PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述負(fù)荷電流采集系統(tǒng)為套在電纜表面的電流檢測裝置，通過其采集電流數(shù)據(jù)上傳到所述PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜接頭測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫光纜通過一前置光纖與所述光纖測溫系統(tǒng)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜接頭測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述PC機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在不同的電纜敷設(shè)方式下，設(shè)置相應(yīng)的環(huán)境溫度和對流換熱系數(shù)值作為邊界條件，運用有限元仿真軟件計算不同負(fù)載電流下電纜接頭內(nèi)穩(wěn)態(tài)溫度的分布，建立不同敷設(shè)條件下負(fù)載電流與接頭線芯最高溫度、接頭本體絕緣外表面溫度、絕緣層最大溫差一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電纜接頭，包括接頭本體，兩段電纜進(jìn)行連接時，在連接處套入所述接頭本體，所述電纜由里到外依次包括線芯導(dǎo)體、電纜本體絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬護(hù)套層和電纜護(hù)套層，所述接頭本體包括位于兩端的應(yīng)力錐和增強(qiáng)絕緣層，在所述接頭本體的表面均勻纏繞有測溫光纜，由里到外依次包裹所述接頭本體的分別為絕緣密封膠層、銅殼層和PE護(hù)套層。本發(fā)明還公開了一種電纜接頭測溫系統(tǒng)，通過將測溫光纜測得的關(guān)鍵部位的溫度數(shù)據(jù)上傳到根據(jù)有限元仿真建立的數(shù)據(jù)庫，求得接頭線芯最高溫度和絕緣層最大溫差，從而實現(xiàn)對整個接頭絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測。
【IPC分類】G01R31/12, H01R13/66, G01K3/08
【公開號】CN105140728
【申請?zhí)枴緾N201510594007
【發(fā)明人】傅明利, 田野, 卓然, 侯帥, 惠寶軍, 李昭紅, 陽林, 郝艷捧
【申請人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心, 華南理工大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月17日