一种高压电缆导体温度测量装置的制作方法

本实用新型设置温度测量装置，具体涉及一种监测高压电缆导体温度的温度测量装置。

背景技术：

随着城市化建设的快速发展，城市电网缆化程度迅速提高，地下电缆已经成为城市电力网架的主要组成部分，但目前国内外对电缆运行状态监测受技术局限，难以开展全面有效的运行监测，各地电缆爆炸等运行事故层出不穷。为了保证城市生产、生活安全有序，电缆安全可靠运行非常重要，有效的电缆运行监测系统可以为电缆安全运行提供保障。衡量电缆运行安全的一个关键性参数是运行温度，目前市场上主要采用表皮测温，红外热像仪，光纤测温，这三种测温方式具有局限性，对外表暴露部件有效，但不能真实反映电缆内部封闭空间导芯的运行温度,无法解决对电网运行线芯关键参数的监测和分析，所以市场急需一种可以实时准确测量电缆导体温度的创新技术。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种高压电缆导体温度测量装置，通过紧贴在导体上的无源温度测量装置获取温度数据，实时监控温度数据变化。

本实用新型的技术方案是：一种高压电缆导体温度测量装置，包括：电缆接头和设置在所述电缆接头处的连接管，还包括：设置在电缆接头高压侧，且与连接管接触的温度监测模块；

所述温度监测模块包括：

用于实时采集电缆接头温度，并将所采集温度信息传输至温度转换单元的温度传感器；

用于将温度传感器所采集温度信息进行模数转换，并将处理后的温度信息发送至中央处理器的温度转换单元；

以及，中央处理器、数据无线发射单元和电源单元；

所述温度传感器的输出端与温度转换单元的输入端连接，温度转换单元的输出端与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端与数据无线发射单元的输入端连接；所述中央处理器获取温度转换单元输出的温度信息，判断温度是否异常，并将温度信号和温度异常信号通过数据无线发射单元发出；

所述电源单元分别与温度转换单元、中央处理器、数据无线发射单元连接；所述电源单元给温度转换单元、中央处理器、数据无线发射单元提供电源。

进一步地，所述电源单元包括取电线圈和电能管理单元；

所述电能管理单元的输入端与取电线圈连接，电能管理单元的输入端分别与温度转换单元、中央处理器、数据无线发射单元连接；所述电能管理单元通过取电线圈收集电缆接头周围磁场，将磁场转换为电能。

进一步地，还包括壳体，壳体为中空结构，壳体四周设置有卡槽；温度监测模块设置在壳体的中空结构内，取电线圈缠绕在壳体四周的卡槽内。

进一步地，壳体底部设置有吸附部。

进一步地，中央处理器为MCU中央处理器。

进一步地，MCU中央处理器为MPS430芯片，温度转换单元为MAX31855芯片，数据无线发射单元为NRF24L01芯片，电能管理单元为BQ51021芯片。

进一步地，温度传感器为K型热电偶。

进一步地，还包括：通讯主机和设置有报警模块的显示终端；

所述通讯主机与数据无线发射单元通信，所述显示终端与通讯主机连接。

进一步地，所述显示终端包括现场显示终端和远程显示终端。

本实用新型提供的高压电缆导体温度测量装置，实现电缆接头采用内置测温传感器，置于电缆接头内部高压侧，采用直接接触测量法测量导体的运行温度，对电缆主绝缘物理结构和电气性能不产生任何影响；针对电缆接头内部强电场特点，采用高电压侧等电位屏蔽工作，零电位侧接受，射频通信技术穿透电缆接头主绝缘，将电缆接头导体高压侧温度通过无线通信方式传输至为电缆接头外部零点位，实现高压侧直接接触式测量导体温度。

安装方便，无磁饱和，没有涡流，以表面帖敷的方式将内置测温模块直接贴在接头导体部位，实现电缆接头导体温度接触式测量。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例系统框图。

图2是本实用新型具体实施例温度监测模块原理框图。

图3是本实用新型具体实施例温度监测模块安装位置示意图。

图4是图3中A部放大图。

图5是本实用新型具体实施例报警方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。

如图1所示，本实用新型提供的高压电缆导体温度测量装置，包括温度监测模块100、通讯主机110和显示终端120。其中显示终端120设置有报警模块，显示终端120包括现场显示终端700和远程显示终端710。远程显示终端可为PC机监控中心、智能设备、液晶显示面板等。

温度监测模块100实时监测电缆导体的温度变化，判断电缆导体温度是否超过警戒值，当温度超过警戒值时，发出报警信号。温度监测模块100实时将所监测的温度发送至通讯主机110，通讯主机110控制显示终端120显示电缆导体温度，并在接收到报警信号时，控制显示终端120报警。

如图5所示，当温度监测模块100检测到温度超过警戒线时，向现场显示终端700和远程显示终端710发送数据。现场显示终端700采用闪屏721和声音警报723（包括蜂鸣器或外接喇叭）的方式向用户报警；远程显示终端710采用报警点红色提示722、声音警报723（包括蜂鸣器或外接喇叭）和短信警报724的方式向用户报警。图中虚线框内为报警方式。

如图2、3和4所示，本装置还包括电缆接头和设置在电缆接头处的连接管，温度监测模块设置在电缆接头高压侧，且与连接管接触。

温度监测模块110包括：

用于实时采集电缆接头温度，并将所采集温度信息传输至温度转换单元310的温度传感器350；

用于将温度传感器350所采集温度信息进行模数转换，并将处理后的温度信息发送至中央处理器300的温度转换单元310；

以及，中央处理器300、数据无线发射单元320和电源单元360；

温度传感器350的输出端与温度转换单元310的输入端连接，温度转换单元310的输出端与中央处理器300的输入端连接，中央处理器300的输出端与数据无线发射单元320的输入端连接；中央处理器300获取温度转换单元310输出的温度信息，判断温度是否异常，并将温度信号和温度异常信号通过数据无线发射单元320发出；数据无线发射单元320与通讯主机110无线通信；数据无线发射单元320所发射无线信号频率可根据不同电缆接头结构，选择不同频率的信号，频率范围介于2.4GHz-5.8GHz之间。

电源单元360分别与温度转换单元310、中央处理器300、数据无线发射单元320连接；电源单元310给温度转换单元310、中央处理器300、数据无线发射单元320提供电源。

电源单元360包括取电线圈340和电能管理单元330，电能管理单元340的输入端与取电线圈330连接，电能管理单元340的输入端分别与温度转换单元310、中央处理器300、数据无线发射单元320连接；电能管理单元330通过取电线圈340收集电缆接头周围磁场，将磁场转换为电能。

本装置还设置有壳体，壳体为中空结构，壳体的中空结构内设置电路板，电路板上设置温度监测模块100，即电路板上设置温度监测模块100的温度转换单元310、中央处理器300、数据无线发射单元320和电源管理单元330等。壳体四周设置有卡槽，取电线圈340设置在缠绕在壳体四周的卡槽内。壳体底部设置有吸附部，以便将其方便地设置在连接管上。

本实施例充分利用电磁场能量特性实现完全自主供电，可长期不需要维护，只要测温点有电流通过，就会产生电磁场，则高压电缆导体温度测量装置就可以持续不断地获取磁场能量，维持工作。高压电缆导体温度测量装置功耗很小，最低只需要0.04mW，只需要测温点有3A以上的电流通过，高压电缆导体温度测量装置就可以正常工作，应用范围广，完全可以满足电力行业用户的需求。性能稳定可靠，基本实现免维护。高压电缆导体温度测量从磁场中获取能量小，0.04-9mW，不需要保护电路消耗大量能量；自发热微小，无明显涡流热现象，不会因为高压电缆导体温度测量内部超温影响其正常运行，也不会加剧被测点温度；无外置电源（如锂电池等），不存在更换电池问题；高压电缆导体温度测量装置内部采用专业屏蔽技术，大幅降低强磁环境干扰。

本实施例中，温度传感器350可采用K型热电偶，中央处理器300为MCU中央处理器，MCU中央处理器为MPS430芯片，温度转换单元310为MAX31855芯片，数据无线发射单元320为NRF24L01芯片，电能管理单元330为BQ51021芯片。在其他方案中，以上模块可以用具有相同功能的芯片或电路代替，不仅限于上述芯片。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。