电缆接头的故障诊断方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆故障监测技术领域，尤其涉及一种电缆接头的故障诊断方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 在大型供电系统中，越来越多地采用电力电缆输配电。由电力电缆引起的故障是 影响电力正常供应的主要因素。然而，电缆运行故障大多发生在电缆接头的位置。通常， 现有的电缆接头故障诊断方法主要适用于高压电力系统，并不适合多芯电缆接头的故障监 测 。
[0003] 以风电领域所使用的动力电缆为例。由于发电机的高度较高，施工较为困难，动力 电缆一般采用电缆接头方式连接。因电缆接头的施工质量不高，同时在风力发电机组的运 行过程中还会发生振动和坠落等异常情况，导致电缆接头松动，进而出现接触电阻增大等 质量问题。随之而来的是电缆接头的运行温度相应升高，从而加速接头处绝缘老化，使局放 电概率增加形成恶性循环，最终导致高温故障，引发电缆火灾。
[0004] 该动力电缆是一种多芯电缆接头，因此，现有方法并不适用于动力电缆的故障诊 断，也无法避免因电缆接头故障带来的安全隐患。此外，现有技术通常直接利用温度测量结 果作为故障判断基准，因此，欲提高故障判断的准确度，就需要使用精度高的测温装置，进 而导致故障诊断成本较高。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的目的在于，提供一种电缆接头的故障诊断方法及装置，以实现对 电缆接头的故障监测，避免因电缆接头故障带来的安全隐患，同时，无需依赖测温装置的精 度，降低成本。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明的实施例提供了一种电缆接头的故障诊断方法，所 述方法包括：获取至少两根电缆接头处各自监测点的第一温度，以及所述至少两根电缆接 头所处环境的第二温度；根据获取到的第一温度和第二温度，计算每根所述电缆接头处监 测点相对于所述环境的温升数据；根据所述温升数据判断每根所述电缆接头是否发生故 障。
[0007] 优选地，所述根据获取到的第一温度和第二温度，计算每根所述电缆接头处监测 点相对于所述环境的温升数据的处理包括：分别计算每个所述电缆接头处监测点的第一温 度与所述至少两根电缆接头处监测点的第一温度的平均值的第一差值，并且计算所述至少 两根电缆接头处监测点的第一温度的平均值与所述至少两根电缆接头所处环境的第二温 度的第二差值，将所述第一差值与所述第二差值的比值作为每根所述电缆接头处监测点相 对于所述环境的温升数据。
[0008] 优选地，所述根据所述温升数据判断每根所述电缆接头是否发生故障的处理包 括：如果某根电缆接头的温升数据大于预设的温升数据阈值，判定所述电缆接头故障。
[0009] 优选地，所述获取至少两根电缆接头处各自监测点的第一温度的处理包括：通过 测温传感器和/或红外测温装置进行采集，获得至少两根电缆接头处各自监测点的第一温 度。
[0010] 优选地，在判定所述电缆接头故障后进行报警提示。
[0011] 本发明的实施例还提供了一种电缆接头的故障诊断装置，所述装置包括：温度获 取模块，用于获取至少两根电缆接头处各自监测点的第一温度，以及所述至少两根电缆接 头所处环境的第二温度；温升数据计算模块，用于根据获取到的第一温度和第二温度，计算 每根所述电缆接头处监测点相对于所述环境的温升数据；故障判断模块，用于根据所述温 升数据判断每根所述电缆接头是否发生故障。
[0012] 优选地，所述温升数据计算模块包括：差值计算单元，用于分别计算每个所述电缆 接头处监测点的第一温度与所述至少两根电缆接头处监测点的第一温度的平均值的第一 差值，并且计算所述至少两根电缆接头处监测点的第一温度的平均值与所述至少两根电缆 接头所处环境的第二温度的第二差值，温升数据计算单元，用于将所述第一差值与所述第 二差值的比值作为每根所述电缆接头处监测点相对于所述环境的温升数据。
[0013] 优选地，所述故障判断模块用于如果某根电缆接头的温升数据大于预设的温升数 据阈值，判定所述电缆接头故障。
[0014] 优选地，所述温度获取模块包括测温传感器和/或红外测温装置。
[0015] 优选地，所述电缆接头是用于风力发电机组的同相动力电缆接头。
[0016] 本发明实施例提供的电缆接头的故障诊断方法及装置，依据获取到多根电缆接头 处各自监测点的温度和所处环境的温度，得到每根电缆接头处监测点相对于环境的温升数 据。进一步将温升数据作为判断基准，判断某根电缆是否发生故障，从而实现了对电缆接头 的故障监测，避免了因电缆接头故障带来的安全隐患。此外，与现有技术的直接利用温度测 量结果进行故障判断相比，本实施例对温度传感器精度要求较低，从而降低了成本，并且适 用面较广。除风电领域外还适用于其它符合多芯电缆条件的技术领域。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明实施例一的电缆接头的故障诊断方法的流程示意图；
[0018] 图2为本发明实施例二的电缆接头的故障诊断装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本发明实施例电缆接头的故障诊断方法及装置进行详细描述。
[0020] 实施例一
[0021] 图1为本发明实施例一的电缆接头的故障诊断方法的流程示意图，如图1所示，电 缆接头的故障诊断方法包括：
[0022] 步骤101 :获取至少两根电缆接头处各自监测点的第一温度，以及至少两根电缆 接头所处环境的第二温度。
[0023] 在实际应用中，监测点的位置可根据现场实际条件和设备的可靠性来确定，一般 选取电缆接头处绝缘外皮作为监测点的位置。相应地，第一温度可以是每根电缆接头处绝 缘外皮上某监测点的温度，具体可通过测温传感器和/或红外测温装置进行采集，获得至 少两根电缆接头处各自监测点的第一温度。举例来说，使用型号PTlOO的测温传感器贴敷 于电缆接头处绝缘外皮进行温度测量，使得对电缆接头处的温度测量方式更加简便，易于 操作。第二温度是电缆接头处绝缘外皮所处外界环境的温度。
[0024] 步骤102 :根据获取到的第一温度和第二温度，计算每根电缆接头处监测点相对 于环境的温升数据。
[0025] 在具体的实现方式中，可分别计算每个电缆接头处监测点的第一温度与至少两根 电缆接头处监测点的第一温度的平均值的第一差值，并且计算至少两根电缆接头处监测点 的第一温度的平均值与至少两根电缆接头所处环境的第二温度的第二差值，将第一差值与 第二差值的比值作为每根电缆接头处监测点相对于环境的温升数据。具体可利用下式（1) 计算每根电缆接头处监测点相对于环境的温升数据：
[0027] 其中，R1为第i根电缆接头的温升数据，i为正整数且I < i < n，n为电缆接头的 根数，T1为第i根电缆接头处监测点的第一温度，1\为η根电缆接头所处环境的第二温度。
[0028] 需要说明的是，前述电缆接头可以是用于风力发电机组的同相动力电缆接头。下 面以2. 5MW风力发电机组的同相动力电缆接头为例，详细说明上述式（1)的技术原理。
[0029] 机舱发电机同塔底变流柜之间的主电缆每个三芯电缆由三根电缆组成，机组在正 常工作状态下，三根电缆的电流几乎相等。根据相关文献及原理可知，热量公式（T x-Te)= PZ = I2RxZ,其中P为电缆接头处的热功率；Z为电缆接头处至监测点的热阻，Rx为电缆接头 接触电阻，！；为电缆接头处的监测点温度，1\为电缆接头所处环境的温度，I为流经电缆接 头的电流。
[0030] 在本实施例中，三芯电缆流经的电流I相等。同时，由于每根电缆具有相同的安 装、使用及测量条件，因此，电缆接头处至监测点的热阻Z也相等，由此可以看出电缆接头 接触电阻R x与温度差值（Tx-TJ成一定的比例关系。因此，可以得到下式（2):
[0031 ] R1IR2IR3= (T1-Te) : (T2-Te) : (T3-Te)....................................式⑵
[0032] 其中，RpRpR3为三芯电缆的各自电缆接头的接触电阻，T 三芯电缆的各 自电缆接头处监测点的温度，Te为三芯电缆所处环境的温度。
[0033] 进一