一种包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头的制作方法

本发明属于高压电缆测量装置领域，尤其涉及一种包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头。

背景技术：

电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节，对电网电力设备进行安全运营实时监控成为必要。高压电缆接型头用于电缆分支箱的主网系统或作为环网柜的进、出线电缆接头。随着运行时间的延长、压接头的松动、绝缘老化、以及局部放电、高压泄漏等，将引起发热和温度的升高，这将使运行状况进一步恶化，促使温度进一步提升，这一恶性循环的结果就引发短路放炮，甚至火灾。由于该类型的电缆接头众多且分散，不易人工巡视。

长期电网运行数据表明，电网电气设备故障大多是由于大电流运行、设备老化、绝缘水平下降等原因导致设备在高温条件下运行，进而引发燃烧，爆炸等严重后果所造成。

环网柜具有结构紧凑、电气寿命长、开断力强等优点，近10年来城网、农网改造中，为使配电网节约成本、安全可靠，在配电系统中大量使用环网柜。高压电缆T型头作为环网柜电气连接中不可或缺的重要部件，也得到了越来越广泛的应用。这类高压电缆T型头分布在各城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中，受加工工艺、施工质量、运行工况以及运行环境的影响，高压电缆T型头故障率较高，而电缆头的正常工作与否直接关系配电网络的正常运营。

针对以上情况，在高压电缆T型头领域，目前已有的红外测温、光纤测温、有源无线测温等解决方案，均存在缺陷：红外测温不能在线测量，需要巡检，只能测量接头绝缘层外的温度，非直接接触式测温，另外正常运行的环网柜，是不允许打开柜门的，甚至连绝缘层外的温度都无法测量；光纤测温布线困难，施工复杂，长时间工作后由于光纤绝缘老化，导致沿光纤产生爬电风险；有源无线测温方案需要在高压电缆T型头外使用电池或者采用CT取电，存在使用风险，后期维护大，同时也只能测量接头绝缘层外的温度。因此，这些传统的温度测量方式都存在一些缺陷，无法满足复杂的高压电缆T型头应用场合的测温要求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头，实现电缆连接点的接触式、无源无线式测温。

一种包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头，其特征在于：将无源无线温度传感器与高压电缆T型头制作一体；所述无源无线温度传感器包括：传感器基板、传感器芯片和传感器收发天线，所述传感器收发天线用于接收问询射频信号、发射传感器反馈射频信号。

无源无线温度传感器为基于声表面波技术的无源无线温度传感器，该无源无线温度传感器利用安装在其中的晶体的物理特性，无需工作电路，不需要供电，并且采用射频无线方式实现与信号收发天线的通信，真正实现高低压电路分离运行。

传感器基板可以为硬基板或软基板，与高压电缆T型头内壁面处于同一面，可与被测物直接接触，传感器基板上布置导线，传感器芯片固定在传感器基板上，传感器收发天线一端与传感器基板相连，通过传感器基板上的导线与传感器芯片连接。传感器收发天线被高压电缆T型头同材料物质包裹。

作为优选，传感器芯片、传感器收发天线与传感器基板的连接方式为焊接。

高压电缆T型头为高压电缆T型头或高压电缆T-II型头，不分电压等级。

传感器收发天线有多种制作方式，包括：1，传感器收发天线缠绕在高压电缆T型头内；

2，传感器收发天线平行于高压电缆T型头内壁；

3，传感器收发天线垂直于高压电缆T型头。

本发明具有如下有益效果：采用此种包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头连接电缆接头，可实现接触式测温，测量获取的温度与电缆连接点温度相同。该种包含无源无线温度传感器的高压电缆利用无源无线温度传感器其中包含的晶体的物理特性，无需低电压工作电路，无需电源，实现了高压电缆连接点的直接测温，使用安全，安装完成后，无需停电更换电池、无需感应取电，故障点少，无需停电检修等特点，并且减少了日常维护工作。

使用这种包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头连接电缆，真正实现对高压电缆环网柜和分支箱连接点的无源无线接触式测温。另外一个特征是本发明也适用于高压电缆T-II型头，不分电压等级。

本发明能够实现高压电缆T型头电气连接点的温度在线接触式测量，并且提出相应的预警和报警机制，可以在危险发生之前将故障排除，避免损失的进一步扩大，同时避免由于高压配电电缆故障造成的电网事故，在电网实际运行安全中具有十分重要的意义。

附图说明

图1为包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头简图1。

图2为包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头简图2。

图3为包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头简图3。

图中：1为传感器芯片；2为传感器基板；3为传感器天线；4为高压电缆T型头。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。

实施例1，如图1所示，以高压电缆T型头4为例，基于声表面波技术的无源无线温度传感器与高压电缆T型头4一体设计，该无源无线温度传感器利用安装在其中的晶体的物理特性，无需工作电路，不需要供电，并且采用射频无线方式实现与信号收发天线的通信，真正实现高低压电路分离运行。将传感器基板2(可以为硬基板或软基板)与高压电缆T型头4内壁面处于同一面，传感器基板2可与被测物直接接触，传感器芯片1焊接在传感器基板2上，传感器收发天线3一端焊接在传感器基板2，通过传感器基板2上的导线与传感器芯片1连接，传感器收发天线3缠绕在高压电缆T型头4内，传感器收发天线3被高压电缆T型头4同材料物质包裹。

图1中传感器收发天线1可沿着高压电缆T型头4的绝缘层绕制而成，传感器收发天线1直径、长度不受空间限制，传感器收发天线1尺寸越大，传感器收发天线1的增益越强，可减小温度分析器的发射功率，测量效果好，但生产制作难度大。

实施例2，如图2所示，同实施例1，其中传感器收发天线3平行于高压电缆T型头4内壁。

实施例3，如图3所示，同实施例1或2，其中传感器收发天线3垂直于高压电缆T型头4，传感器收发天线3被高压电缆T型头4同材料物质包裹。

图2、图3中传感器收发天线1受到高压电缆T型头4的绝缘层厚度、外形的制约，传感器收发天线1尺寸受到限制，传感器收发天线1增益受到限制，温度分析器发射功率较大，但生产制作难度小。

上述实施例所述的高压电缆T型头的工作原理如下。温度分析器中的信号处理模块控制信号发射模块通过射频信号收发天线向包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头发送其特征射频频率信号，该电缆接头通过一体化设计的传感器收发天线接收射频信号后，将其转化为传感器中晶体表面的声表面波，这种声表面波的传播速度与晶体的温度有一定的特性关系。通过在传感器晶体上设置反射栅，使传感器晶体上产生谐振，谐振产生的射频信号被包含无源无线温度传感器的高压电缆T型头一体化设计的传感器收发天线发射。在回传射频信号产生时，通过温度分析器信号处理模块控制的信号接收模块处于工作中。接收的回传射频信号被分析器分析后得到高压电缆T型头连接点的温度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内的，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。