高压电缆接头测温装置的制作方法

本发明涉及电力系统的高压电缆安全监测技术领域，尤其涉及一种高压电缆接头测温装置。

背景技术：

高压电缆接头用于高压电缆本体之间的连接，但一直是高压电缆系统运行中的薄弱环节,在高压线路诸多事故中，由于高压电缆接头接触不良所导致的安全事故最为常见。高压电缆接头温度的升高使接头处的接触电阻增大，导致高压电缆接头过热，加剧绝缘老化甚至造成绝缘击穿，对电力系统的安全运行造成严重威胁。因此，如果能够实时有效地监测高压电缆接头运行过程中的温度变化，对实现高压电缆接头的在线监测、提高高压电缆线路的安全运行有重要意义。

由于高压电缆接头的温度是连续且缓慢变化的，所以当接头过热到事故发生时，有着相当长的时间可以采取措施来避免该事故的发生，从而确保线路安全。为了达到这一目的，必须装备在线温度监测装置，记录高压电缆接头的真实并连续的温度值，在事故发生前及时提供参数变化情况和预警信息。目前国内尝试在高压电缆中植入光纤，利用温度变化时光纤的折射率也同时发生改变这一物理特性，进行高压电缆温度的在线检测应用技术研究。但在实际应用中，大量的无光纤高压电缆使用已经成为事实，采用光纤植入高压电缆的方法亦无法从根本上解决高压电缆在线测温的问题；其二，根据光纤植入高压电缆的实际结构和使用情况，使用光纤测温，其检测值是光纤植入高压电缆结构层所在部位的温度，而非高压电缆中间接头内部线芯导体的真实温度；再者，光纤植入式高压电缆在入地敷设过程中，承受大力牵引和拉伸，同时还有弯曲形变，光纤极其容易断裂，导致功能全部丧失。所以，通过在高压电缆中植入光纤进行在线测温的技术应用受到很大的限制，无法从根本上实现对高压电缆中间接头的准确测温的要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供高压电缆接头测温装置，其能对高压电缆接头部位内部线芯导体的问题进行测量。

本发明采用以下技术方案实现：

高压电缆接头测温装置，包括读卡器和至少一个测温机构，所述测温机构安装于高压电缆绝缘层与线芯之间；测温机构包括电路板，电路板上设有RFID测温芯片、金属块和第一射频天线，读卡器包括读卡器本体和第二射频天线，RFID测温芯片和第一射频天线连接，读卡器本体与第二射频天线连接，RFID测温芯片与金属块相连；金属块用于与线芯接触，该RFID测温芯片用于检测金属块的温度值，并将该温度值以及RFID测温芯片对应的ID编码依次通过第一射频天线、第二射频天线发送至读卡器本体。

优选的，所述测温机构还包括壳体，且该壳体的侧壁具有缺口，所述电路板、RFID测温芯片、金属块和第一射频天线均位于壳体内，且金属块从缺口伸出。

优选的，所述壳体内还设有弹簧，弹簧的一端与金属块连接，另一端与壳体的内壁连接。

优选的，所述读卡器本体包括射频收发电路、MCU和远程通讯接口电路，所述射频收发电路和远程通讯接口电路均与MCU连接，射频收发电路与第二射频天线连接，远程通讯接口电路与外部的终端连接。

所述远程通讯接口电路为RS485接口电路、RS232接口电路、GPRS电路和GSM电路中的一种或多种。

优选的，所述第一射频天线为电路板覆铜型天线。。

优选的，所述第二射频天线均为半弧形陶瓷天线。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的RFID测温芯体将读卡器发射的射频信号转换为能量进行供电，实现无源技术，不需要其他驱动能源；由于测温机构直接内置在高压电缆内部，能够准确的测量高压电缆线芯温度。

附图说明

图1为本发明的高压电缆接头测温装置的安装结构示意图。

图2为本发明的高压电缆接头测温装置的模块结构图。

其中，1、读卡器；11、读卡器本体；12、第二射频天线；2、测温机构；3、线芯；4、铜接管；5、应力推套管；6、铜屏蔽网；7、中间包层；8、铜屏蔽体；9、外绝缘层；10、内绝缘层。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

参见图1和图2，本发明提供一种高压电缆接头测温装置，其应用在高压电缆的接头处，包括读卡器1和至少一个测温机构2，所述测温机构2安装于高压电缆绝缘层与线芯3之间；测温机构2包括电路板，电路板上设有RFID测温芯片、金属块和第一射频天线，读卡器1包括读卡器本体11和第二射频天线12，RFID测温芯片和第一射频天线连接，读卡器本体11与第二射频天线12连接，RFID测温芯片与金属块相连；金属块用于与线芯3接触，RFID测温芯片通过金属块做等电位接地的同时，该RFID测温芯片用于检测金属块的温度值，并将该温度值以及检测该温度值的RFID测温芯片对应的ID编码依次通过第一射频天线、第二射频天线12发送至读卡器本体11。第二射频天线12位于高压电缆的绝缘层与金属屏层之间。

高压电缆的结构可参见图1，由铜接管3将两段高压电缆连接，测温机构2则位于铜接管3的任意一个端面位置，金属块与内部线芯接触。应力推套管5固定接头位置。线芯3的外部包覆有多层绝缘层，分别是内绝缘层10、铜屏蔽网6、中间包层7、铜屏蔽体8、外绝缘层9以逐层绕包的方式对线芯3进行多层保护。高压电缆的具体结构为现有技术。

本发明在使用时，优选测温机构2还包括壳体，且该壳体的侧壁具有缺口，所述电路板、RFID测温芯片、金属块和第一射频天线均位于壳体内，且金属块从缺口伸出。金属块从缺口伸出与线芯3直接接触，金属块起到导热左右，而RFID测温芯片则检测金属块的温度值，将所检测到的温度值以及自身的ID编码一并发送至读卡器本体。每一个RFID测温芯片都具有位移的ID编码，根据实际情况可以在线芯接头的多处位置设置测温机构2，也就是一个读卡器1可能对应多个RFID测温芯片，将RFID测温芯片对应的ID编码发送至读卡器1中，读卡器1能够清楚了解到是具体哪个位置的温度。

壳体内还设有弹簧，弹簧的一端与金属块连接，另一端与壳体的内壁连接。金属块与电路板固定，当线芯产生松动时，直径产生变化，由于弹簧的压缩、反弹功能，可以使得金属块可以在壳体内两个相对的侧壁之间移动，保证无论如何金属块都能与线芯接触，不会出现接触不良的现象。

读卡器本体11具体包括射频收发电路、MCU和远程通讯接口电路，所述射频收发电路和远程通讯接口电路均与MCU连接，射频收发电路与第二射频天线12连接，远程通讯接口电路与外部的终端连接。本发明的读卡器本体11通过远程通讯接口可以将数据传输至远端的计算机、手机或其他终端。远程通讯接口电路为RS485接口电路、RS232接口电路、GPRS电路和GSM电路中的一种或多种。

读卡器本体11与第二射频天线12可以通过导线进行连接。而测温机构2与读卡器1之间没有导线连接，不会破坏掉高压电缆原有的结构。第一射频天线为电路板覆铜型天线，嵌入安装在电路板上，第一射频天线占用空间体积小，有效面积大，保证可靠性。而RFID测温芯片可通过焊接在电路板内部，避免RFID测温芯片受到任何外力损伤。RFID测温芯片本身具备温度传感器的功能，直接对射频信号进行温度数值调制，不再需要任何外部温度传感器，例如：热电偶、铂电阻或半导体器件等；也不再需要任何电源转换电路和模拟数值转换电路。内置的RFID测温芯片无任何内置电源或任何外接电源，仅通过覆铜型射频天线接收外置的读卡器发射的射频信号，整个工作过程不需进行能量转换，极大减小了射频能量的损失。为了适应高压电缆的弧形结构，将第二射频天线可以设置为与高压电缆绝缘层同心的半弧形陶瓷天线。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。