一种一体化绝缘管型母线连接头监测系统的制作方法

本发明涉及电气化铁路在线监测设备领域，特别是一种一体化绝缘管型母线连接头监测系统。

背景技术：

目前高速铁路27.5kv牵引供电系统一般采用同相多根软导体钢芯铝绞线或电缆连接，由于单根钢芯铝绞线最大载流量在900a或电缆最大载流量在500a左右，要满足供电系统中单相供电臂负荷2000a以上的电流，那么就需要多根导体并联连接；多根并联导线的连接需要母线连接头将前后两段导线固定在一起（一般7-9米就需要连接头），实际应用中，需要保证连接头和导线之间可靠的连接性能，由于导线外侧具有绝缘管，绝缘管型母线（导线）是空心导体，母线内径风道能自然形成热空气对流，因此绝缘管型母线适合于工作电流大的回路，亦可承受大的短路电流。

受到连接头加工工艺以及安装方式的不同，连接头处绝缘管型母线产生的温度和绝缘性能会有所不同，如果连接头加工工艺差安装方式不到位，那么有可能造成局部温升过高、绝缘性能下降，进而对正常供电、铁路运行带来影响。基于上述，提供一种可对连接头处绝缘管型母线的温升变化、绝缘性能进行实时监测，保证供电系统正常运行的设备显得尤为必要。

技术实现要素：

为了克服现有技术中，没有对绝缘管型母线的连接头处温度、绝缘性能进行监测的设备，当母线连接头加工工艺以及安装方式不佳，造成连接头处绝缘管型母线温升过高、绝缘性能下降，进而对高速铁路牵引供电系统的正常运行带来影响的弊端，本发明提供了在应用中，光栅温度传感器能实时监测连接头处温度变化，并将温度信号传递给温度监测装置，局放脉冲电流传感器、微电流传感器能实时监测连接头处母线的绝缘性能，并将信号传递给母线绝缘监测装置，温度监测装置、母线绝缘监测装置能将实时温度数据、母线绝缘数据输入监测预警装置，监测预警装置在其自身功能作用下，根据监测所得数据综合判定，向供电段运维管理系统传送监测数据和预警信息，同时还能通过gprs与部署在云端的网络服务器实现数据交互，将监测数据和预警信息传送给云服务器，进而云服务器为用户实现监测数据的访问、查询及管理，提供了有力技术支撑的一种一体化绝缘管型母线连接头监测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种一体化绝缘管型母线连接头监测系统，包括温度监测装置、母线绝缘监测装置、监测预警装置、光栅温度传感器、局放脉冲电流传感器、微电流传感器，其特征在于光栅温度传感器的探测面和母线连接头的铜连接件屏蔽外层部分直接接触，并将光栅温度传感器粘接在铜连接件屏蔽外层部分上，局放脉冲电流传感器和微电流传感器由上至下安装在离地面一定的位置，绝缘管型母线本体的接地线依次从局放脉冲电流传感器和微电流传感器中部的穿心孔穿过，温度监测装置、母线绝缘监测装置、监测预警装置安装在元件盒内，光栅温度传感器的信号输出端和温度监测装置的信号输入端经单模光纤连接，局放脉冲电流传感器、微电流传感器的信号输出端和母线绝缘监测装置的两个信号输入端分别经同轴信号线连接，温度监测装置、母线绝缘监测装置的rs485通讯口和监测预警装置的rs485通讯口经双绞屏蔽通讯电缆连接，监测预警装置、温度监测装置、母线绝缘监测装置电源输入端和220v交流电源经电缆连接。

所述光栅温度传感器是型号oft200-35的无源陶瓷光纤光栅传感器，实际应用中，可在母线连接头的铜连接件屏蔽外层多处安装多只光栅温度传感器，多只光栅温度传感器的信号输出端和温度监测装置自身具有的多个信号输入端分别经单模光纤连接。

所述局放脉冲电流传感器型号是xjjd-2000。

所述微电流传感器型号是xjs-500。

所述监测预警装置型号是ied81。

所述温度监测装置型号是gmft320。

所述母线绝缘监测装置型号是gmins200。

本发明有益效果是：本新型工作时，微电流传感器和局放脉冲电流传感器将感应的母线接地线信号变换为电信号，然后传输给母线绝缘监测装置；母线绝缘监测装置在其自身功能作用下，对信号进行放大、滤波、采样、分析、处理，得出表征绝缘管型母线的绝缘参数数据，并通过rs485现场总线将监测侧结果数据传送给监测预警装置。光栅温度传感器能实时监测母线连接头处的温度信号，并将信号传递给温度监测装置，温度监测装置对输入信号进行处理后将温度数据通过rs485现场总线传送给监测预警装置，监测预警装置在其自身功能作用下，根据监测所得数据综合判定，经无线向供电段运维管理系统传送监测数据和预警信息，同时还能通过gprs与部署在云端的网络服务器实现数据交互，将监测数据和预警信息传送给云服务器，进而云服务器为用户实现监测数据的访问、查询及管理，提供有力技术支撑；用户根据监测数据当发生异常温升、绝缘性能下降后，能及时到现场进行处理，保证了供电系统的正常运行。基于上述，所以本新型具有好的应用前景。

附图说明

图1是本发明结构示意以及架构框图示意。

图2是本发明电路图。

具体实施方式

图1中所示，一种一体化绝缘管型母线连接头监测系统，包括温度监测装置、母线绝缘监测装置、监测预警装置、光栅温度传感器1、局放脉冲电流传感器2、微电流传感器3，光栅温度传感器1的探测面和母线连接头的铜连接件屏蔽外层4部分直接接触，并用胶将光栅温度传感器1粘接在铜连接件屏蔽外层4部分上，局放脉冲电流传感器2和微电流传感器3由上至下安装在离地面1200mm---1500mm的位置，绝缘管型母线本体的接地线5依次从局放脉冲电流传感器2和微电流传感器3中部的穿心孔2-1及3-1穿过，温度监测装置、母线绝缘监测装置、监测预警装置安装在元件盒内，光栅温度传感器1的信号输出端和温度监测装置的信号输入端经单模光纤连接，局放脉冲电流传感器2、微电流传感器3的信号输出端和母线绝缘监测装置的两个信号输入端分别经同轴信号线连接，温度监测装置、母线绝缘监测装置的rs485通讯口和监测预警装置的rs485通讯口经双绞屏蔽通讯电缆连接，监测预警装置、温度监测装置、母线绝缘监测装置电源输入端和220v交流电源经电缆连接。

图2中所示，光栅温度传感器u1是型号oft200-35的无源陶瓷光纤光栅传感器成品，实际应用中，可在母线连接头的铜连接件屏蔽外层多处安装多只光栅温度传感器u1，对多个监测点进行监测，多只光栅温度传感器u1的信号输出端和温度监测装置u2自身具有的多个信号输入端xh分别经单模光纤连接。局放脉冲电流传感器u3是型号xjjd-2000的无源局放脉冲电流传感器成品。微电流传感器u4是型号xjs-500的微电流传感器成品。监测预警装置u5型号是ied81。温度监测装置u2型号是gmft320。母线绝缘监测装置u6型号是gmins200。光栅温度传感器u1的信号输出端和温度监测装置u2的信号输入端xh经同轴信号线连接，局放脉冲电流传感器u3、微电流传感器u4的信号输出端和母线绝缘监测装置u6的两个信号输入端xh1、xh2分别经同轴信号线连接，温度监测装置u2、母线绝缘监测装置u6的信号输出端和监测预警装置u5的信号输入端xh3、xh4分别经rs485数据线连接，监测预警装置u5、温度监测装置u2、母线绝缘监测装置u6电源输入端和24v直流电源g经导线连接。

图1、2中所示，本新型实际应用中，安装27.5kv绝缘管型母线的连接头可采用专用的内衬套筒接头7和金属环抱式紧固套筒8，内衬套筒接头7成凸形，两段绝缘管型母线本体6分别插入内衬套筒接头7内，内衬套筒接头7与绝缘管型母线本体6密贴，并有足够的接触面积，保证其电场分布均匀，另将金属环抱式紧固套筒7用专用夹具和内衬套筒接头7凸形套夹紧并焊接（金属环抱式紧固套筒8位于内衬套筒接头7外侧），打磨使两者接触面光滑；将光栅温度传感器1固在金属环抱式紧固套筒8外侧（等同于母线连接头的铜连接件屏蔽外层），然后再缠以耐高温的四氟乙烯自粘带，密封打胶，打上防水胶后套上预制的热缩外护套，这样，通过上述方案，将两段绝缘管型母线本体6连接在一起，光栅温度传感器1植入到母线本体6内，光栅温度传感器1安装好后，在出厂试验时满足了局放48kv小于5pc，耐压95kv交流电压1min，无击穿无闪络要求。

图1、2中所示，220v交流电源g进入监测预警装置u5、温度监测装置u2、母线绝缘监测装置u6电源输入端后，监测预警装置u5、温度监测装置u2、母线绝缘监测装置u6处于得电工作状态。本新型工作时，微电流传感器u4和局放脉冲电流传感器u3将感应母线本体6接地线的信号变换为电信号，然后传输给母线绝缘监测装置u6；母线绝缘监测装置u6自其自身功能作用下，对信号进行放大、滤波、采样、分析、处理，得出表征管型母线本体6绝缘性能的绝缘参数数据，并通过rs485现场总线将监测的结果数据传送给监测预警装置u5。温度监测装置u2发出连续的宽带光经单模传输光纤射入光栅温度传感器u1，光栅温度传感器u1反射的窄带光再经单模传输光纤导入温度监测装置u2,温度监测装置u2根据接收到的窄带光中心波长跟栅温度传感器u1温度的线性关系，实时监测母线连接头的温度信号，温度监测装置u2对反射回的光信号进行处理获取监测温度数值后，将温度数据通过rs485现场总线传送给监测预警装置u5，监测预警装置u5在其自身功能作用下，根据监测所得数据综合判定，通过rs485现场总线经变电所端通讯管理向供电段运维管理系统传送监测数据和预警信息，同时监测预警装置u5在其自身功能作用下，还能通过gprs无线传输数据，与部署在云端的网络服务器实现数据交互，将监测数据和预警信息传送给云服务器，进而云服务器为用户实现监测数据的访问、查询及管理，提供有力技术支撑；用户根据监测数据，当发生异常温升、绝缘性能下降后，能及时到现场进行处理。

以下表格标示了本发明工作时在线监测的范围及精度：

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。