一种高压电缆接头用故障电子监测系统的制作方法

1.本发明涉及电缆接头检测技术领域，具体为一种高压电缆接头用故障电子监测系统。


背景技术：

2.电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成，电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆等，其中电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线，在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500kv以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆，高压电缆接头是电缆线路中的部件，用它来实现两段电缆的连接，同时改善两根电缆末端电场，长电路必须将两段或多段电缆通过连接起来，这就需要直通接头。直通接头是连接两根电缆形成连续电路的附件，特指接头的金属外壳与被连接电缆的金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上连续的接头。高压线路为了减少金属护套的感应电动势，需要绝缘接头来实现交叉换位连接，以消除感应电势产生的环流电流。绝缘接头将电缆的金属套、金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上断开的接头。电缆接头按其在线路中的作用，除了绝缘接头和直通接头，可有分支接头和过度接头，对于高压电缆线路要做以下运行维护和检修试验工作：
3.1.定期或不定期巡视，以发现电缆及其附属设施的异常和隐患并及时处理缺陷或隐患；
4.2.每季度对电缆终端、中间接头和附属设施进行一次红外热成像测试；
5.3.每季度测量一次电缆护层循环电流；
6.4.在新电缆投运一年后进行一次预防性试验，此后每6年进行一次预防性试验，主要项目是测试主绝缘电阻、护层绝缘电阻和主绝缘做交流耐压试验。
7.目前的高压电缆连接头古故障检测系统，通常受环境因素以及自身的影响，在户外长时间工作状态下，经常会出现各类故障，受外界环境的天气气候带来的雨雪侵蚀和冰冻，以及强光的照射，大大降低了电缆接头的实际使用寿命，此外还有外界环境中对电缆接头的摩擦效果，这使得电缆接头的故障频率大大增加，影响高压电力的稳定输送，且受自身因素影响，高压电力电缆的短路等，容易造成电缆连接头处的过快升温，甚至出现着火情况，实际使用过程中电力电缆面对的挑战较大，使用寿命大大降低，然而目前的电力电缆连接头的故障监测系统不够成熟，针对短路等过热故障仅仅通过对连接头处的温度检测，无法实现及时有效的故障判断，其他故障检测则通过定期的人工方法检测，需要运行维护人员定期到现场测量、记录，然后人工分析数据，实际故障检测效率较低，监测过程费时费力，此外，目前的高压电缆接头在投入使用时，为了方便温度监测以及人工定期检测，实际电缆接头的保护较为简单，保护效果差。


技术实现要素：

8.本发明提供了一种高压电缆接头用故障电子监测系统，具备及时有效的远程监测以及简单便捷的保护的优点，解决了上述背景技术中提到的问题。
9.本发明提供如下技术方案：一种高压电缆接头用故障电子监测系统，包括信息采集单元、取电单元、保护单元、信号接收单元、控制计算机总站，其特征在于：保护单元由一号保护壳和二号保护壳组成，所述一号保护壳和二号保护壳的侧面均固定连接有固定板，所述固定板的正面开设有套孔，所述套孔的内表面活动套接有螺纹杆，所述螺纹杆的外表面螺纹套接有锁紧帽，信息采集单元由温度传感器、图像采集头和连接线组成，取电单元由取电连接头和连接线组成，所述二号保护壳的顶面开设有安装孔，所述安装孔的内表面分别与温度传感器、取电连接头和图像采集头固定套接，所述温度传感器、取电连接头和图像采集头的顶面均与连接线电性连接，所述二号保护壳的顶面固定安装有警报器。
10.优选的，所述一号保护壳和二号保护壳的形状均为半圆形，所述一号保护壳和二号保护壳的两端面均开设有套接槽，所述套接槽内表面设有保护套，所述保护套的外表面开设有弧槽。
11.优选的，所述一号保护壳外表面的侧面开设有散热孔，所述一号保护壳的底面开设有底部孔，所述散热孔的数量为六个，六个所述散热孔每三个为两组，两组所述散热孔左右对称分布在一号保护壳的外表面上。
12.优选的，信息采集单元位于保护单元顶部，且通过采集电缆接头表面附近处的热量信息和图像信息并发送给信号接收单元，信号接收单元将处理后的信息上传给控制计算机总站，所述温度传感器选用高精度数字传感器，并通过连接线与控制总线连接，通过控制总线连接信号接收单元。
13.优选的，取电单元安装在保护单元顶部且其下端与电缆接头电性连接，上传电缆接头的电流数据并向各单元提供运行电量。
14.优选的，保护单元安装在电缆接头的外侧，保护电缆接头并安装信息采集单元和取电单元以及警报器。
15.优选的，控制计算机总站安装在控制室内，用于接收信息采集单元发输送的数据并对数据进行分析判断处理，控制警报器闪烁。
16.一种高压电缆接头用故障电子监测系统的操作方法，包括以下操作步骤；
17.第一步；将温度传感器、取电连接头和图像采集头套接在二号保护壳顶面上的安装孔中，使得四组保护套分别卡接在一号保护壳和二号保护壳的套接槽中；
18.第二步；并将电缆接头的两侧置于保护套的内表面上，且使得取电连接头的下端与电缆接头连接，将一号保护壳和二号保护壳合并，将螺纹杆套接在固定板的套孔中并穿过固定板且延伸至固定板的下方，将锁紧帽螺纹套接在螺纹杆的外表面上；
19.第三步；通电时电缆接头逐渐升温，部分热量通过侧面的散热孔流出，温度传感器采集电缆接头处温度并通过连接线上传给信号接收器，图像采集头间断将电缆接头处图像拍摄并通过连接线传送给信号接收器，信号接收器将温度信号和图像信号以及电流信号上传给控制计算机总站。
20.本发明具备以下有益效果：
21.1、该高压电缆接头用故障电子监测系统，通过在电缆接头的外侧增设两个半圆形
的一号保护壳和二号保护壳，且在二号保护壳的顶面开设安装孔，实现温度传感器和取电连接头以及图像采集头的安装，并通过温度传感器和取电连接头以及图像采集头的安装全面采集电缆接头处的温度、电力和图像信息，通过具体且详细的数据完成电缆接头处的监测，配合信号接收单元和控制计算机总站，完成及时有效的远程监测，避免动用人力定期监测，大大提高了实际的监测频率，较人工监测提高了监测的准确性和及时性，避免电缆接头处故障后难以发觉，提高抢修效率，提高电力使用稳定。
22.2、该高压电缆接头用故障电子监测系统，通过在电缆接头的外侧增设两个半圆形的一号保护壳和二号保护壳，使得电缆接头安装后置于一号保护壳和二号保护壳的内部，避免环境中的雨雪腐蚀，以及有效减小强光暴晒，提高了电缆接头表面结构材质的稳定，避免电缆接头外壳破损造成的漏电故障，实现有效监测的同时完成对电缆接头的保护，有效减小电缆接头的故障率，提高电缆接头的使用寿命，进而有效保证了电缆通电运行的稳定，且配合一号保护壳侧面开设的散热孔，实现保护的同时完成电缆接头处的散热。
23.3、该高压电缆接头用故障电子监测系统，通过在一号保护壳的底面开设底部孔，配合散热孔使得电缆接头处位于一定空腔中，且当电缆接头出现过热短路甚至起火时，由于空气内氧气有限，在及时发现燃烧故障时，安排的抢修工作人员可以迅速通过堵住散热孔和底部孔完成空腔的密封，通过及时切断空气补给实现及时有效的灭火，提高了灭火抢修的便捷性，减小故障损失。
附图说明
24.图1为本发明的原理框图示意图；
25.图2为本发明结构的示意图；
26.图3为本发明结构的底面示意图；
27.图4为本发明结构二号保护壳的示意图；
28.图5为本发明结构二号保护壳的底面示意图。
29.图中：1、一号保护壳；2、二号保护壳；3、固定板；4、螺纹杆；5、锁紧帽；6、安装孔；7、温度传感器；8、取电连接头；9、图像采集头；10、连接线；11、警报器；12、散热孔；13、底部孔；14、套接槽；15、保护套；16、弧槽；17、套孔。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1、图2、图4和图5，一种高压电缆接头用故障电子监测系统，包括信息采集单元、取电单元、保护单元、信号接收单元、控制计算机总站，保护单元由一号保护壳1和二号保护壳2组成，一号保护壳1和二号保护壳2的侧面均固定连接有固定板3，固定板3的正面开设有套孔17，套孔17的内表面活动套接有螺纹杆4，螺纹杆4的外表面螺纹套接有锁紧帽5，通过螺纹杆4和锁紧帽5的螺纹套接，实现一号保护壳1和二号保护壳2的安装固定，并实现电缆接头的夹紧固定，信息采集单元由温度传感器7、图像采集头9和连接线10组成，取
电单元由取电连接头8和连接线10组成，二号保护壳2的顶面开设有安装孔6，安装孔6的内表面分别与温度传感器7、取电连接头8和图像采集头9固定套接，温度传感器7接收温度信号，判断过热信号，及时检测电缆接头的稳定异常，图像采集头9及时采集电缆接头的图像信息，判断电缆接头的表面情况，辅助了解，温度传感器7、取电连接头8和图像采集头9的顶面均与连接线10电性连接，二号保护壳2的顶面固定安装有警报器11，在出现故障时，通过警报器11亮灯闪烁，及时提醒附近抢修人员进行抢修。
32.请参阅图3和图5，一号保护壳1和二号保护壳2的形状均为半圆形，一号保护壳1和二号保护壳2的两端面均开设有套接槽14，套接槽14内表面设有保护套15，保护套15的外表面开设有弧槽16，通过利用保护套15保护电缆接头，保证安装固定电缆接头时，避免避免压力过大损坏电缆接头表面，提高安装稳定性，一号保护壳1外表面的侧面开设有散热孔12，一号保护壳1的底面开设有底部孔13，底部孔13可以在内部进入水分时，及时从下方完成水分的排出，且使得及时进入的水分与电缆接头保持一定距离，提高防水效果，散热孔12的数量为六个，六个散热孔12每三个为两组，两组散热孔12左右对称分布在一号保护壳1的外表面上，在出现起火情况下，用过迅速堵住散热孔12和底部孔13，完成密封，使得一号保护壳1和二号保护壳2内部氧气耗尽时，内部火苗自行熄灭，提高灭火效率，降低灭火难度。
33.其中，信息采集单元位于保护单元顶部，且通过采集电缆接头表面附近处的热量信息和图像信息并发送给信号接收单元，信号接收单元将处理后的信息上传给控制计算机总站，温度传感器7选用高精度数字传感器，并通过连接线与控制总线连接，通过控制总线连接信号接收单元，利用高精度数字传感器提高温度检测精确性，保证重要监测数据的精确。
34.其中，取电单元安装在保护单元顶部且其下端与电缆接头电性连接，上传电缆接头的电流数据并向各单元提供运行电量，通过提供电量，保证各单元的稳定运行，提高安装效果。
35.其中，保护单元安装在电缆接头的外侧，保护电缆接头并安装信息采集单元和取电单元以及警报器11。
36.其中，控制计算机总站安装在控制室内，用于接收信息采集单元发输送的数据并对数据进行分析判断处理，控制警报器11闪烁。
37.一种高压电缆接头用故障电子监测系统的操作方法，包括以下操作步骤；
38.第一步；将温度传感器7、取电连接头8和图像采集头9套接在二号保护壳2顶面上的安装孔6中，使得四组保护套15分别卡接在一号保护壳1和二号保护壳2的套接槽14中；
39.第二步；并将电缆接头的两侧置于保护套15的内表面上，且使得取电连接头8的下端与电缆接头连接，将一号保护壳1和二号保护壳2合并，将螺纹杆4套接在固定板3的套孔17中并穿过固定板3且延伸至固定板3的下方，将锁紧帽5螺纹套接在螺纹杆4的外表面上；
40.第三步；通电时电缆接头逐渐升温，部分热量通过侧面的散热孔12流出，温度传感器7采集电缆接头处温度并通过连接线上传给信号接收器，图像采集头9间断将电缆接头处图像拍摄并通过连接线传送给信号接收器，信号接收器将温度信号和图像信号以及电流信号上传给控制计算机总站。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
43.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。