分布式电缆导体温度测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆导体的温度测量领域，特别是涉及一种分布式电缆导体温度测量 装置。
【背景技术】
[0002] 高压电缆的电力输送是确保国民经济生活的命脉，如何在保证电缆安全运行的基 础上最大限度用好高压电缆输送电流电量、W及电流优化输送方案是电力管理部口目前重 点关注的课题。电缆的实际负荷能力主要通过电缆导体的温度反映，只要电缆导体温度不 超过额定的温度，电缆的负荷就在安全负荷范围W内。目前，解决电缆载流量监测有效办法 是在线监测电缆导体温度。
[0003] 高压电缆包括电缆导体1、W及包覆电缆导体1的绝缘护套2,如图1所示，因此电 缆导体1的温度不能被直接测量。目前一般采用光纤分布式测温系统监测绝缘护套2的表 面温度，然后应用数学模型推算电缆导体1的温度，进而获取电缆沿线电缆导体1的温度分 布。但是，实际应用中绝缘护套2的表面温度受环境温度影响，其变化较大，且环境温度是 一个随机变化的温度场，另外，光纤分布式测温系统的温度精度在1?2C左右，故上述获 得的电缆沿线电缆导体1的温度分布必然存在较大的误差。
【发明内容】
[0004] 鉴于W上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种计算准确度高的分布 式电缆导体温度测量装置。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种分布式电缆导体温度测量装置，包括设在电缆 外表面、且沿电缆长度方向布置的分布式光纤温度传感器，还包括一点式测温装置，该点式 测温装置包括包覆在电缆外表面上的热阻件，所述热阻件的内表面设有一与电缆外表面相 接触的内层温度传感器，所述热阻件的外表面设有一外层温度传感器，所述内层温度传感 器和外层温度传感器位于电缆的同一径向直线上。
[0006] 进一步地，所述外层温度传感器的外表面覆盖有一隔热件。
[0007] 优选地，所述热阻件的横截面为一扇形，且热阻件包覆电缆的角度a为0? 180。。
[0008] 进一步地，所述热阻件通过导热娃胶粘接在电缆的外表面。
[0009] 优选地，所述热阻件捆扎在电缆外表面。
[0010] 进一步地，所述分布式光纤温度传感器呈直线状固定在电缆外表面。
[0011] 优选地，所述分布式光纤温度传感器呈螺旋状固定在电缆外表面。
[0012] 如上所述，本发明涉及的分布式电缆导体温度测量装置，具有W下有益效果：
[0013] 该分布式电缆导体温度测量装置中，分布式光纤温度传感器用于获取电缆表面的 温度分布，并通过点式测温装置获取电缆某点处的电缆导体的精确温度值，再将该点处的 电缆导体的温度值作为分布式光纤温度传感器的基准，来建立局部点处电缆导体的温度与 电缆表面温度之间的数学模型，从而得到精确的电缆沿线的电缆导体的温度分布，并消除 外界环境变化对测量结果的影响，进而提高测量精度。
【附图说明】
[0014] 图1为电缆的结构示意图。
[0015] 图2为本发明的结构示意图。
[0016] 图3为本发明的另一实施例。
[0017] 图4为图2的A-A向剖视图。
[0018] 元件标号说明
[0019] 1 电缆导体
[0020] 2 绝缘护套
[0021] 3 分布式光纤温度传感器
[0022] 4 点式测温装置
[002引 41 热阻件
[0024] 42 内层温度传感器
[00巧]43 外层温度传感器
[0026] 44 隔热件
【具体实施方式】
[0027] W下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人±可由本说明 书所掲露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0028] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用W配合说明书所掲 示的内容，W供熟悉此技术的人±了解与阅读，并非用W限定本发明可实施的限定条件，故 不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明 所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所掲示的技术内容得能涵盖的范 围内。同时，本说明书中所引用的如"上V吓"、"左"、"右"、"中间"及"一"等的用语，亦仅 为便于叙述的明了，而非用W限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实 质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0029] 如图2和图4所示，本发明提供一种分布式电缆导体温度测量装置，包括设在电缆 外表面、且沿电缆长度方向布置的分布式光纤温度传感器3,还包括一点式测温装置4,该 点式测温装置4包括包覆在电缆外表面上的热阻件41，所述热阻件41的内表面设有一与电 缆外表面相接触的内层温度传感器42,所述热阻件41的外表面设有一外层温度传感器43， 所述内层温度传感器42和外层温度传感器43位于电缆的同一径向直线上。如图1所示， 所述电缆包括电缆导体1和包覆在电缆导体1外周的绝缘护套2,所述热阻件41固定在绝 缘护套2的外表面，即内层温度传感器42位于绝缘护套2与热阻件41之间，本实施例中， 所述内层温度传感器42和外层温度传感器43均嵌在热阻件41中；所述分布式光纤温度传 感器3固定在绝缘护套2的外表面，且分布式光纤温度传感器3呈直线状固定在电缆外表 面，如图2所示；或者，分布式光纤温度传感器3也可W呈螺旋状固定在电缆外表面，如图3 所示，所述电缆外表面也即为绝缘护套2的外表面。
[0030] 该分布式电缆导体温度测量装置中，分布式光纤温度传感器3用于获取电缆外表 面的温度X。，并同时通过点式测温装置4测量电缆某点处的电缆导体1的精确温度Y。，再将 该点处的电缆导体1的温度Y。作为分布式光纤温度传感器3测量电缆外表面温度X。的基 准，建立点式测温装置4获取的电缆导体1温度Y。与分布式光纤温度传感器3获取的电缆 外表面温度X。之间的数学模型，应用该数学模型得到精确的电缆沿线电缆导体1的温度分 布Y，故该分布式电缆导体温度测量装置能够有效消除外界环境变化对测量结果的影响，有 效提高测量精度。
[0031] 具体讲，电缆的热阻为其固定的物理属性之一，且电缆的热阻值可W通过标定测 量等方式得到，也可W通过理论计算的方式推算出。在热平衡状态下，即散热等于发热时， 任意两点之间的热阻值之比与该两点之间的温差之比相等。所W，所述点式测温装置4中， 热阻件41的热阻值是已知的，通过外层温度传感器43和内层温度传感器42分别测量热 阻件41的外表面温度T2和内表面温度T1 (T1也为电缆的表面温度)，即可得到热阻件41 内外两点之间的温度差，再根据热阻件41的热阻值与绝缘护套2外表层到电缆导体1的热 阻值之间的对应关系计算得出电缆导体1的温度。也就是说，通过外层温度传感器43和内 层温度传感器42的测量值得到位于电缆外部的热阻件41所形成额外的温度梯度，根据该 额外的温度梯度与电缆内部的温度梯度之间的对应关系计算出电缆内部的温度梯度曲线 (即；斜率)，即建立电缆导体1、电缆表面(热阻件41内表面)、热阻件41外表面的温度梯度， 再通过建立有限元模型精确推算电缆导体1的温度。
[0032] 在实际测量中，将该测量装置安装在电缆上后，电缆的载荷会发生变化，电缆载荷 的变化会引起电缆导体1发热量变化；当发热量变化时，电缆内部通过改变温度梯度的分 布重新达到热平衡状态，一般该个热平衡过程需要10小时左右。为了能及时测量电缆导体 1的温度，所W采用动态测量方法，即在热平衡形成的过程中，热阻件41的内外两侧在散热 和发热出现差异的情况下，由于内层温度传感器42和外层温度传感器43距电缆导体1的 距离不相同，所W内层温度传感器42感应电缆导体1温度变化的速度快，外层温度传感器 43感应电缆导体1温度变化的速度慢。内层温度传感器42和外层温度传感器43的响应速 度与电缆导体1温度的变化速度有对应关系，故利用内层温度传感器42和外层温度传感器 43不同的响应速度，通过标定或理论推导的方式对热平衡过程中的电缆导体1温度进行修 正，即基于静态的数据推导计算动态的电缆导体1温度，进一步提高测量精度。
[0033] 本实施例中，电缆导体1的温度的基本计算公式为：
[0034]
【主权项】
1. 一种分布式电缆导体温度测量装置，包括设在电缆外表面、且沿电缆长度方向布置 的分布式光纤温度传感器（3)，其特征在于：还包括一点式测温装置（4)，该点式测温装置 (4)包括包覆在电缆外表面上的热阻件（41)，所述热阻件（41)的内表面设有一与电缆外表 面相接触的内层温度传感器（42)，所述热阻件（41)的外表面设有一外层温度传感器（43)， 所述内层温度传感器（42)和外层温度传感器（43)位于电缆的同一径向直线上。
2. 根据权利要求1所述的分布式电缆导体温度测量装置，其特征在于：所述外层温度 传感器（43)的外表面覆盖有一隔热件（44)。
3. 根据权利要求1所述的分布式电缆导体温度测量装置，其特征在于：所述热阻件 (41)的横截面为一扇形，且热阻件（41)包覆电缆的角度a为〇?180°。
4. 根据权利要求1所述的分布式电缆导体温度测量装置，其特征在于：所述热阻件 (41)通过导热硅胶粘接在电缆的外表面。
5. 根据权利要求1所述的分布式电缆导体温度测量装置，其特征在于：所述热阻件 (41)捆扎在电缆外表面。
6. 根据权利要求1所述的分布式电缆导体温度测量装置，其特征在于：所述分布式光 纤温度传感器（3 )呈直线状固定在电缆外表面。
7. 根据权利要求1所述的分布式电缆导体温度测量装置，其特征在于：所述分布式光 纤温度传感器（3)呈螺旋状固定在电缆外表面。
【专利摘要】本发明提供一种分布式电缆导体温度测量装置，包括设在电缆外表面、且沿电缆长度方向布置的分布式光纤温度传感器，还包括一点式测温装置，该点式测温装置包括包覆在电缆外表面上的热阻件，所述热阻件的内表面设有一与电缆外表面相接触的内层温度传感器，所述热阻件的外表面设有一外层温度传感器，所述内层温度传感器和外层温度传感器位于电缆的同一径向直线上。该分布式电缆导体温度测量装置能够得到精确的电缆沿线的电缆导体的温度分布，并消除外界环境变化对测量结果的影响，进而提高测量精度。
【IPC分类】G01K11-32
【公开号】CN104596669
【申请号】CN201310531123
【发明人】涂建坤, 丁薇霞, 董辉平, 曹春耕
【申请人】上海电缆研究所, 上海赛克力光电缆有限责任公司, 上海森首光电科技有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年10月30日