[实用新型]一种交联聚乙烯XLPE电力电缆温度智能监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电缆监测技术领域，尤其是一种交联聚乙烯XLPE电力电缆温度智能监测系统。

背景技术

交联聚乙烯电力电缆由于具有无油、附属设备少、安装敷设和运行维护简单等优点，得到了越来越广泛的应用。作为一种简便的电缆绝缘运行状态监测方法，电缆温度监测有利于及时发现交联聚乙烯电力电缆的绝缘缺陷，防止事故的发生，保证电缆的安全运行。

在XLPE电力电缆故障实践中，其连接头是经常发生绝缘故障的部位。国内外资料统计显示，电缆头故障在电缆本体故障中所占的比例相当高，这也是发明人研究XLPE电力电缆连接头绝缘在线检测技术的出发点。

电缆连接头故障一般表现为连接头爆炸，并在故障前后伴有明显的过热现象，这种伴有热现象出现的连接头温度也将发生较大的变化。因此，温度是衡量XLPE绝缘状态是否良好的重要指标。

目前的XLPE电力电缆连接头绝缘在线检测的技术和方法只能从某一特征面反映绝缘状态，由于反映信息量的不全面和局部性，使检测结果偏差较大，检测有效性达不到要求的范围，而造成运行中XLPE电力电缆连接头绝缘老化、劣化。但是有许多原因，如过负荷运行，接地故障，使电缆水树生长，（注：水树是指交联聚乙烯电缆及其连接头在绝缘层中因水的存在或者侵入，由于电场的作用，使绝缘体内形成树枝状含水缺陷的现象）导体流过大电流等，这些原因在表象上以温度在一定程度上的变化为指示显示出来，加之温度测量简单容易，灵活方便，因此，构建以温度反映XLPE电力电缆连接头绝缘的在线检测方法是可行的，而且具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种交联聚乙烯XLPE电力电缆温度在线监测系统，使之具有结构简单、可靠性高、可扩展性强、安装维护容易的特点以克服上述技术之不足。

通过以下技术解决方案可以实现本新型之目的：一种交联聚乙烯XLPE电力电缆温度智能监测系统，包括温度传感器、温度实时采集器子站、双环光纤自愈环网、工作站计算机，所述工作站计算机通过双环光纤自愈环网与温度实时采集器子站连接，温度实时采集器子站通过接口电路与温度传感器连接；所述接口电路是指温度实时采集器子站与温度传感器之间采用光电耦合器的连接，以防止高压电流的危害。

进一步地，所述温度实时采集器子站主要包括中央处理单元CPU，存储器，显示器，电源，时钟单元以及自输出控制电路；其I/O口分别连接接口电路与双环光纤自愈环网中的光端机；能将近测点的信号先采集到子站内进行处理，并将处理后的数据通过数据通信总线传送到远程工作站。

进一步地，每个温度实时采集器子站外接40个温度传感器，形成多个温度监测点的测量。

优选地，所述温度实时采集器子站选用的中央处理单元CPU是SILICON公司16位C8051F310芯片。

优选地，所述光电耦合器采用日产PC817光电耦合器。

在软件系统的支持下，本实用新型通过温度的在线监测，有利于实时监测交联聚乙烯电力电缆绝缘的运行情况，及时发现其绝缘缺陷，防止事故的发生，保证电缆的安全运行。能为在线监测运行和管理人员提供直观、简洁的数据显示和系统控制界面。本实用新型在综合分析国内外电缆温度监测方法和技术研究现状的基础上，就缆芯温度和表面温度间关系的数学模型，电缆温度在线监测系统的硬、软件设计和现场安装方案等问题进行了系列研究。采用有限元方法，利用COMSOL Multiphysics软件建立了XLPE电缆缆芯温度和表面温度间的数学模型，并以型号为VYJV22-6/l0kV 3×300 的XLPE电缆进行了理论和实验分析，其计算值和实验检测值分别为18.3℃和20.0℃，验证了数序模型的有效性和准确性，为在线监测XLPE电力电缆缆芯温度提供了理论和实验依据。

与现有技术比较，本新型的优点与有益效果如下：

 1、通过温度的在线监测，有利于实时监测交联聚乙烯电力电缆绝缘的运行情况，及时发现其绝缘缺陷，防止事故的发生，保证电缆的安全运行，能为在线监测运行和管理人员提供直观、简洁的数据显示和系统控制界面。

2、实现了XLPE电缆温度的在线监测，并具有结构简单、可靠性高、可扩展性强安装维护容易等优点。

3、采用分布式系统的设计思想，完成了XLPE电缆温度在线监测系统的硬件设计，反映出构建以温度反映XLPE电力电缆连接头绝缘的在线检测方法是可行的。

附图说明

图1是本新型所述监测系统结构框图示意图。