[发明专利]一种橡胶电缆终端异常热点测试装置及故障诊断方法

权利要求书

1.一种橡胶电缆终端异常热点测试装置，其特征在于，包括镀铜钢隔离外壳(2)、下侧无卤阻燃填充绳层(4)、上侧无卤阻燃填充绳层(10)、下侧不锈钢内胆层(16)、上侧不锈钢内胆层(55)、第一半导体降温片(5)、第二半导体降温片(6)、第三半导体降温片(7)、第四半导体降温片(8)、第五半导体降温片(9)、第六半导体降温片(25)、第七半导体降温片(26)、第八半导体降温片(27)、第九半导体降温片(28)、第十半导体降温片(29)、第一温度传感器(18)、第二温度传感器(19)、第三温度传感器(20)、第四温度传感器(21)、第五温度传感器(22)、第六温度传感器(35)、第七温度传感器(36)、第八温度传感器(37)、第九温度传感器(38)、第十温度传感器(39)、左侧橡胶紧固塞(23)、右侧紧固橡胶塞(49)、上位机温度控制模块(43)、报警器(44)、直流继电器(46)、DC电源(47)、正极信号传输线(50)、负极信号传输线(51)、铜质接地引线(52)、脉冲采集线圈(54)；其中，镀铜钢隔离外壳(2)为两片对称U型装置，在下侧与上侧的连接部位，分别有1号螺钉(11)、2号螺钉(12)、3号螺钉(13)、4号螺钉(14)、5号螺钉(15)与6号螺钉(30)、7号螺钉(31)、8号螺钉(32)、9号螺钉(33)、10号螺钉(34)进行紧固，十个半导体降温片分别均匀敷设在下侧不锈钢内胆层(16)和上侧不锈钢内胆层(55)上，通过铜质直流电源线(48)与直流继电器(46)、DC电源(47)连接，铜质直流电源线(48)穿过左侧橡胶紧固塞(23)上部的1号线孔(24)引出，十个温度传感器分别敷设在电缆终端(3)内绝缘管(40)上下表面，与十个半导体降温片保持在同一平面内，通过硅胶线缆(42)与上位机温度控制模块(43)连接，硅胶线缆(42)穿过镀铜钢隔离外壳(2)上部的2号线孔(41)引出；其中，第一温度传感器(18)、第二温度传感器(19)、第六温度传感器(35)、第七温度传感器(36)沿电缆终端的绝缘管(40)左侧以间隔距离依次放置，第三温度传感器(20)、第四温度传感器(21)与第八温度传感器(37)、第九温度传感器(38)分别放置在电缆终端半导体层截断位置(17)的两侧，第五温度传感器(22)与第十温度传感器(39)继续以间隔距离依次放置，上位机温度控制模块(43)则通过带有屏蔽线的信号传输电缆(45)分别与直流继电器(46)、报警器(44)相连，正极信号传输线(50)、负极信号传输线(51)、铜质接地引线(52)通过3号线孔(53)引出。

2.一种橡胶电缆终端异常热点故障诊断方法，其特征在于，包括：

第一步，对橡胶电缆终端内绝缘管(40)各区域温度进行实时测量：

电缆终端(3)经过铜质接头(1)与其他设备相连，正常运行；实时测量电缆终端(3)内绝缘管(40)各区域的温度T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀；所述T₁、T₂、T₃、T₄、T₅的测量点位于电缆终端(3)内绝缘管(40)下表面，T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀的测量点位于电缆终端(3)内绝缘管(40)上表面；其中，T₁与T₆、T₂与T₇、T₃与T₈、T₄与T₉、T₅与T₁₀的测量点分别上下对置，且T₁与T₆的测量点邻近电缆终端(3)与铜质接头(1)的连接处，T₂与T₇、T₃与T₈、T₄与T₉、T₅与T₁₀的测量点逐渐远离电缆终端(3)与铜质接头(1)的连接处，且相邻两对测量点间的距离渐次缩小；

第二步：估算橡胶电缆终端内部异常热点温度；

估算橡胶电缆终端(3)内部异常热点温度，记为T_hot，包括：

2.1根据下式估算各区域温度值所对应的估算权重因子f_1zone、f_2zone、f_3zone、f_4zone、f_5zone；

式中，σ_T为内绝缘管(40)各区域的温度的平均值；

2.2根据下式估算橡胶电缆终端(3)内部各区域温度值的归算系数α₁、α₂、α₃、α₄、α₅：

α_i＝1-f+f_izone，i＝1,2,3,4,5 (8)

式中，f为各区域权重因子的均值；

2.3估算橡胶电缆终端(3)内出现的热点温度最大值T_max：

当T_max满足下式时，橡胶电缆终端(3)内部的热点温度属正常范围，即无异常热点出现；

当T_max不满足上式时，橡胶电缆终端(3)内部出现了异常热点，其异常热点温度值T_hot由下式表征；

T_hot＝T_max (11)

第三步：诊断橡胶电缆终端内部异常温度的运行安全性；

设定橡胶电缆终端长期运行允许的内部最高温度值为T₀，根据下式对橡胶电缆终端(3)内部出现异常热点时的安全系数λ进行判断；

当λ大于0.95时，则该异常热点温度下运行的电缆终端处于不安全的状态。