[实用新型]一种基于射频技术的电缆接头精确测温装置

说明书

技术领域

本技术发明属于电力检测领域，用于对电缆间接头的温度进行测量，及对电缆事故进行预防。 

背景技术

目前高压传输线路可分为架空线和地下电缆两种方式，然而随着城市化的不断发展，于是越来越多的城市尝试着将供电网络从架空线改为地下电缆。由于电缆入地为隐蔽工程，而且承担巨大的电能输送任务，所以如何确保地下电缆的安全、可靠已经引起各城市供电部门的重视。 

地下电缆在建设安装过程中往往需要将两段电缆连接在一起，由于工艺所限，不可避免地会产生接触电阻，对承担大电流输送的电缆而言，电阻的存在容易引起接头发热，加速绝缘层老化，在未到设计使用寿命前就产生击穿事故，严重的将引起火灾，该类型事故是不可预测的，而且往往会导致大面积停电，严重威胁安全生产，造成重大的经济损失。 

由于电缆接头的温度是连续且缓慢变化的，所以当接头过热到事故发生时，有着相当长的时间可以采取措施来避免该事故的发生，从而确保线路安全。为了达到这一目的，必须建立一套实时在线监测系统，记录地下电缆接头的真实并连续的温度值，不仅对接头部位的温度变化进行动态监测，还可以提供历史数据比较，并状态评估分析，在事故发生前及时提供参数变化情况和预警信息, 提醒相关部门进行线路安全检查和采取必要措施，防患于未燃，将电缆事故的损失降低到最低限度。目前国内尝试在电缆中植入光纤，利用温度变化时光纤的折射率也同时发生改变这一物理特性，进行电缆温度的在线检测应用技术研究。但在实际应用中，大量的无光纤电缆使用已经成为事实，采用光纤植入电缆的方法亦无法从根本上解决电缆在线测温的问题；其二，根据光纤植入电缆的实际结构和使用情况，使用光纤测温，其检测值是光纤植入电缆结构层所在部位的温度，而非电缆导芯的真实温度；再者，光纤植入式电缆在入地敷设过程中，承受大力牵引和拉伸，同时还有弯曲形变，光纤极其容易断裂，导致功能全部丧失。所以，通过在电缆中植入光纤进行在线测温的技术应用受到很大的限制，无法从根本上实现对电缆中间接头的准确测温的要求。 

发明内容

本实用新型提供了一种基于射频技术的电缆接头精确测温装置，该装置能够在高温、高压的工作环境下，对运行电缆导芯进行准确测温，并通过RFID技术穿透绝缘层（硅橡胶等）向外界传递测得的温度信号，同时该装置在测量温度和传输数据过程中不破坏原电缆的绝缘和屏蔽结构，这是本实用新型的关键技术和主要内容。 

本实用新型装置包括内置测温器和外置接收器等部件，其中内置测温器位于连接两段电缆接头的铜接管与绝缘套管之间；外置接收器位于绝缘套管外部。内置测温器包括温度传感器、温度转换电路、射频感应线圈、射频接口电路和MCU控制电路等部分。温度传感器与电缆接头的铜接管直接接触。温度传感器可以是热电偶、铂电阻或半导体器件。 

外置接收器包括射频发射与接口电路、射频信号天线、MCU控制电路和远程通信接口电路。该射频信号天线为一组绕内置测温器外沿呈圈形分布的接收线圈组成，采用单个或多个磁芯线圈串联作为接收线圈安装在内置测温器外沿一侧或多侧。 

外置接收器具有射频识别阅读器的功能，内置测温器具有应答器的功能。内置测温器位于连接两段电缆的接头部分，放置于连接内部铜芯线的铜接管与绝缘套管之间。内置测温器无外接电源，内部所有电路由外置接收器通过电磁感应方式向其供电。温度传感器直接与被测电缆接触，测得的温度值通过射频方式传输给外置接收器，外置接收器提供有线或无线远距离通信接口。 

外置接收器和内置测温器之间以绝缘护套隔离。这样外置接收器和内置测温器直接没有导线直接连接，而不会破坏原有绝缘结构。 

外置接收器具有远程通信接口电路，该接口可以是RS485、RS232、CAN、光纤、GPRS、GSM等远程数据接口。通过该接口，温度数据可以传输到远端的计算机、手机或其他终端。 

根据本实用新型的另一发明目的，提供一种基于射频技术的电缆接头精确测温装置，其特征在于：该测温装置包括：内置测温器和外置接收器；其中 

内置测温器位于连接两段电缆接头的铜接管与绝缘套管之间；外置接收器位于绝缘套管以外的其他部位，外置接收器天线独立于接收器，并与内置测温器天线中心对应安装，中间间隔绝缘层，两者之间通过射频识别技术进行信息交换和能量传输；

外置接收器通过射频天线发出射频信号，给内置测温器供应电能，同时与内置测温器实现数据通信，内置测温器无外接电源，通过射频感应线圈接收外置接收器发射的射频信号，经电源变换电路后为其内部电路供电。