[实用新型]一种地埋电缆中间接头温度在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力电缆温度在线监测系统，具体讲涉及一种地埋电缆中间接头温度在线监测系统。

背景技术

随着城市化以及城市电网的发展，电力电缆得到广泛应用，在我国平均年增长量达到35%。随着电缆使用数量的增加、输电容量的提高，一旦发生故障危害严重，因此电力电缆的运行可靠性越来越受到重视。通过对全国主要城市电力电缆运行故障率进行调研发现，在电缆初期运行的1～5年内以及投入运行后的5～25年中，电力电缆附件（包括分支接头、终端接头和中间接头）的故障率一直是最高的。尤其是电缆中间接头制作工艺要求高，存在事故隐患的可能性更大，因此对其进行温度的在线监测具有重要意义。

现有电缆温度在线监测方法包括点式测温法和线式测温法。1）传统点式测温法采用热电偶、热电阻、热敏电阻等温度传感器测量中间接头保护壳外表面或者电缆本体外护套表面局部点温度，其监测装置一般使用电池或电磁感应取电装置供电。若采用电池供电，则其在高温下容易爆裂，并且需要定期更换电池，维护工作量大。采用电磁感应取电装置供电时，若电缆中电流较小，电能无法取出，监测装置停止工作；若电缆电流较大，则容易烧坏监测装置。当监测三芯电缆时，电磁感应取电装置则无法工作。2）线式测温法一般采用感温电缆、分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器沿着电缆线路绑扎在电缆外护套表面（或预埋在电缆内部），测量电缆全线温度。该方法适用于测量电缆全线的温度趋势和热瓶颈区域，但长距离敷设成本高、安装工程巨大。

实用新型内容

针对现有电缆中间接头在线监测系统成本高、供电困难、安装及维护难度大等问题，本实用新型的目的是提供一种地埋电缆中间接头温度在线监测系统，本实用新型采用无线传感器测量电缆中间接头外表皮温度，以无线方式传输监测数据，并利用热电发生器及能量收集器将温差转换成电能为无线传感器供电，具有成本低、免维护、安装方便、安全程度高等优点。

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供一种地埋电缆中间接头温度在线监测系统，所述系统包括设置于电缆工井上方的N个无线传感节点、热电发生器及无线测温汇集器，其改进之处在于，电缆中间接头设置于电缆工井下方，单个无线传感节点和热电发生器依次并列安装于电缆中间接头的外表面上；所述无线测温汇集器安装于电缆终端、分支接头的开闭所、环网柜或电缆分支箱内，其天线延长至电缆沟道收集无线传感器节点的监测数据。

优选的，所述热电发生器温度高的一侧粘贴在电缆中间接头外表皮上，温度低的一侧通过散热器将热流扩散到空气中；相邻电缆中间接头之间距离为100～400米。

优选的，所述单个无线传感器节点包括依次连接能量收集器、微控制器和第一无线收发器，半导体温度传感器与微控制器连接；半导体温度传感器和第一无线收发器均通过微控制器的VOUT管脚获取电源。

较优选的，所述能量收集器包括能量收集管理芯片、微型变压器、超级电容以及电容器；所述微型变压器、超级电容以及电容器均连接在能量收集管理芯片上。

较优选的，所述半导体温度传感器采用TMP36型号的传感器。

较优选的，所述微控制器内部集成模数转换器、定时器、通用I/O、中断控制器片上外设；

微控制器通过串行外设SPI接口与第一无线收发器相连，并利用通用I/O输出关闭或关机信号SDN控制第一无线收发器的上电复位及工作电源。

较优选的，利用热电发生器和能量收集器将电缆中间接头与环境的温差转换成电能，为所述无线传感器节点供电。

优选的，所述无线测温汇集器由开闭所、环网柜或电缆分支箱内的市电、PT电源或蓄电池供电，包括微处理器、第二无线收发器、GPRS模块/光纤以太网接口、LCD显示屏、射频电路和天线；所述第二无线收发器、GPRS模块/光纤以太网接口和LCD显示屏分别与微处理器相连，所述天线通过射频电路与第二无线收发器相连。

优选的，所述无线传感器节点与无线测温汇集器无线通信的频段为433MHz，通信协议为IEEE802.15.4g，并通过密钥进行认证。

与现有技术比，本实用新型达到的有益效果是：

1.本实用新型提供的地埋电缆中间接头温度在线监测系统中，其无线传感器节点采用热电发生器TEG及能量收集器供电，避免了铺设专用供电电缆或定期更换电池的巨大工作量，同时排除了因采用电磁感应取电装置供电所带来的安全隐患及不可靠性，具有免维护、安装方便、成本低等优点；