[实用新型]一种包含无源无线温度传感器的高压电缆附件

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含无源无线温度传感器的高压电缆附件。

背景技术

输配电高压电缆接头随着运行时间的延长、压接头的松动、绝缘老化、以及局部放电、高压泄漏等，将引起发热和温度的升高，这将使运行状况进一步恶化，促使温度进一步提升，这一恶性循环的结果就引发短路放炮，甚至火灾。由于输配电线路电缆接头众多且分散，不易人工巡视，因此能够实现高压电缆电气连接点的温度在线测量，并且提出相应的预警和报警机制，可以在危险发生之前将故障排除，避免损失的进一步扩大，同时避免由于高压输电电缆故障造成的电网事故，在电网实际运行安全中具有十分重要的意义。

电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节，对电网电力设备进行安全运营实时监控成为必要。长期电网运行数据表明，电网电气设备故障大多是由于大电流运行、设备老化、绝缘水平下降等原因导致设备在高温条件下运行，进而引发燃烧，爆炸等严重后果所造成。

当前，在输配电系统中，高压输电电缆正得到越来越广泛的应用。这类电缆分布在变电所所内以及输电线路上，受加工工艺、施工质量、运行工况以及运行环境的影响，电缆及电缆接头故障率较高，而输电电缆的正常工作与否直接关系输配电网络的正常运营。

针对以上情况，在高压电缆附件领域，目前已有的红外测温、光纤测温、有源无线测温等解决方案，均存在缺陷：红外测温不能在线测量，需要巡检，只能测量中间连接头管绝缘层外的温度，非直接接触式测温；光纤测温布线困难，施工复杂，长时间工作后由于光纤绝缘老化，导致沿光纤产生爬电风险；有源无线测温方案需要在高压电缆连接点处使用电池或者采用CT取电，存在使用风险，后期维护大，同时也只能测量中间连接头管绝缘层外的温度。

这些传统的高压电缆附件温度测量方式都存在一些缺陷，无法满足高压电缆附件各种应用场合的测温要求，包含无源无线温度传感器的高压电缆附件成为当前合理的测温解决方案。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明目的是提供一种包含无源无线温度传感器的高压电缆附件，实现现有高压电缆附件与无源无线温度传感器(含传感器芯片、传感器收发天线、传感器基板)的一体化设计。利用包含无源无线温度传感器的电缆附件，可实现电缆连接点的接触式、无源无线式测温。采用一种基于声表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)技术的新型无源无线温度传感器，该传感器利用安装在其中的晶体的物理特性，无需工作电路，不需要供电，并且采用射频无线方式实现与信号收发天线的通信，真正实现高低压电路分离运行。该类型的高压电缆附件安装完成后，无需停电更换电池、无需感应取电，故障点少，无需停电检修等特点。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种包含无源无线温度传感器的高压电缆附件，实现现有高压电缆附件与无源无线温度传感器的一体化设计，利用包含无源无线温度传感器的电缆附件，可实现电缆连接点的接触式、无源无线式测温。高压电缆附件主要包含导体连接管和冷热缩中间管。该种高压电缆附件采用一种新型无源无线温度传感器，无源无线温度传感器主要包含传感器基板、传感器芯片和传感器收发天线，无源无线温度传感器可与导体连接管制作一体，或传感器与冷热缩中间管制作一体。包含无源无线温度传感器的高压电缆附件，内置了传感器射频信号收发天线，此天线可接收问询射频信号，也可发射传感器反馈射频信号，一体化中传感器收发天线可采用多种制作方式。

传感器基板与导体连接管或冷热缩中间管一体制作；

或者传感器芯片与导体连接管或冷热缩中间管一体制作；

或者传感器收发天线与导体连接管或冷热缩中间管一体制作。

温度分析器中的信号处理模块控制信号发射模块通过射频信号收发天线向包含无源无线温度传感器的高压电缆附件发送其特征射频频率信号，该电缆附件通过一体化设计的螺旋天线接收射频信号后，将其转化为传感器中晶体表面的声表面波，这种声表面波的传播速度与晶体的温度有一定的特性关系。通过在传感器晶体上设置反射栅，使传感器晶体上产生谐振，谐振产生的射频信号被包含无源无线温度传感器的高压电缆附件一体化设计的螺旋天线发射。在回传射频信号产生时，通过分析器信号处理模块控制的信号接收模块处于工作中。接收的回传射频信号被分析器分析后得到高压电缆附件连接点的温度。