[发明专利]一种负载情况下电缆接头温度检测和故障处理装置及方法

权利要求书

1.一种负载情况下电缆接头温度检测和故障处理装置，其特征在于：

包括液氮储存罐(1)、温度控制器(2)、数据处理装置(3)、内壁为聚四氟乙烯绝缘层(5)的不锈钢罐体(4)、第一铝合金导流外管道(6)、第二铝合金导流外管道(7)、第三铝合金导流外管道(8)、铝合金三叉管道(9)、第四铝合金导流外管道(10)、铝合金导流内管道(11)相连、第五铝合金导流外管道(12)、第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)、第三电磁阀出流口(15)、电磁阀回流口(16)、左侧固定孔(17)、右侧固定孔(18)、左侧电缆(19)、右侧电缆(20)、导线孔(21)、1号温度传感器(22)、2号温度传感器(23)、3号温度传感器(24)、4号温度传感器(25)、5号温度传感器(26)、6号温度传感器(27)、7号温度传感器(28)、8号温度传感器(29)、9号温度传感器(30)、10号温度传感器(31)、电缆中间接头装置(32)、左侧电缆绝缘层(33)、右侧电缆绝缘层(34)、接头缆芯部位(35)、电磁继电器S₁(36)、电磁继电器S₂(37)、电磁继电器S₃(38)、电磁继电器S₄(39)、第一直流电源(40)、第二直流电源(41)；

所述左侧固定孔(17)和右侧固定孔(18)分别设置在不锈钢罐体(4)的左、右两侧，左侧电缆(19)和右侧电缆(20)分别通过左侧固定孔(17)和右侧固定孔(18)后经电缆中间接头装置(32)连接；所述的1号温度传感器(22)、2号温度传感器(23)、3号温度传感器(24)均匀放置在左侧电缆绝缘层(33)前表面，4号温度传感器(25)、5号温度传感器(26)、6号温度传感器(27)均匀放置在右侧电缆绝缘层(34)前表面，7号温度传感器(28)、8号温度传感器(29)、9号温度传感器(30)、10号温度传感器(31)放置在接头缆芯部位(35)，1号温度传感器(22)、2号温度传感器(23)、3号温度传感器(24)、4号温度传感器(25)、5号温度传感器(26)、6号温度传感器(27)、7号温度传感器(28)、8号温度传感器(29)、9号温度传感器(30)、10号温度传感器(31)采集的数据由信号传输线通过不锈钢罐体(4)的导线孔(21)传输至数据处理装置(3)，数据处理装置(3)内含数模转换模块，采用单片机处理数据，由信号传输线与温度控制器(2)连接，温度控制器(2)通过控制电磁继电器S₁(36)和电磁继电器S₄(39)从而控制第一电磁阀出流口(13)和电磁阀回流口(16)的开合，温度控制器(2)通过控制电磁继电器S₂(37)和电磁继电器S₄(39)从而控制第二电磁阀出流口(14)和电磁阀回流口(16)的开合，温度控制器(2)通过控制电磁继电器S₃(38)和电磁继电器S₄(39)从而控制第三电磁阀出流口(15)和电磁阀回流口(16)的开合，第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)、第三电磁阀出流口(15)通过第一铝合金导流外管道(6)、第二铝合金导流外管道(7)、第三铝合金导流外管道(8)与铝合金三叉管道(9)连接，铝合金三叉管道(9)通过第四铝合金导流外管道(10)与螺旋固定在不锈钢罐体(4)内壁上的铝合金导流内管道(11)相连，铝合金导流内管道(11)与第五铝合金导流外管道(12)相连，第五铝合金导流外管道(12)与电磁阀回流口(16)连接，第一直流电源(40)给第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)、第三电磁阀出流口(15)、电磁阀回流口(16)供电，第二直流电源(41)给温度控制器(2)和数据处理装置(3)供电。

2.如权利要求1所述的装置的温度检测和故障处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：温度传感器每隔2s采集一次温度数据，以1min为一个周期，即一个温度传感器在1min内采集30组数据，数据处理装置(3)提取温度传感器中储存的30组数据，电缆主绝缘表面温度数据记为X_(t,i)，表示为第i号温度传感器在1min内采集的第t次数据，i为整数，i∈[1,6]，t为整数，t∈[1,30]，接头缆芯温度数据记为Y_(t,j)，表示为第j号温度传感器在1min内采集的第t次数据，j为整数，j∈[7,10]，t为整数，t∈[1,30]；

步骤2：根据下式分别计算电缆主绝缘表面温度X_(t,i)的离散系数C_vX和接头缆芯温度Y_(t,j)的离散系数C_vY；

式中，μ_X表示1min内电缆主绝缘表面温度X_(t,i)的平均值，μ_Y表示1min内接头缆芯温度Y_(t,j)的平均值，C_vX表示1min内电缆主绝缘表面温度X_(t,i)的离散系数，C_vY表示1min内接头缆芯温度Y_(t,j)的离散系数；

步骤3：数据处理装置(3)将离散系数C_vX和C_vY通过信号传输线传输至温度控制器(2)，温度控制器(2)将离散系数C_vX和C_vY与设定的阈值μ和λ比较，进行以下故障处理：

若C_vX≤μ且C_vY≤λ，则温度控制器(2)控制电磁继电器S₁(36)、电磁继电器S₂(37)、电磁继电器S₃(38)和电磁继电器S₄(39)保持开路，从而不形成降温冷却回路；

若C_vX＞μ且C_vY≤λ，则温度控制器(2)控制电磁继电器S₁(36)和电磁继电器S₄(39)闭合，第一直流电源(40)给第一电磁阀出流口(13)和电磁阀回流口(16)供电，第一电磁阀出流口(13)和电磁阀回流口(16)阀门打开，液氮通过液氮储存罐(1)的第一电磁阀出流口(13)，流经第一铝合金导流外管道(6)、铝合金三叉管道(9)、第四铝合金导流外管道(10)、铝合金导流内管道(11)、第五铝合金导流外管道(12)，最后由电磁阀回流口(16)流进液氮储存罐(1)，形成降温冷却回路；

若C_vX≤μ且C_vY＞λ，则温度控制器(2)控制电磁继电器S₁(36)、电磁继电器S₂(37)和电磁继电器S₄(39)闭合，第一直流电源(40)给第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)和电磁阀回流口(16)供电，第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)和电磁阀回流口(16)阀门打开，液氮通过液氮储存罐(1)的第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)，流经第一铝合金导流外管道(6)和第二铝合金导流外管道(7)、铝合金三叉管道(9)、第四铝合金导流外管道(10)、铝合金导流内管道(11)、第五铝合金导流外管道(12)，最后由电磁阀回流口(16)流进液氮储存罐(1)，形成降温冷却回路；

若C_vX＞μ且C_vY＞λ，则温度控制器(2)控制电磁继电器S₁(36)、电磁继电器S₂(37)、电磁继电器S₃(38)和电磁继电器S₄(39)闭合，第一直流电源(40)给第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)、第三电磁阀出流口(15)和电磁阀回流口(16)供电，第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)、第三电磁阀出流口(15)和电磁阀回流口(16)阀门打开，液氮通过液氮储存罐(1)的第一电磁阀出流口(13)、第二电磁阀出流口(14)、第三电磁阀出流口(15)流经第一铝合金导流外管道(6)、第二铝合金导流外管道(7)、第三铝合金导流外管道(8)、铝合金三叉管道(9)、第四铝合金导流外管道(10)、铝合金导流内管道(11)、第五铝合金导流外管道(12)，最后由电磁阀回流口(16)流进液氮储存罐(1)，形成降温冷却回路。