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专利号: 2019102976285
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种配电网电缆终端异常温度检测降温装置,其特征在于,包括

液氮储存罐(1)、数控开关阀门(2)、内壁为聚四氟乙烯隔离层(5)的不锈钢罐体(4);

还包括液氮储存罐(1)的第一电磁阀出流通道(10)和第二电磁阀出流通道(32),第一电磁阀出流通道(10)和第二电磁阀出流通道(32)均通过铝合金导流外管道(6)与数控开关阀门(2)相连,数控开关阀门(2)通过铝合金导流外管道(7)与螺旋固定在不锈钢罐体(4)内壁上的铝合金导流内管道(8)相连,铝合金导流内管道(8)与铝合金导流外管道(9)相连,铝合金导流外管道(9)与电磁阀回流通道(11)连接,在液氮储存罐(1)、铝合金导流外管道(6)、数控开关阀门(2)、铝合金导流外管道(7)、铝合金导流内管道(8)、铝合金导流外管道(9)内实现液氮的循环;不锈钢罐体(4)通过前固定孔(14)和后固定孔(15)套入待连接的电缆终端(31),接地测试线(30)穿过后端导线孔(17)与后续检测装置连接;

第一温度传感器(20)、第二温度传感器(21)、第三温度传感器(22)、第四温度传感器(23)、第五温度传感器(24)放置在电缆终端绝缘层与外半导电层之间,第六温度传感器(25)、第七温度传感器(26)、第八温度传感器(27)、第九温度传感器(28)、第十温度传感器(29)放置在与第一温度传感器(20)、第二温度传感器(21)、第三温度传感器(22)和第四温度传感器(23)、第五温度传感器(24)相对的另一侧电缆终端绝缘层与外半导电层之间,一号温度传感器(20)、二号温度传感器(21)、三号温度传感器(22)、六号温度传感器(25)、七号温度传感器(26)、八号温度传感器(27)采集的数据由信号传输线穿过不锈钢罐体(4)前端导线孔(16)与数控开关阀门(2)连接,第四温度传感器(23)、第五温度传感器(24)、第九温度传感器(28)、第十温度传感器(29)穿过后端导线孔(17)与数控开关阀门(2)连接,气压计(3)置于液氮储存罐(1)顶部。

2.如权利要求1所述的一种配电网电缆终端异常温度检测降温装置的预警方法,其特征在于,包括:

第一步:温度检测及初步降温

1.1温度传感器将采集的信号通过数据传输线传输给数控开关阀门(2)进行处理分析,各个测量点位温度为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10;所述T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10分别由第一温度传感器(20)、第二温度传感器(21)、第三温度传感器(22)、第四温度传感器(23)、第五温度传感器(24)、第六温度传感器(25)、第七温度传感器(26)、第八温度传感器(27)、第九温度传感器(28)、第十温度传感器(29)得到;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,温度传感器每5s记录一次数据;

1.2当有超过4个温度传感器所采集到的温度数据大于105℃且持续时间超过5min,则报警器(18)变黄发出警报,记温度传感器所检测到的温度最大值为Tmax,温度传感器所检测到的温度最小值为Tmin,数控开关阀门(2)、第一电磁阀出流通道(10)、电磁阀回流通道(11)动作,开关打开,液氮通过液氮储存罐(1)的第一电磁阀出流通道(10),流经铝合金导流外管道(6)、铝合金导流外管道(7)、铝合金导流内管道(8)、铝合金导流外管道(9),最后由电磁阀回流通道(11)流进液氮储存罐(1),形成降温冷却回路,持续5min,当温度均小于设定阈值时,警报解除,冷却回路关闭;当冷却5min后温度仍高于阈值,则数控开关阀门(2)、第一电磁阀出流通道(10)继续保持开启状态,同时再打开第二电磁阀出流通道(32),增加液氮循环量,持续5min,若温度降低至阈值以下,则解除警报,数控开关阀门(2)、第一电磁阀出流通道(10)、第二电磁阀出流通道(32)、电磁阀回流通道(11)关闭;若温度仍大于阈值,则使用电缆介质损耗测试仪进行检测,对电缆终端状态评估,针对电缆终端的状态评估;

第二步:介质损耗检测及评估

2.1使用电缆介质损耗测试仪,测试范围为1mHz~104Hz,从该频带上选取n个采样点,n取1001,第i个测试点的频率记为fi,该点的所测得介质损耗角正切值记为tdi,i∈[1,n],以测试中的采样点频率值f1,f2,……,fn为拟合数据的横坐标,以采样频率点所对应的介质损耗角正切值td1,td2,……,tdn为拟合数据的纵坐标值,利用分段线性插值法进行拟合,绘制电缆终端介质损耗曲线td(f),电缆终端介质损耗曲线最大值记为tdmax,最小值记为tdmin;

2.2将1mHz~104Hz的频带范围分为1000个区间,对相邻区间的td(f)求得积分差Δtdi;

式中,m,n为整数,m=2n+1,1≤n≤500,fm为2.1中各采样点的频率值;

式中,n为采样点数目, 为积分差的平均值;

2.3对2.1中拟合所得电缆终端介质损耗曲线td(f)求取斜率k;

kmax=max[k(f1),k(fn)]

kmax为测试频率范围内曲线斜率最大值;

2.4计算电缆终端损耗因子λ;

式中,tdmax为电缆终端介质损耗曲线的最大值,tdmin为电缆终端介质损耗曲线的最小值,Tmax为温度传感器所检测到的温度最大值,Tmin为温度超过阈值后温度传感器所检测到的温度最小值,TQ为温度传感器在5min中内所检测到的温度,T为温度传感器在5min中内所测得温度的平均值;

2.5电缆终端温度异常判断;

当2.4中λ≤3.5,则表明温度异常电缆终端本身未出现严重损伤,需对降温装置进行检查;若λ>3.5,则表明温度异常电缆终端出现严重损伤,需要对电缆终端进行维修或者更换处理。