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专利号: 2019102987190
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:

1.一种电缆接头温度检测及故障预警因子测评方法,用于在电缆接头部位温度异常升高时,对其温度进行检测及故障预警,其特征在于,包括以下步骤:

第一步:搭建电缆接头温度检测平台

所述电缆接头温度检测平台的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)均匀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ADV7123,采用MCS-51型通用单片机处理数据,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)与螺旋状固定于不锈钢罐体(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;

第二步:进行故障预警因子测评,测评方法具体如下:

2.1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];

2.2根据下式分别计算1min内电缆主绝缘表面温度X(t,i)的离散系数CvX和接头缆芯温度Y(t,j)的离散系数CvY;

式中,μX表示1min内电缆主绝缘表面温度X(t,i)的平均值,μY表示1min内接头缆芯温度Y(t,j)的平均值,CvX表示1min内电缆主绝缘表面温度X(t,i)的离散系数,CvY表示1min内接头缆芯温度Y(t,j)的离散系数;

2.3根据下式分别计算1min内电缆主绝缘表面温度X(t,i)的异众比率VrX和接头缆芯温度Y(t,j)的异众比率VrY;

式中,VrX表示1min内电缆主绝缘表面温度X(t,i)的异众比率,VrY表示1min内接头缆芯温度Y(t,j)的异众比率, 表示1min内电缆主绝缘表面温度X(t,i)大于140的次数,表示1min内接头缆芯温度Y(t,j)大于250的次数;

2.4根据下式计算1min内故障预警因子δ;

δ=max{δX,δY}

式中,δX表示1min内电缆主绝缘表面温度X(t,i)的故障预警因子,δY表示1min内接头缆芯温度Y(t,j)的故障预警因子,δ表示为1min内故障预警因子;

2.5数据处理装置(3)将故障预警因子δ通过信号传输线传输至温度控制器(2),温度控制器(2)将故障预警因子δ与设定的阈值θ1、θ2、θ3、θ4比较,进行以下故障处理:若δ≤θ1,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θ1<δ≤θ2,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θ2<δ≤θ3,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θ3<δ≤θ4,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;

若δ>θ4,则温度控制器(2)中报警器(42)工作,表明本装置已无法对电缆接头进行异常发热处理,需要进一步故障分析处理。