一种电缆接头温度检测系统技术方案

本发明专利技术涉及温度检测技术领域，提出了一种电缆接头温度检测系统，包括主控单元、无线通信单元、驱动电路、光电转换电路、荧光寿命检测单元和荧光光纤探头，荧光寿命检测单元连接主控单元，荧光寿命检测单元连接驱动电路，驱动电路用于驱动光源发光，荧光光纤探头的激励端用于接收光源发出的光信号，荧光光纤探头的接收端通过光电转换电路连接荧光寿命检测单元，主控单元借助无线通信单元与监控终端通讯连接。通过上述技术方案，解决了现有技术中荧光光纤温度测量误差较大的问题。光纤温度测量误差较大的问题。光纤温度测量误差较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆接头温度检测系统


[0001]本专利技术涉及温度检测
，具体的，涉及一种电缆接头温度检测系统。

技术介绍

[0002]电能是社会发展、工业生产必备能源之一，电力设施的发展直接影响着我国工业化发展的进程。近年来，电网设施规模不断扩大，电网安全性就成为人们关注的焦点问题，尤其是电缆接头故障导致电网系统瘫痪。
[0003]电力电缆接头老化或者电阻过热而发热等状况容易引发电缆故障，电力电缆是电能传输的主要载体，尤其是在长距离传输时，以高压电塔为主要的搭建方式，如果不能及时检测出电缆故障，会引发电网瘫痪。因此，为了能够有效提升电网运行的可靠性和安全性，需要对电缆接头温度进行检测。现有的电缆接头温度检测方法包括红外测温以及热敏元件测温等，红外测温的精度会随着检测距离的变化而发生改变，不适用于高压电塔的电缆接头测温，热敏元件测温精度差，而且测温精度容易受外界温度变化的影响。因此，荧光光纤温度测量技术已经应用到一些传统温度传感器无法测量的场合，并且发挥着巨大的作用。荧光测温技术与光纤技术相结合，荧光本身不受强电磁场干扰，测量精度也较高，但目前对荧光信号处理的方式是基于检测荧光材料的荧光发射强度实现的，单纯的强度测量会受很多因素的影响，导致最终荧光光纤温度测量的误差较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种电缆接头温度检测系统，解决了现有技术中荧光光纤温度测量误差较大的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种电缆接头温度检测系统，包括主控单元、无线通信单元、驱动电路、光电转换电路、荧光寿命检测单元和荧光光纤探头，所述荧光寿命检测单元连接所述主控单元，所述荧光寿命检测单元连接所述驱动电路，所述驱动电路用于驱动光源发光，所述荧光光纤探头的激励端用于接收所述光源发出的光信号，所述荧光光纤探头的接收端通过所述光电转换电路连接所述荧光寿命检测单元，所述主控单元借助所述无线通信单元与监控终端通讯连接；所述荧光寿命检测单元包括电阻R1、二极管D1、电阻R2、电阻R3、运放U2、电阻R4、电容C2、电阻R5和锁相环U1，所述锁相环U1的信号输入端连接所述光电转换电路，所述锁相环U1的比较器输入端连接所述锁相环U1的Vco输出端，所述锁相环U1的Vco输出端连接所述驱动电路，所述锁相环U1的Vco输出端连接所述主控单元，所述锁相环U1的第一输出端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极通过所述电阻R2连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R1的第一端连接所述二极管D1的阳极，所述电阻R1的第二端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述运放U2的反相输入端，所述运放U2的同相输入端接地，所述运放U2的输出端通过所述电阻R4连接所述电容C2的第一端，所述电容C2的第二端连接所
述运放U2的反相输入端，所述运放U2的输出端通过所述电阻R5连接所述锁相环U1的Vco输入端。
[0006]进一步，本专利技术中还包括移相电路，所述移相电路包括电阻R8、异或门U3、单稳态触发器U4和D触发器U5，所述异或门U3的第一输入端和所述D触发器U5的数据输入端均连接所述锁相环U1的Vco输出端，所述异或门U3的第二输入端通过所述电阻R8连接所述异或门U3的第一输入端，所述异或门U3的输出端连接所述单稳态触发器U4的输入端，所述单稳态触发器U4的输出端连接所述D触发器U5的时钟输入端，所述D触发器U5的输出端连接所述锁相环U1的比较器输入端。
[0007]进一步，本专利技术中所述驱动电路包括电阻R9、N沟道场效应管Q1、电阻R10、二极管D4、电容C7、电阻R11和发光二极管LED1，所述电阻R9的第一端连接所述锁相环U1的Vco输出端，所述电阻R9的第二端连接所述N沟道场效应管Q1的栅极，所述N沟道场效应管Q1的漏极通过所述电阻R10连接12V电源，所述N沟道场效应管Q1的源极接地，所述二极管D4的阳极连接所述N沟道场效应管Q1的漏极，所述二极管D4的阴极连接所述电容C7的第一端，所述电容C7的第二端接地，所述电阻R11的第一端连接所述N沟道场效应管Q1的漏极，所述电阻R11的第二端连接所述发光二极管LED1的阴极，所述发光二极管LED1的阳极连接所述电容C7的第一端。
[0008]进一步，本专利技术中所述光电转换电路包括光电二极管U7、运放U6、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、运放U8、电阻R16和电阻R17，所述运放U6的反相输入端连接所述光电二极管U7的阴极，所述光电二极管U7的阳极接地，所述运放U6的同相输入端接地，所述运放U6的输出端通过所述电阻R13连接所述电阻R14的第一端，所述电阻R14的第二端接地，所述电阻R14的第一端通过所述电阻R12连接所述运放U6的反相输入端，所述运放U6的输出端通过所述电阻R15连接所述运放U8的同相输入端，所述运放U8的输出端通过所述电阻R16连接所述运放U8的反相输入端，所述运放U8的反相输入端通过所述电阻R17接地，所述运放U8的输出端连接所述锁相环U1的信号输入端。
[0009]进一步，本专利技术中还包括滤波电路，所述滤波电路包括电阻R18、电容C11、电阻R19、电阻R20、运放U9、电阻R21、电容C12和电容C13，所述电阻R18的第一端连接所述运放U8的输出端，所述电阻R18的第二端通过所述电容C11连接所述运放U9的反相输入端，所述运放U9的同相输入端通过所述电阻R19接地，所述运放U9的输出端通过所述电阻R21连接所述电容C12的第一端，所述电容C12的第二端接地，所述电容C12的第一端通过所述电阻R20连接所述运放U9的反相输入端，所述运放U9的输出端连接所述电容C13的第一端，所述电容C13的第二端连接所述电阻R18的第二端，所述电容C13的第二端连接所述锁相环U1的信号输入端。
[0010]本专利技术的工作原理及有益效果为：本专利技术中，通过荧光光纤探头检测电缆接头的温度情况，荧光光纤探头上的荧光材料受到相应激励光照射后，发出荧光。激励光消失之后，这种发光通常是按指数方式衰减，称为荧光寿命或荧光衰落时间（τ）。温度升高，荧光寿命减小，温度降低，荧光寿命增加，通过测量荧光寿命可以得到被测电缆接头的温度值。荧光寿命检测单元首先输出Vco信号至驱动电路，驱动电路用于驱动光源产生激励光，激励光信号照射在荧光光纤探头的激励端，荧光光纤探头发出荧光，接收端将接收到的荧光信号送至光电转换电路，将荧光信号转
为电信号；荧光寿命检测单元检测荧光信号的寿命，输出频率信号，并将该频率信号送至主控单元，主控单元根据该频率信号判断电缆接头的温度情况，电缆接头的温度情况可通过无线通信单元送至监控终端。
[0011]具体的，荧光寿命检测单元的工作原理为：检测时，锁相环U1的Vco输出端输出固有振荡频率的压控振荡信号至驱动电路，驱动光源，使荧光光纤探头产生荧光，光电转换电路将荧光光纤探头产生的荧光转为电信号加至锁相环U1的信号输入端，该信号作为被测荧光信号，锁相环U1的比较器输入端和信号输入端构成鉴相器，同时，锁相环U1的Vco输出端输出的压控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆接头温度检测系统，其特征在于，包括主控单元、无线通信单元、驱动电路、光电转换电路、荧光寿命检测单元和荧光光纤探头，所述荧光寿命检测单元连接所述主控单元，所述荧光寿命检测单元连接所述驱动电路，所述驱动电路用于驱动光源发光，所述荧光光纤探头的激励端用于接收所述光源发出的光信号，所述荧光光纤探头的接收端通过所述光电转换电路连接所述荧光寿命检测单元，所述主控单元借助所述无线通信单元与监控终端通讯连接；所述荧光寿命检测单元包括电阻R1、二极管D1、电阻R2、电阻R3、运放U2、电阻R4、电容C2、电阻R5和锁相环U1，所述锁相环U1的信号输入端连接所述光电转换电路，所述锁相环U1的比较器输入端连接所述锁相环U1的Vco输出端，所述锁相环U1的Vco输出端连接所述驱动电路，所述锁相环U1的Vco输出端连接所述主控单元，所述锁相环U1的第一输出端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极通过所述电阻R2连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R1的第一端连接所述二极管D1的阳极，所述电阻R1的第二端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述运放U2的反相输入端，所述运放U2的同相输入端接地，所述运放U2的输出端通过所述电阻R4连接所述电容C2的第一端，所述电容C2的第二端连接所述运放U2的反相输入端，所述运放U2的输出端通过所述电阻R5连接所述锁相环U1的Vco输入端。2.根据权利要求1所述的一种电缆接头温度检测系统，其特征在于，还包括移相电路，所述移相电路包括电阻R8、异或门U3、单稳态触发器U4和D触发器U5，所述异或门U3的第一输入端和所述D触发器U5的数据输入端均连接所述锁相环U1的Vco输出端，所述异或门U3的第二输入端通过所述电阻R8连接所述异或门U3的第一输入端，所述异或门U3的输出端连接所述单稳态触发器U4的输入端，所述单稳态触发器U4的输出端连接所述D触发器U5的时钟输入端，所述D触发器U5的输出端连接所述锁相环U1的比较器输入端。3.根据权利要求1所述的一种电缆接头温度检测系统，其特征在于，所述驱动电路包括电阻R9、N沟道场效应管Q1、电阻R10、二极管D4、电容C7、电阻R11和发光二极管LED1，所述电阻R9的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智清，王志洁，张戈，孙凯，胡育芳，马青峰，庞子洲，张荣达，沈笑，卞志彬，
申请(专利权)人：国家电投集团河北电力有限公司国家电投集团雄安能源有限公司，
类型：发明
国别省市：