一种电缆温度场分布测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电缆温度场分布测量装置

【技术实现步骤摘要】
一种电缆温度场分布测量装置、方法及设备


[0001]本专利技术涉及电力电缆温度计算
，尤其涉及一种电缆温度场分布测量装置
、
方法及设备
。

技术介绍

[0002]随着我国经济和电力行业的发展，城市配电网的地下电缆系统已经成为我国电网改造工程中的重要部分，因此电力电缆温升的准确计算和及时预警对于电力系统的安全运行有着重要的意义
。
相较于电缆本体，电缆接头结构复杂
、
现场安装工艺欠妥
、
接触电阻的存在导致其发生过热故障的可能性增大，这在一定程度上影响电缆的正常运行
。
[0003]电缆常用于三相交流电网中的低压配电线路和中性点接地的三相四线制系统，但长期工作在较高温的环境下会加速电缆接头的绝缘老化，影响其正常运行
。
因此有必要对电缆接头温度场分布进行准确计算，把握其温度发展规律，做到温升过高及时预警，避免出现过热故障甚至火灾等安全事故
。
[0004]现有技术中多数是基于有限元仿真分析法对电缆的温度场进行建模计算，但由于一条电力电缆在其整个长度上，分布着不只一个电缆接头，每个接头的工况都不一样，需要对每一个接头都进行仿真计算才能得到结果，导致电缆温度场的计算量过大
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种电缆温度场分布测量装置
、
方法及设备，解决了现有技术中多数是基于有限元分析法对于交联聚乙烯绝缘电缆的温度场进行了计算，其需要对每一个接头都进行仿真计算才能得到结果，导致电缆温度场的计算量过大的技术问题
。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种电缆温度场分布测量装置，所述装置包括电缆
、
多个温度传感器组
、
阻滞层
、
温度采集机构和计算单元；
[0007]所述阻滞层套设于所述电缆上；
[0008]各所述温度传感器组通过嵌入所述阻滞层与所述电缆连接，并分别等距设置在所述电缆的电缆第一端和电缆第二端；
[0009]各所述温度传感器组均与所述温度采集机构连接；
[0010]所述温度采集机构与所述计算单元通信连接；
[0011]所述温度传感器组用于获取所述电缆第一端和所述电缆第二端对应的温度数据，并将所述温度数据传输至所述温度采集机构；
[0012]所述温度采集机构用于接收各所述温度传感器组传输的温度数据并发送至所述计算单元；
[0013]所述计算单元用于获取并基于多个所述温度数据，确定所述电缆对应的温度场分布
。
[0014]可选地，所述温度传感器组包括依次设置的第一温度传感器
、
导热层和第二温度传感器；
[0015]所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述温度采集机构连接；
[0016]所述第一温度传感器用于获取所述电缆第一端和所述电缆第二端对应的上层温度数据，并将所述上层温度数据传输至所述温度采集机构；
[0017]所述第二温度传感器用于获取所述电缆第一端和所述电缆第二端对应的下层温度数据，并将所述下层温度数据传输至所述温度采集机构
。
[0018]可选地，所述计算单元，具体用于：
[0019]将各所述上层温度数据和对应的下层温度数据分别代入预设第一公式，确定多个热传导速率，其中，多个所述热传导速率包括所述电缆第一端对应的各温度传感器组的第一热传导速率和所述电缆第二端对应的各温度传感器组的第二热传导速率；
[0020]将各所述第一热传导速率和各所述第二热传导速率分别代入预设第二公式，确定所述电缆第一端对应的第一热通量和与所述电缆第二端对应的第二热通量和；
[0021]对所述第一热通量和与所述第二热通量和进行差值运算，确定实际工况热通量差；
[0022]采用预置实验耗散热量比和所述实际工况热通量差，计算实际工况热点接触电阻；
[0023]基于所述实际工况热点接触电阻，确定所述电缆对应的温度场分布
。
[0024]可选地，所述预设第一公式具体为：
[0025][0026]式中，
Q
sn
为第
n
个温度传感器组的热传导速率；
k
为阻滞层导热部的热导率；
S
为温度传感器与阻滞层的接触面积；为温度变化率；
T
sn1
为下层温度数据；
T
sn2
为上层温度数据；
H
为阻滞层厚度；
[0027]所述预设第二公式具体为：
[0028][0029]式中，
Q
w1
为第一热通量和；
Q
w2
为第二热通量和；
d
为电缆直径；
L
为温度传感器的边长；
Q
sn1
为电缆第一端对应的第
n
个温度传感器组的第一热传导速率；
S
c
为温度传感器与电缆的接触面积，
S
c
＝
L2；
Q
sn2
为电缆第二端对应的第
n
个温度传感器组的第二热传导速率
。
[0030]可选地，所述导热层的热导率高于所述阻滞层的热导率
。
[0031]本专利技术第二方面提供了一种电缆温度场分布测量方法，包括：
[0032]获取电缆的电缆第一端和电缆第二端对应的多个温度数据，其中，所述温度数据包括上层温度数据和下层温度数据；
[0033]采用各所述上层温度数据和对应的下层温度数据，分别代入预设第一公式，确定多个热传导速率；
[0034]基于多个所述热传导速率，确定所述电缆对应的温度场分布
。
[0035]可选地，多个所述热传导速率包括所述电缆第一端对应的各温度传感器组的第一热传导速率和所述电缆第二端对应的各温度传感器组的第二热传导速率；所述基于多个所述热传导速率，确定所述电缆对应的温度场分布的步骤，包括：
[0036]将各所述第一热传导速率和各所述第二热传导速率分别代入预设第二公式，确定所述电缆第一端对应的第一热通量和与所述电缆第二端对应的第二热通量和；
[0037]对所述第一热通量和与所述第二热通量和进行差值运算，确定实际工况热通量差；
[0038]采用预置实验耗散热量比和所述实际工况热通量差，计算实际工况热点接触电阻；
[0039]基于所述实际工况热点接触电阻，确定所述电缆对应的温度场分布
。
[0040]可选地，所述预设第一公式具体为：
[0041][0042]式中，
Q
sn
为第
n
个温度传感器组的热传导速率；
k
为阻滞层导热部的热导率；
S
为温度传感器与阻滞层的接触面积；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电缆温度场分布测量装置，其特征在于，所述装置包括电缆
、
多个温度传感器组
、
阻滞层
、
温度采集机构和计算单元；所述阻滞层套设于所述电缆上；各所述温度传感器组通过嵌入所述阻滞层与所述电缆连接，并分别等距设置在所述电缆的电缆第一端和电缆第二端；各所述温度传感器组均与所述温度采集机构连接；所述温度采集机构与所述计算单元通信连接；所述温度传感器组用于获取所述电缆第一端和所述电缆第二端对应的温度数据，并将所述温度数据传输至所述温度采集机构；所述温度采集机构用于接收各所述温度传感器组传输的温度数据并发送至所述计算单元；所述计算单元用于获取并基于多个所述温度数据，确定所述电缆对应的温度场分布
。2.
根据权利要求1所述的电缆温度场分布测量装置，其特征在于，所述温度传感器组包括依次设置的第一温度传感器
、
导热层和第二温度传感器；所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述温度采集机构连接；所述第一温度传感器用于获取所述电缆第一端和所述电缆第二端对应的上层温度数据，并将所述上层温度数据传输至所述温度采集机构；所述第二温度传感器用于获取所述电缆第一端和所述电缆第二端对应的下层温度数据，并将所述下层温度数据传输至所述温度采集机构
。3.
根据权利要求2所述的电缆温度场分布测量装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于：将各所述上层温度数据和对应的下层温度数据分别代入预设第一公式，确定多个热传导速率，其中，多个所述热传导速率包括所述电缆第一端对应的各温度传感器组的第一热传导速率和所述电缆第二端对应的各温度传感器组的第二热传导速率；将各所述第一热传导速率和各所述第二热传导速率分别代入预设第二公式，确定所述电缆第一端对应的第一热通量和与所述电缆第二端对应的第二热通量和；对所述第一热通量和与所述第二热通量和进行差值运算，确定实际工况热通量差；采用预置实验耗散热量比和所述实际工况热通量差，计算实际工况热点接触电阻；基于所述实际工况热点接触电阻，确定所述电缆对应的温度场分布
。4.
根据权利要求3所述的电缆温度场分布测量装置，其特征在于，所述预设第一公式具体为：式中，
Q
sn
为第
n
个温度传感器组的热传导速率；
k
为阻滞层导热部的热导率；
S
为温度传感器与阻滞层的接触面积；为温度变化率；
T
sn1
为下层温度数据；
T
sn2
为上层温度数据；
H
为阻滞层厚度；所述预设第二公式具体为：
式中，
Q
w1
为第一热通量和；
Q
w2
为第二热通量和；
d
为电缆直径；
L
为温度传感器的边长；
Q
sn1
为电缆第一端对应的第
n
个温度传感器组的第一热传导速率；
S
c
为温度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾令诚，李新海，张志强，王振刚，孟晨旭，张志方，牛博瑞，梁丽丽，黄源辉，黄乐彬，郑作升，刘永，周恒，范德和，朱余林，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
国别省市：