本發(fā)明涉及一種電能表，具體涉及一種電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

高壓電纜作為城市的血脈，提供著城市生活所需的能量。一旦電纜出現(xiàn)故障,對城市生活造成的影響不可估量。高壓電路主要故障位置為高壓電纜接頭,做好高壓電纜接頭檢測，是確保高壓電纜穩(wěn)定工作的要點。

高壓電纜接頭是高壓電纜的一個薄弱環(huán)節(jié)，是高壓電纜的故障多發(fā)點。因此高壓電纜接頭監(jiān)控、防范電纜接頭故障，是確保高壓電纜正常工作的前提。高壓電纜故障檢測包括常用的局放檢測和溫度檢測。因為電纜電壓等級高，因此傳統(tǒng)的方式多為無源測量技術(shù)，如光纖測溫，基于rfid技術(shù)的測溫技術(shù)，對于精準(zhǔn)的有源測量則很難實現(xiàn)；本發(fā)明的申請人通過無線能量傳輸技術(shù)，結(jié)合無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，很好的解決了在電纜檢測這一環(huán)節(jié)的困難。利用無線供電，有源檢測大大的提高了以前的測量精度與準(zhǔn)確度。

電纜故障常發(fā)生于硅橡膠層，因硅橡膠層老化，導(dǎo)致絕緣降低發(fā)生局放，最終導(dǎo)致電纜頭炸裂。但高壓電纜的三層電壓結(jié)構(gòu)，又阻礙了高壓電纜故障檢測采集系統(tǒng)的設(shè)計。因此，需要解決針對硅橡膠層的信息采集監(jiān)控技術(shù)問題，解決了高壓電纜的多層電壓問題，以及解決電纜工作環(huán)境中的防水問題，確保系統(tǒng)供電的高效與屏蔽性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)及方法，電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)包括信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元，該電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)很好的解決了高壓電纜的多層電壓問題以及電纜工作環(huán)境中的防水問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明公開了一種電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在電纜接頭處，該系統(tǒng)包括信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元；所述信號采集單元與能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元通過線纜相連，并采用纏繞防水膠帶以及外套熱縮管的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的防水隔壓。

優(yōu)選的是，所述信號采集單元位于電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處與電纜接頭的鎧裝等效電位層，所述信號采集單元用于采集電纜橡膠層的溫度數(shù)據(jù)和電纜橡膠層的局放數(shù)據(jù)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量發(fā)送單元位于電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量發(fā)送單元包括能量發(fā)送線圈、鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬屏蔽層。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量接收單元位于電纜接頭的鎧裝等效電位層與電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量接收單元包括能量接收線圈和鐵氧體磁導(dǎo)層。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量接收單元支持無線充電qi標(biāo)準(zhǔn)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述無線通信單元位于電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述無線通信單元使用2.4g無線頻段通信。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述無線通信單元使用藍牙、zigbee、wifi中任一種無線通信方式通信。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，外置于電纜接頭熱縮管的能量發(fā)送單元與無線通信單元為一體式防水結(jié)構(gòu)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述熱縮管的耐壓大于3wv，且具有防水特性。

本發(fā)明還公開了一種電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法，該方法包括如上任一項所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，該電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法包括：

電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)由信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元構(gòu)成，能量發(fā)送單元具有能量發(fā)送線圈、鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬屏蔽層，能量接收單元具有能量接收線圈和鐵氧體磁導(dǎo)層；

將信號采集單元和能量接收單元設(shè)置在電纜接頭的鎧裝等效電位層與電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處，將能量發(fā)送單元和無線通信單元設(shè)置在電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處，信號采集單元與能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元通過線纜相連并采用防水膠帶纏繞包裹以及外套熱縮管的方式進行系統(tǒng)的防水隔壓保護；

內(nèi)置的信號采集單元用于采集電纜橡膠層的溫度數(shù)據(jù)和局放數(shù)據(jù)，內(nèi)置信號采集單元即為電纜接頭的電纜橡膠層測溫單元和內(nèi)置局放檢測單元，外置于電纜接頭熱縮管的能量發(fā)送單元和無線通信單元為一體式防水結(jié)構(gòu)，在電纜接頭處使用隔離供電與無線信號相結(jié)合的方式對其硅橡膠層進行信息采集監(jiān)控。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述外置于電纜接頭熱縮管的能量發(fā)送單元與無線通信單元設(shè)置為一體式防水結(jié)構(gòu)，以便提高系統(tǒng)的防水性。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述熱縮管采用耐壓大于3wv且具有防水特性的熱縮管。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量接收單元采用支持無線充電qi標(biāo)準(zhǔn)的能量接收單元。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述無線通信單元采用2.4g無線頻段通信。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述無線通信單元采用藍牙、zigbee、wifi中任一種無線通信方式通信。

本發(fā)明的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)及方法，電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)由信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元構(gòu)成，能量發(fā)送單元包括能量發(fā)送線圈、鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬屏蔽層，能量接收單元則包括能量接收線圈和鐵氧體磁導(dǎo)層，信號采集單元和能量接收單元設(shè)置在電纜接頭的鎧裝等效電位層與電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處，能量發(fā)送單元和無線通信單元設(shè)置在電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處，信號采集單元與能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元通過線纜相連并采用防水膠帶纏繞包裹以及外套熱縮管的方式進行系統(tǒng)的防水隔壓保護。高壓電纜故障檢測包括常用的局放檢測和溫度檢測，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于高壓電纜的三層電壓結(jié)構(gòu)阻礙了采集系統(tǒng)的設(shè)計，不便于高壓電纜接頭監(jiān)控和故障檢測。通過多年努力研發(fā)而得出的本發(fā)明上述技術(shù)方案，很好的解決了高壓電纜的多層電壓問題，以及電纜工作環(huán)境中的防水問題。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下特點：

（1）電纜故障常發(fā)生于硅橡膠層，因硅橡膠層老化，導(dǎo)致絕緣降低發(fā)生局放，最終導(dǎo)致電纜頭炸裂。針對硅橡膠層的信息采集監(jiān)控主要包括溫度采集和局放采集，但硅橡膠層與大地電壓等級需要達到3wv的耐壓沖擊，因此信號采集所需的電源供應(yīng)與信息傳輸將不能使用傳統(tǒng)的有線方式，只能使用隔離供電與無線信號相結(jié)合的方式。

（2）為解決銅殼層對無線供電能量的吸收，本發(fā)明的技術(shù)方案創(chuàng)新的在能量接收線圈與銅殼層之間加入了鐵氧體磁導(dǎo)層。同樣為了防止電纜接頭外會有金屬干擾能量發(fā)送，本發(fā)明的技術(shù)方案在能量發(fā)送線圈外置了鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬層，保證系統(tǒng)供電的高效與屏蔽性。

（3）為了提高防水性，外置無線單元和能源發(fā)送單元采用一體防水結(jié)構(gòu)，內(nèi)置信號采集單元為電纜橡膠層測溫單元和內(nèi)置局放檢測單元。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為按照本發(fā)明的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)及方法的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實施例的示意圖；

圖2為按照本發(fā)明的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)及方法的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實施例的側(cè)視圖；

圖3為按照本發(fā)明的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)及方法的110kv電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實施例的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為了克服電纜接頭內(nèi)部信號采集技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明實施例提出一種電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)及方法，電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)由信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元構(gòu)成，能量發(fā)送單元包括能量發(fā)送線圈、鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬屏蔽層，能量接收單元則包括能量接收線圈和鐵氧體磁導(dǎo)層，信號采集單元和能量接收單元設(shè)置在電纜接頭的鎧裝等效電位層與電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處，能量發(fā)送單元和無線通信單元設(shè)置在電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處，信號采集單元與能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元通過線纜相連并采用防水膠帶纏繞包裹以及外套熱縮管的方式進行系統(tǒng)的防水隔壓保護。本發(fā)明實施例的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，其內(nèi)置的信號采集單元用于采集電纜橡膠層的溫度數(shù)據(jù)和局放數(shù)據(jù)，內(nèi)置信號采集單元即為電纜接頭的電纜橡膠層測溫單元和內(nèi)置局放檢測單元，其外置于電纜接頭熱縮管的能量發(fā)送單元和無線通信單元為一體式防水結(jié)構(gòu)，在電纜接頭處使用隔離供電與無線信號相結(jié)合的方式對其硅橡膠層進行信息采集監(jiān)控。高壓電纜故障檢測包括常用的局放檢測和溫度檢測，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于高壓電纜的三層電壓結(jié)構(gòu)阻礙了采集系統(tǒng)的設(shè)計，不便于高壓電纜接頭監(jiān)控和故障檢測。通過多年努力研發(fā)而得出的本發(fā)明上述技術(shù)方案，很好的解決了高壓電纜的多層電壓問題，以及電纜工作環(huán)境中的防水問題。

實施例1

本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，設(shè)置在電纜接頭處，該系統(tǒng)包括信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元，信號采集單元與能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元通過線纜相連，并采用纏繞防水膠帶以及外套熱縮管的三層一體防水結(jié)構(gòu)的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的防水隔壓。如圖1和圖2所示，信號采集單元和能量接收單元位于電纜接頭的鎧裝等效電位層處與電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處，能量發(fā)送單元和無線通信單元位于電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處。

本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，其信號采集單元用于采集電纜橡膠層的溫度數(shù)據(jù)和電纜橡膠層的局放數(shù)據(jù)。

如圖2所示，本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，其能量發(fā)送單元包括能量發(fā)送線圈、鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬屏蔽層。

如圖2所示，本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，其能量接收單元包括能量接收線圈和鐵氧體磁導(dǎo)層。

本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，其能量接收單元支持無線充電qi標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，其無線通信單元使用2.4g無線頻段通信。

本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，其無線通信單元使用藍牙、zigbee、wifi中任一種無線通信方式通信。

根據(jù)上述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)對電纜接頭內(nèi)部信號采集進行防水隔壓處理，該電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法包括：

電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)由信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元構(gòu)成，能量發(fā)送單元具有能量發(fā)送線圈、鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬屏蔽層，能量接收單元具有能量接收線圈和鐵氧體磁導(dǎo)層；

將信號采集單元和能量接收單元設(shè)置在電纜接頭的鎧裝等效電位層處與電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處，將能量發(fā)送單元和無線通信單元設(shè)置在電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處，信號采集單元與能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元通過線纜相連并采用防水膠帶纏繞包裹以及外套熱縮管的方式進行系統(tǒng)的防水隔壓保護；

內(nèi)置的信號采集單元用于采集電纜橡膠層的溫度數(shù)據(jù)和局放數(shù)據(jù)，內(nèi)置信號采集單元即為電纜接頭的電纜橡膠層測溫單元和內(nèi)置局放檢測單元，外置于電纜接頭熱縮管的能量發(fā)送單元和無線通信單元為一體式防水結(jié)構(gòu)，在電纜接頭處使用隔離供電與無線信號相結(jié)合的方式對其硅橡膠層進行信息采集監(jiān)控。

在本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法中，將外置于電纜接頭熱縮管的能量發(fā)送單元與無線通信單元設(shè)置為一體式防水結(jié)構(gòu)，以便提高系統(tǒng)的防水性。

在本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法中，熱縮管采用耐壓大于3wv且具有防水特性的熱縮管。

在本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法中，能量接收單元采用支持無線充電qi標(biāo)準(zhǔn)的能量接收單元。

在本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法中，無線通信單元采用2.4g無線頻段通信。

在本發(fā)明實施例所述的電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓方法中，無線通信單元采用藍牙、zigbee、wifi中任一種無線通信方式通信。

因為電纜電壓等級高，因此傳統(tǒng)的方式多為無源測量技術(shù)，如光纖測溫，基于rfid技術(shù)的測溫技術(shù)，對于精準(zhǔn)的有源測量則很難實現(xiàn)。本發(fā)明的申請人通過無線能量傳輸技術(shù)，結(jié)合無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，很好的解決了在電纜檢測這一環(huán)節(jié)的困難。利用無線供電，有源檢測大大的提高了以前的測量精度與準(zhǔn)確度。

實施例2

高壓電纜接頭是高壓電纜的一個薄弱環(huán)節(jié)，是高壓電纜的故障多發(fā)點，高壓電纜接頭監(jiān)控可以防范電纜接頭故障并確保高壓電纜正常工作。高壓電纜故障檢測包括常用的局放檢測和溫度檢測，但高壓電纜的三層電壓結(jié)構(gòu)又阻礙了采集系統(tǒng)的設(shè)計。鑒于此，研發(fā)一種電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，采用信號采集單元、能量發(fā)送單元、能量接收單元、無線通信單元構(gòu)成電纜接頭內(nèi)部信號采集防水隔壓系統(tǒng)，將信號采集單元和能量接收單元設(shè)置在電纜接頭的鎧裝層等效電位處與電纜銅網(wǎng)和電纜銅殼處，將能量發(fā)送單元和無線通信單元設(shè)置在電纜接頭的熱縮管外與電纜大地等效電位層處，解決高壓電纜的多層電壓問題以及電纜工作環(huán)境中的防水問題。

基于本發(fā)明的技術(shù)方案，本實施例以110kv電纜為例，為解決其銅殼層對無線供電能量的吸收，創(chuàng)新的在能量接收線圈與電纜銅殼層之間加入了鐵氧體磁導(dǎo)層；同樣為了防止電纜接頭外會有金屬干擾能量發(fā)送，本實施例在能量發(fā)送線圈外設(shè)置了鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬層，保證系統(tǒng)供電的高效與屏蔽性。

電纜故障常發(fā)生于硅橡膠層，因硅橡膠層老化，導(dǎo)致絕緣降低發(fā)生局放，最終導(dǎo)致電纜頭炸裂。因此針對硅橡膠層的信息采集監(jiān)控主要包括溫度采集和局放采集，但硅橡膠層與大地電壓等級需要達到3wv的耐壓沖擊。如圖3所示的電纜芯11k0v：電纜硅橡膠層，絕緣110kv層；電纜銅網(wǎng)、銅殼、鎧裝，與大地要求3wv耐壓；熱縮管防水材料層，絕緣3wv；大地等效零電壓。因此信號采集所需的電源供應(yīng)與信息傳輸將不能使用傳統(tǒng)的有線方式，只能使用隔離供電與無線信號相結(jié)合的方式。為解決銅殼層對無線供電能量的吸收，本實施例創(chuàng)新的在能量接收線圈與銅殼層之間加入了鐵氧體磁導(dǎo)層。同樣為了防止電纜接頭外會有金屬干擾能量發(fā)送，本實施例在能量發(fā)送線圈外置了鐵氧體磁導(dǎo)層和金屬層，保證系統(tǒng)供電的高效與屏蔽性。

為了提高防水性，本實施例中，外置無線單元和能源發(fā)送單元采用一體防水結(jié)構(gòu)，內(nèi)置信號采集單元為電纜橡膠層測溫單元和內(nèi)置局放檢測單元。

以上所述僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非是對本發(fā)明的范圍進行限定；以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍；在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。