電纜接頭的故障診斷方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電纜故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電纜接頭的故障診斷方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大型供電系統(tǒng)中，越來越多地采用電力電纜輸配電。由電力電纜引起的故障是 影響電力正常供應(yīng)的主要因素。然而，電纜運(yùn)行故障大多發(fā)生在電纜接頭的位置。通常， 現(xiàn)有的電纜接頭故障診斷方法主要適用于高壓電力系統(tǒng)，并不適合多芯電纜接頭的故障監(jiān) 測 。
[0003] 以風(fēng)電領(lǐng)域所使用的動(dòng)力電纜為例。由于發(fā)電機(jī)的高度較高，施工較為困難，動(dòng)力 電纜一般采用電纜接頭方式連接。因電纜接頭的施工質(zhì)量不高，同時(shí)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn) 行過程中還會(huì)發(fā)生振動(dòng)和墜落等異常情況，導(dǎo)致電纜接頭松動(dòng)，進(jìn)而出現(xiàn)接觸電阻增大等 質(zhì)量問題。隨之而來的是電纜接頭的運(yùn)行溫度相應(yīng)升高，從而加速接頭處絕緣老化，使局放 電概率增加形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致高溫故障，引發(fā)電纜火災(zāi)。
[0004] 該動(dòng)力電纜是一種多芯電纜接頭，因此，現(xiàn)有方法并不適用于動(dòng)力電纜的故障診 斷，也無法避免因電纜接頭故障帶來的安全隱患。此外，現(xiàn)有技術(shù)通常直接利用溫度測量結(jié) 果作為故障判斷基準(zhǔn)，因此，欲提高故障判斷的準(zhǔn)確度，就需要使用精度高的測溫裝置，進(jìn) 而導(dǎo)致故障診斷成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于，提供一種電纜接頭的故障診斷方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì) 電纜接頭的故障監(jiān)測，避免因電纜接頭故障帶來的安全隱患，同時(shí)，無需依賴測溫裝置的精 度，降低成本。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種電纜接頭的故障診斷方法，所 述方法包括：獲取至少兩根電纜接頭處各自監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度，以及所述至少兩根電纜接 頭所處環(huán)境的第二溫度；根據(jù)獲取到的第一溫度和第二溫度，計(jì)算每根所述電纜接頭處監(jiān) 測點(diǎn)相對(duì)于所述環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)；根據(jù)所述溫升數(shù)據(jù)判斷每根所述電纜接頭是否發(fā)生故 障。
[0007] 優(yōu)選地，所述根據(jù)獲取到的第一溫度和第二溫度，計(jì)算每根所述電纜接頭處監(jiān)測 點(diǎn)相對(duì)于所述環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)的處理包括：分別計(jì)算每個(gè)所述電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫 度與所述至少兩根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度的平均值的第一差值，并且計(jì)算所述至少 兩根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度的平均值與所述至少兩根電纜接頭所處環(huán)境的第二溫 度的第二差值，將所述第一差值與所述第二差值的比值作為每根所述電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)相 對(duì)于所述環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)。
[0008] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述溫升數(shù)據(jù)判斷每根所述電纜接頭是否發(fā)生故障的處理包 括：如果某根電纜接頭的溫升數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)的溫升數(shù)據(jù)閾值，判定所述電纜接頭故障。
[0009] 優(yōu)選地，所述獲取至少兩根電纜接頭處各自監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度的處理包括：通過 測溫傳感器和/或紅外測溫裝置進(jìn)行采集，獲得至少兩根電纜接頭處各自監(jiān)測點(diǎn)的第一溫 度。
[0010] 優(yōu)選地，在判定所述電纜接頭故障后進(jìn)行報(bào)警提示。
[0011] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種電纜接頭的故障診斷裝置，所述裝置包括：溫度獲 取模塊，用于獲取至少兩根電纜接頭處各自監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度，以及所述至少兩根電纜接 頭所處環(huán)境的第二溫度；溫升數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)獲取到的第一溫度和第二溫度，計(jì)算 每根所述電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)相對(duì)于所述環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)；故障判斷模塊，用于根據(jù)所述溫 升數(shù)據(jù)判斷每根所述電纜接頭是否發(fā)生故障。
[0012] 優(yōu)選地，所述溫升數(shù)據(jù)計(jì)算模塊包括：差值計(jì)算單元，用于分別計(jì)算每個(gè)所述電纜 接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度與所述至少兩根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度的平均值的第一 差值，并且計(jì)算所述至少兩根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度的平均值與所述至少兩根電纜 接頭所處環(huán)境的第二溫度的第二差值，溫升數(shù)據(jù)計(jì)算單元，用于將所述第一差值與所述第 二差值的比值作為每根所述電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)相對(duì)于所述環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)。
[0013] 優(yōu)選地，所述故障判斷模塊用于如果某根電纜接頭的溫升數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)的溫升數(shù) 據(jù)閾值，判定所述電纜接頭故障。
[0014] 優(yōu)選地，所述溫度獲取模塊包括測溫傳感器和/或紅外測溫裝置。
[0015] 優(yōu)選地，所述電纜接頭是用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的同相動(dòng)力電纜接頭。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例提供的電纜接頭的故障診斷方法及裝置，依據(jù)獲取到多根電纜接頭 處各自監(jiān)測點(diǎn)的溫度和所處環(huán)境的溫度，得到每根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)相對(duì)于環(huán)境的溫升數(shù) 據(jù)。進(jìn)一步將溫升數(shù)據(jù)作為判斷基準(zhǔn)，判斷某根電纜是否發(fā)生故障，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電纜接頭 的故障監(jiān)測，避免了因電纜接頭故障帶來的安全隱患。此外，與現(xiàn)有技術(shù)的直接利用溫度測 量結(jié)果進(jìn)行故障判斷相比，本實(shí)施例對(duì)溫度傳感器精度要求較低，從而降低了成本，并且適 用面較廣。除風(fēng)電領(lǐng)域外還適用于其它符合多芯電纜條件的技術(shù)領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的電纜接頭的故障診斷方法的流程示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的電纜接頭的故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例電纜接頭的故障診斷方法及裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020] 實(shí)施例一
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的電纜接頭的故障診斷方法的流程示意圖，如圖1所示，電 纜接頭的故障診斷方法包括：
[0022] 步驟101 :獲取至少兩根電纜接頭處各自監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度，以及至少兩根電纜 接頭所處環(huán)境的第二溫度。
[0023] 在實(shí)際應(yīng)用中，監(jiān)測點(diǎn)的位置可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件和設(shè)備的可靠性來確定，一般 選取電纜接頭處絕緣外皮作為監(jiān)測點(diǎn)的位置。相應(yīng)地，第一溫度可以是每根電纜接頭處絕 緣外皮上某監(jiān)測點(diǎn)的溫度，具體可通過測溫傳感器和/或紅外測溫裝置進(jìn)行采集，獲得至 少兩根電纜接頭處各自監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度。舉例來說，使用型號(hào)PTlOO的測溫傳感器貼敷 于電纜接頭處絕緣外皮進(jìn)行溫度測量，使得對(duì)電纜接頭處的溫度測量方式更加簡便，易于 操作。第二溫度是電纜接頭處絕緣外皮所處外界環(huán)境的溫度。
[0024] 步驟102 :根據(jù)獲取到的第一溫度和第二溫度，計(jì)算每根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)相對(duì) 于環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)。
[0025] 在具體的實(shí)現(xiàn)方式中，可分別計(jì)算每個(gè)電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度與至少兩根 電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度的平均值的第一差值，并且計(jì)算至少兩根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn) 的第一溫度的平均值與至少兩根電纜接頭所處環(huán)境的第二溫度的第二差值，將第一差值與 第二差值的比值作為每根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)相對(duì)于環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)。具體可利用下式（1) 計(jì)算每根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)相對(duì)于環(huán)境的溫升數(shù)據(jù)：
[0027] 其中，R1為第i根電纜接頭的溫升數(shù)據(jù)，i為正整數(shù)且I < i < n，n為電纜接頭的 根數(shù)，T1為第i根電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的第一溫度，1\為η根電纜接頭所處環(huán)境的第二溫度。
[0028] 需要說明的是，前述電纜接頭可以是用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的同相動(dòng)力電纜接頭。下 面以2. 5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的同相動(dòng)力電纜接頭為例，詳細(xì)說明上述式（1)的技術(shù)原理。
[0029] 機(jī)艙發(fā)電機(jī)同塔底變流柜之間的主電纜每個(gè)三芯電纜由三根電纜組成，機(jī)組在正 常工作狀態(tài)下，三根電纜的電流幾乎相等。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及原理可知，熱量公式（T x-Te)= PZ = I2RxZ,其中P為電纜接頭處的熱功率；Z為電纜接頭處至監(jiān)測點(diǎn)的熱阻，Rx為電纜接頭 接觸電阻，！；為電纜接頭處的監(jiān)測點(diǎn)溫度，1\為電纜接頭所處環(huán)境的溫度，I為流經(jīng)電纜接 頭的電流。
[0030] 在本實(shí)施例中，三芯電纜流經(jīng)的電流I相等。同時(shí)，由于每根電纜具有相同的安 裝、使用及測量條件，因此，電纜接頭處至監(jiān)測點(diǎn)的熱阻Z也相等，由此可以看出電纜接頭 接觸電阻R x與溫度差值（Tx-TJ成一定的比例關(guān)系。因此，可以得到下式（2):
[0031 ] R1IR2IR3= (T1-Te) : (T2-Te) : (T3-Te)....................................式⑵
[0032] 其中，RpRpR3為三芯電纜的各自電纜接頭的接觸電阻，T 三芯電纜的各 自電纜接頭處監(jiān)測點(diǎn)的溫度，Te為三芯電纜所處環(huán)境的溫度。
[0033] 進(jìn)一