配电环网柜电缆头无源无线测温技术研发及创新分析

配电环网柜电缆头无源无线测温技术研发及创新分析

董园

国网永城市供电公司 河南省商丘市 746600

摘 要：环网柜在配电网中，环网供电具有至关重要的作用，是其中的关键性设备，其运行状态能够与城市供电系统具有直接联系，是供电稳定的依据。基于此，本文为保障环网柜运行稳定，提出一种电缆头无源无线测温方案，该方案能够有效突破无线测温技术中存在的安装不变，测量精度低等缺点，使其能够得到进一步推广，并对电缆头无源无线测温方案进行解析，旨在为日后相关人员对环网柜进行研究时，能够提供参考性建议。

关键词：配电环网柜；电缆头；无源无线测温技术；技术研发；技术创新

引言：环网柜是城市供电网络中的重要组成部分，使供电过程中控制和连接的关键节点，其运行状态直接影响城市供电的可靠性。环网柜具有汇集电缆线路和分接电缆线路的功能，而柜内电缆接头处是运行故障高发位置，会因为各种原因产生发热状态，使其出现氧化使用寿命缩短等现象，严重时还会引起接头爆炸，绝缘击穿造成火灾危害，使城市供电得到影响，降低整体电网运行的安全性。因此对配电环网柜电缆头进行测温具有重要意义，而运用相应的实时检测，无源无线测温技术的研发和运用，能够有效改变传统测温技术中具有的弱势和缺点，能够做到实时检测，保证电缆头得到有效检查，促使整个电网的安全性得以保障。

一、配电环网柜电缆头无源无线测温技术研发及创新的意义

T形电缆接头在环网柜中属于关键性组成部分，并且其温度状态与环网柜正常运行具有至关重要的作用，能够作为衡量性的关键指标^[1]。为保障环网柜能够安全运行应对T型连接头导体进行温度监测，此种操作对环网柜正常运行具有重要意义。现阶段，在我国进行电缆头测温的技术有无线测温、光纤光栅、红外技术等，其中无线测温技术在实践中可知，其在运行中消耗的成本比较低，并且对于测温中存在的绝缘问题也能够进行良好地避免，在现阶段的电缆头的测温中被广泛推广，但是在实际运用过程中该机技术运用的是外置式测温传感器，并且运用电池进行供电，使其存在安装不方便测量精度低的问题，使得无线测温技术在实际推广和运用中受到一定的限制^[2]。基于此，相关人员应在研究过程中对其进行有效的革新，使其在研究中的一个创新。运用无源无线测温方案，在实际研发中能够研制出一种与电缆头一体成型的无源无线测温传感装置，在进行运用过程汇总会与温度采集器以及云平台的后台软件相互配合，从而实现电缆头电缆能够实时在线监测温度。

二、电场能量采集无源供电技术研究

环境能量采集技术在实际运行中具有众多优点，能够做到可循环、无污染。在实际运行中需要以微电子技术和微功耗技术为基础^[3]。能量收集也被称为能量积聚，需要运用小型电子和电器器件为其提供源源不断的电能，其包括能量收集模块、处理器模块，其中处理器具有发送功能。能量收集模块的能量来源为光、振动、热等，此类能源能为其提供毫瓦级能量，并在电源调节后进行储存，系统在运行中根据自身需要进行触发，此种触发行为是间隔性的，以便为后续负载提供运行能量。

在输电线的运行过程中会存在丰富的电磁能量，在高压电流小的场所，其具有的电磁能会更加强大，由此可知，输电线具有密集的工频电场和磁场能量。在配电环网柜电缆头无源无线测温技术正是利用微电子技术、低功耗技术以及开关柜等测量点中具有的电能量，使其在成为线温度传感器工作中运用的电源

在输电线回路的无线测温运用EH技术，使得传感器的能量需求问题得到有效解决。而传感器也会因此打破电池运用对其造成的限制和束缚，并且其具有体积小、寿命长的特点，能够使得其具有的可靠性更高，安装与运用更方便。

三、研制一体化T型电缆接头测温传感器无线温度接收终端

T型绝缘护套主要分为三部分，包括半导电内芯管、中间绝缘层和半导电外蒙层，电缆芯在实际工作中需要运用应力锥进行固定，并在接线端子的基础上与导电杆进行衔接^[4]。如图1所示。

图1 T型连接头结构

温度传感器主要是由取电模块、数字式温度传感器、CPU模块、无线通信模块等模块组合而成。在实际运行过程中，取电模块需要以静电场感应原理为基础，并结合感应空间的电磁场中的能量，对温度传感器单片机系统进行电源供应。由热敏电阻和Ａ／Ｄ转换芯片组合而成的数字式温度传感器能够稳定电源和温度检测。而无线通信模块在系统运行过程中能够作为射频通信功能，进行温度数据和电缆头状态的实时传输^[5]。温度传感器其由于尺寸较小，在组装中能够一同浇筑到电缆头的绝缘塞中，从而实现电缆头、温度传感器一体化成型，成型后其与普通电缆头的外观和尺寸与普通电缆头无异。具体结构如图２所示。

图2 集成到电缆头绝缘塞中的一体化温度传感器

四、项目解决的主要问题

在环网配电柜中运用电场能量收集技术，能够有效将传感器在电缆梯形接头堵头内进行集中，此方式能够有效进行外部供电，传感器能够在无源的情况下进行稳定运行，并且运行时间长可靠性高，对环境要求小。此方式无需改变电缆接头的原有方式和结构，具有超强的通用性，能够对电缆进行强力维护。

结束语

综上所述，无源无线测温技术运用到传感器与电缆头进行一体化安装，方便施工与安装。其中温度传感器运用了静电场感应供电，使传统电池供电方式得以改变，只需一次进行带电装置就能实现长期运行，避免运维对其造成伤害。无源无线测温技术能够针对电缆中负载短路突变等不确定原因进行检测，是其中电流过大或材料老化造成的接触不良等得到有效探测使其中的故障和隐患能够在数据的显示下得以显现和监测。因此，无源无线测温技术的运用能够有效保障环网柜运行的稳定性。

参考文献：

[1] 刘天楠, 余万荣. 环网柜电缆接头无源无线技术测温应用分析[J]. 通信电源技术, 2020, v.37;No.198(06):114-116.

[2] 李晓芳, 饶永杰, 张宏斌,等. 环网柜无源无线温度在线监测系统[J]. 电子技术与软件工程, 2019, 000(023):P.210-211.

[3] Zhu Hong, Zhang Fei-fei. 无源无线电缆测温技术在配电网自动化中的应用[J]. 电力系统装备, 2019, 000(011):87-88.

[4] 黄应敏, 邵源鹏, 高伟光,等. 10kV环网柜电缆接头电流与温度检测技术研究[J]. 电子设计工程, 2019, v.27;No.422(24):116-120.

作者简介：董园，女 1981.05 汉 河南永城市 本科 高级工程师 研究方向计算机