电缆、监测系统及电缆的接头安装方法与流程

1.本发明涉及电缆安全监测技术领域，特别是涉及电缆、监测系统及电缆的接头安装方法。


背景技术：

2.近年来，由于城市发展的步伐不断加快，土地资源越来越紧缺，电力电缆因其安全可靠、节省土地等优点而得到广泛运用。电力电缆已经成为现代化城市电网的重要组成部分，为电网的安全运行提供重要保障，特别是对于特大型城市，电力电缆已成为城市主要供电手段。但电力电缆因其敷设于地下、运行环境恶劣，除去线路外力破坏导致故障外，高压电缆线路故障部位90％以上发生在中间接头处，而中间接头故障常伴随炸裂现场，但中间接头大多埋于地下，无法采用肉眼直观判断，然而现有的监测装置检测不准确，无法准确确定故障点，影响了线路抢修复电时间。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有的监测装置检测不准确，无法准确确定故障点，影响了线路抢修复电时间的技术问题，提供一种电缆。
4.一种电缆，包括应力锥、测温组件及铜壳；沿电缆的轴向，相互连接的两个所述电缆的电芯的外部均套设有所述应力锥，所述铜壳套设于电缆接头处相邻的所述应力锥上，所述测温组件包括绝缘套和测温光纤，所述测温光纤安装于所述绝缘套上，套设于所述铜壳的外周部的所述测温组件抵持于所述铜壳。
5.在其中一个实施例中，所述绝缘套的径向尺寸随温度变化而变化。
6.在其中一个实施例中，所述测温光纤安装于所述绝缘套的内侧壁。
7.在其中一个实施例中，所述测温光纤包括多个依次连接的测温单元，所述测温单元包括第一段与第二段，所述第一段沿所述电缆的轴向延伸，所述第二段沿所述电缆的周向延伸。
8.在其中一个实施例中，所述第一段的长度沿所述轴向，所述第二段的长度沿所述周向。
9.在其中一个实施例中，所述测温光纤为分布式测温光纤。
10.在其中一个实施例中，还包括船壳，所述船壳套设于所述绝缘套，所述铜壳与所述船壳之间填充有防水胶。
11.本发明还提供一种监测系统，能够解决上述至少一个技术问题。
12.一种监测系统，包括上述的电缆，还包括测温主机及监控主机，所述测温光纤与所述监控组件均与所述测温主机电性连接。
13.在其中一个实施例中，所述监控主机上安装有控制器，所述控制器用于将所述测温主机上传输的数据转化为三维图像。
14.本发明还提供电缆的接头安装方法，能够解决上述至少一个技术问题。
15.电缆接头安装方法，包括如下步骤：
16.s10在相互连接的两个电缆电芯的外部均套设应力锥；
17.s20将铜壳套设于电缆接头处相邻的所述应力锥上；
18.s30将所述测温组件套设于所述铜壳上；
19.s40通过改变所述测温组件的温度，使套设于所述铜壳的外周部的所述测温组件抵持于所述铜壳；
20.s50将所述测温光纤与测温主机和监控主机接通。
21.有益效果：
22.本发明一实施例提高的电缆，包括应力锥、测温组件及铜壳；沿电缆的轴向，相邻的两个电缆的电芯的外部均套设有应力锥，铜壳套设于电缆接头处相邻的应力锥上，测温组件包括绝缘套和测温光纤，测温光纤安装于绝缘套上，套设于铜壳的外周部的测温组件抵持于铜壳。本技术中测温光纤设置于绝缘套上，且绝缘套套设于铜壳上，从而将测温光纤设置于电缆内部，由于测温组件抵持于铜壳上，而铜壳直接接触需要被测量温度的电缆接头处，从而提高热传导率，使得测温光纤获取的温度更加准确，进而及时确认故障点，提高故障检修效率。
23.本发明实施例还提供一种监测系统，包括上述的电缆，还包括测温主机及监控主机，所述测温光纤与所述监控主机均与所述测温主机电性连接。该装置能够解决上述至少一个技术问题。
24.本发明实施例还提供一种电缆的接头安装方法，包括如下步骤：在相互连接的两个电缆电芯的外部均套设应力锥；将铜壳套设于电缆接头处相邻的应力锥上；将测温组件套设于铜壳上；通过改变测温组件温度，使套设于铜壳的外周部的测温组件抵持于铜壳；将测温光纤与测温主机和检测主机接通。该方法能够解决上述至少一个技术问题。
附图说明
25.图1为本发明提供的电缆的示意图；
26.图2为本发明提供的电缆中两段电缆压接的示意图；
27.图3为本发明提供的电缆中测温组件的示意图；
28.图4为本发明提供的电缆中测安装于绝缘套的测温光纤的展开示意图；
29.图5为本发明提供的测温系统的示意图；
30.图6为本发明提供的电缆的接头安装方法的流程图。
31.附图标号：
32.100-电缆；110-压接处；300-船壳；310-灌胶口；400-测温光纤；410-第一段；420-第二段；500-测温主机；600-监控主机；700-绝缘套。
具体实施方式
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.参阅图1、图2及图3，图1为本发明提供的电缆的示意图；图2为本发明提供的电缆中两段电缆压接的示意图；图3为本发明提供的电缆中测温组件的示意图。本发明一实施例提供了的电缆100，包括应力锥、测温组件及铜壳；沿电缆100的轴向，相互连接的两个电缆100的电芯的外部均套设有应力锥，铜壳套设于电缆接头处相邻的应力锥上，测温组件包括绝缘套700和测温光纤400，测温光纤400安装于绝缘套700上，套设于铜壳的外周部的测温组件抵持于铜壳。
40.电力电缆100敷设于地下，当其长度不够时，需要与其他电缆100连接，则电缆100与其他电缆100连接处为电缆接头处。相邻电缆100连接时，需要先剥离电缆100的外屏蔽层，然后将相邻电缆100之间的电芯进行压接连接，使得相邻电芯稳定连接。由于电缆100的外屏蔽层被剥离，则电缆100外屏蔽层切断处会产生电场集中现象，通过在电缆接头处的外屏蔽层切断处分别套设应力锥，从而缓解断口处应力集中的问题，其中，相邻电芯的压接处110位于其两端套设的应力锥之间，通过将铜壳套设于电缆接头处相邻的应力锥上，以使电缆接头处暴露的电芯容设于铜壳内，从而屏蔽电场。
41.具体地，本技术中测温光纤400设置于绝缘套700上，且绝缘套700套设于铜壳上，从而将测温光纤400设置于电缆100内部，由于测温组件抵持于铜壳上，而铜壳直接接触需
要被测量温度的电缆接头处，从而提高热传导率，使得测温光纤400获取的温度更加准确，进而及时确认故障点，提高故障检修效率。相较于将测温光纤400设置于铜壳内部，本技术中，当测温光纤400发生故障时，能够便捷拆卸测温组件，更换测温光纤400。而当将测温光纤400设置于铜壳内侧时，一方面会影响电缆100电芯的电气性能，另一方面，铜壳不便于拆卸。
42.参阅图1和图3，在其中一个实施例中，绝缘套的径向尺寸随温度变化而变化。
43.通过将测温光纤400安装于绝缘套700上，当针对不同尺寸的铜壳时，都能通过改变温度使得测温组件能够包裹于铜壳，从而便于测温光纤400的安装，提高了电缆100的适应性。相较于将测温光纤400设置于铜壳内部，本技术中，当测温光纤400发生故障时，能够便捷拆卸测温组件，更换测温光纤400。而当将测温光纤400设置于铜壳内侧时，一方面会影响电缆100电芯的电气性能，另一方面，铜壳不便于拆卸。
44.进一步地，绝缘套700为绝缘热缩管，通过对绝缘热缩管加热，从而使得绝缘热缩管的径向尺寸减小，使得绝缘热缩管包裹于铜壳的外侧，提高铜壳将热传递至绝缘热缩管的热传导率，进而提高测温光纤400测温的检测准确度。在其他实施例中，绝缘套700还可以为绝缘热缩膜，其只要能够实现热缩而包裹铜壳即可。
45.参阅图1和图3，在其中一个实施例中，测温光纤400安装于绝缘套700的内侧壁。
46.具体地，测温光纤400安装于绝缘热缩管的内侧壁，则当绝缘热缩管受热收缩时，其紧缩力使得内置测温光纤400紧贴铜壳，从而能够更加准确的获取铜壳上的温度。由于铜壳是金属材质，则传热性能更好，能够及时将电芯压接处110的温度传递至铜壳，从而使得测温光纤400能够更加准确的测得电缆接头的温度，从而及时确认故障点，提高故障检修效率。
47.其他实施例中，测温光纤400还可以安装于绝缘热缩管的外侧，从而便于测温光纤400安装于绝缘热缩管上。
48.参阅图3和图4，图4为本发明提供的电缆中测安装于绝缘套700的测温光纤400的展开示意图。在其中一个实施例中，测温光纤400包括多个依次连接的测温单元，测温单元包括第一段410与第二段420，第一段410沿电缆100的轴向延伸，第二段420沿电缆100的周向延伸。
49.具体地，同一测温单元中，第一段410连接于第二段420，相邻测温单元中，前一个测温单元的第二段420连接于后一个测温单元中的第一段410。测温单元沿电缆100的周向均匀排布，从而布满绝缘热缩管的整个内侧壁，则当测温光纤400紧贴铜壳时，测温光纤400能够全方位的检测铜壳上各个区域的温度，从而能够更加准确的获取电缆接头的温度。
50.继续参阅图3和图4，在其中一个实施例中，第一段410的长度沿轴向，第二段420的长度沿周向。
51.具体地，这样的设置，相较于螺旋设置，能够避免绝缘热缩管的中心产生电磁场，进而对电缆100的电气性能产生影响，同时还能够避免测温光纤400带电，起到保护作用。
52.进一步地，第二段420的长度较短，从而使得相邻测温单元之间的第一段410之间间隙较小，使得测温光纤400能够紧密排列于绝缘热缩管上，能够测量铜壳上各个点的温度，从而能够及时发现电缆接头上的故障点，提高测温光纤400检测的准确性。
53.更进一步地，对绝缘热缩管进行加热时，为均匀加热，使得绝缘热缩管上内置的测
温光纤400能够在紧缩力的作用下均匀内缩，而与铜壳均匀紧贴，从而能够避免不同测温单元与铜壳贴紧程度不同而影响测量结果的准确性。
54.另外，第一段410与第二段420的连接处采用弧形过渡，从而能够减少测温光纤400的损伤，提高测温光纤400的使用寿命。
55.在其他实施例中，测温光纤400沿电缆100的轴向螺旋环绕，从而能够便于测温光纤400安装于绝缘热缩管的内侧壁上。
56.参阅图1和图3，在其中一个实施中，测温光纤400为分布式测温光纤400。
57.具体地，分布式测温光纤400兼具传输和测温功能，然而其抗拉强度低，则当高压电缆接头故障炸裂时，测温光纤400会发生断裂，从而能够及时判断故障点及故障状况。
58.参阅图1，在其中一个实施例中，还包括船壳300，船壳300套设于绝缘套700，铜壳与船壳300之间填充有防水胶。
59.具体地，船壳300具有防水性能，通过在船壳300和绝缘层之间填充防水胶，防水胶凝固后完全包裹绝缘热缩管，从而对电芯和测温光纤400起到保护作用，防止因地下潮湿等因素影响电缆100的性能及测温光纤400测温的准确性。其中防水胶为绝缘材料，从而能够进一步对电缆接头进行绝缘。
60.进一步地，船壳300具有灌胶口310，测温光纤400的始端穿过灌胶口310，伸出电缆接头外部，从而便于测温光纤400与外部其他设备连接。
61.参阅图5，图5为本发明提供的测温系统的示意图。本发明一实施例提供了的监测系统，包括上述电缆100，还包括测温主机500及监控主机600，测温光纤400与监控组件均与测温主机500电性连接。
62.具体地，测温主机500安装于电缆接头处附近的检修工井内，并与伸出灌胶口310的测温光纤400始端连接，测温主机500用于获取测温光纤400上各个点的测温信息，并将测温信息传递至监控主机600，从而实现对铜壳上各个监测点的全方位检测。其中，当电缆接头安装后，需要实施监测系统的安装和调试，进而排除因测温光纤400问题影响监测系统的性能，使其能够实时准确监控电缆接头整体温度。
63.需要说明的是，内置于绝缘热缩管内的测温光纤400为裸光纤，但延伸至绝缘热缩管外与测温主机500连接的光纤外表包裹着外护套，从而能够增加其机械性能。
64.进一步地，测温主机500包括通信模块、数据终断预警模块和数据采集模块，通信模块、数据终断预警模块和数据采集模块分别电性连接，通信模块与监控主机600电性连接，数据采集模块与测温光纤400电性连接。数据采集模块用于获取测温光纤400上的检测数据，数据终断预警模块用于获取预警信息，并通过通信模块奖检测数据实时上传至监控主机600上。
65.当电缆接头正常运行时，监控主机600可全方位监测电缆接头内温度，当电缆接头发生故障炸裂时，内置于绝缘热缩管内的测温光纤400受电缆接头炸裂冲击可及时终断并发出预警信号，从而可直观判断接头故障，节省线路故障查找时间。其中，当测温光纤400受接头炸裂冲击时，测温光纤400也会发生断裂，从而使得电缆接头上数据检测点减少，从而使得预警信息能够被触发。
66.继续参阅图5，在其中一个实施例中，监控主机600上安装有控制器，控制器用于将测温主机500上传输的数据转化为三维图像。
67.具体地，通过在监控主机600上安装有控制器，从而能够将测温主机500上传至监控主机600上的数据实时转化为三维图像，立体化呈现高压电缆100中接头内部运行温度，进而可实时直观监测高压电缆接头内部温度分布和接头故障实时预警。
68.参阅图1、图5和图6，图6为本发明提供的电缆的接头安装方法的流程图。本发明一实施例提供了的电缆接头安装方法，包括如下步骤：
69.s10在相互连接的两个电缆100电芯的外部均套设应力锥。
70.具体地，相邻电缆100连接时，需要先剥离电缆100的外屏蔽层后，然后将相邻电缆100之间的电芯进行压接连接，使得相邻电芯稳定连接。由于电缆100的外屏蔽层被剥离，则电缆100外屏蔽层切断处会产生电场集中现象，通过在电缆接头处的外屏蔽层切断处分别套设应力锥，从而缓解断口处应力集中的问题。
71.s20将铜壳套设于电缆接头处相邻的应力锥上。
72.具体地，相邻电芯的压接处110位于其两端套设的应力锥之间，通过将铜壳套设于电缆接头处的应力锥上，以使电缆接头处暴露的电芯容设于铜壳内，从而屏蔽电场。
73.s30将测温组件套设于铜壳上。
74.具体地，将测温光纤400设置于绝缘套700上，且绝缘套700套设于铜壳上，从而将测温光纤400设置于电缆100内部，由于测温组件抵持于铜壳上，而铜壳直接接触需要被测量温度的电缆接头处，从而提高热传导率，使得测温光纤400获取的温度更加准确，进而及时确认故障点，提高故障检修效率。
75.在s30步骤之前，还包括：
76.在相邻电缆100的电芯未连接前，将铜壳和绝缘套700套设于其中一个电缆100上。
77.当应力锥安装后，能够依次将铜壳和绝缘套700移动至电缆接头处，从而便于铜壳和绝缘套700的安装。需要说明的是，在绝缘套700安装之前，测温光纤400已经安装于绝缘套700上，从而便于测温光纤400的安装。
78.s40通过改变测温组件温度，使套设于铜壳的外周部的测温组件抵持于铜壳。
79.具体地，通过改变温度，从而使得绝缘热缩管的径向尺寸减小，使得绝缘热缩管包裹于铜壳的四周，从而提高铜壳将热传递至绝缘热缩管的热传导率，进而提高测温光纤400测温的检测准确度。当针对不同尺寸的铜壳时，都能通过改变温度使得测温组件能够包裹于铜壳，从而便于测温光纤400的安装，提高了光缆的适应性。相较于将测温光纤400设置于铜壳内部，本技术中，当测温光纤400发生故障时，能够便捷拆卸测温组件，更换光纤。而当将测温光纤400设置于铜壳内侧时，一方面会影响电缆100电芯的电气性能，另一方面，铜壳不便于拆卸。
80.进一步地，绝缘套700为绝缘热缩管，其半径随温度的升高而减小，从而使得绝缘热缩管能够包裹于铜壳上。在其他实施例中，绝缘套700还可以为绝缘冷缩管，其只要能够实现绝缘套700径向尺寸随温度变化而包裹铜壳即可。
81.进一步地，测温光纤400安装于绝缘套700的内侧壁，则当绝缘热缩管受热收缩时，其紧缩力使得内置测温光纤400紧贴铜壳，从而能够更加准确的获取铜壳上的温度。
82.s50将测温光纤400与测温主机500和监控主机600接通。
83.具体地，通过测温光纤400与监控组件均与测温主机500电性连接，使得测温主机500能够获取测温光纤400上各个点上的测温信息，并将测温信息传递至监控主机600，从而
实现对铜壳上各个监测点的全方位检测。
84.继续参阅图1、图5和图6，在其中一个实施例中，在步骤s40和s50之间还包括：
85.s41将船壳300套设于铜壳上；
86.s42在船壳300与铜壳之间注入防水胶。
87.具体地，通过在船壳300和绝缘层之间填充防水胶，防水胶凝固后完全包裹绝缘热缩管，从而对电芯和测温光纤400起到保护作用，防止因地下潮湿等因素影响电缆100的性能及测温光纤400测温的准确性。
88.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
89.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。