一种基于物联网的电力电缆状态测量装置的制作方法

1.本发明属于电缆运行状态测量技术领域，具体涉及一种基于物联网的电力电缆状态测量装置。


背景技术：

2.目前电力系统中的电缆状态测量工作比较分散，传感器多样，一些评估主要仍是依靠人工试验进行测量，并且需要投入大量工作，且很难满足在线状态评估的要求，并且随着电缆数量越来越多，这种方法大大影响了电缆的管理效率，提高了管理成本。比如：在电力电缆的运行以及维护过程中，往往需要对电力电缆运行过程中的温度进行测量，目前，对电力电缆温度的测量方式往往采用点温枪进行测量，这种方式虽然测温距离远、安全性高，但是误差较大，并且需要人工记录测温数据并上传电脑，需要消耗更多的人力，并且，由于测得的温度为电缆表面的当前采集点的温度，难以实现电力电缆的升温的原因进行分析，特别是多芯的电缆在输送电力的过程中，发生升温的因素有电缆的局部护套损坏、绝缘性降低，电缆选型有误、电缆超负荷运行，电缆相间绝缘性降低等，通电力电缆表面点位置的当前温度，很难实现电力电缆的温度测量并进行运行状态分析。为此，有必要设计一种能够对电力电缆外表面的面区域进行温度采集并能够为运行状态进行分析提供更多测算数据的测量装置。


技术实现要素：

3.为了解决电力电缆表面温度区域测量的问题，本方案提供了一种基于物联网的电力电缆状态测量装置。
4.本发明所采用的技术方案为：
5.一种基于物联网的电力电缆状态测量装置，包括测量主体、卡罩主体、远端服务器和扩展显示屏；
6.所述测量主体的前端设置有红外摄像头；在测量主体内设置有中控器；所述中控器与红外摄像头电性连接，并能够通过红外摄像头采集电力电缆表面的红外测量数据；
7.所述卡罩主体的前侧设置有弧槽状的测试工位；该测试工位能够罩扣至电力电缆外表面；
8.所述远端服务器能够与中控器通信连接，并接收由所述中控器上传的红外测量数据；
9.所述扩展显示屏通过通信线与测量主体相连，并能够实时显示红外摄像头所采集的红外测量数据。
10.由于现有技术利用点温枪对电力电缆的表面温度进行测量时，只能够进行点位置的温度测量，存在测量误差大的风险，为此本方案中采用红外摄像头的结构，利用红外摄像头进行面区域的温度采集，从而提高温度测量的准确性，并且在红外摄像头进行数据采集过程中，能够对一个时间段内的温度变化进行采集，从而方便于分析人员根据温度的变化
过程，进行电缆运行状态的分析。
11.本方案中设置的卡罩主体能够罩扣至电力电缆的外表面，不仅能够稳定红外摄像头与电缆外表面的距离和位置，降低因手持测量主体过程中的晃动对测量结果的影响，还能够对外部热源进行一定程度的遮挡，从而降低外部因素对测温准确性的影响。
12.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：所述卡罩主体包括有罩壳，测试工位位于在罩壳的前侧，在测试工位的内沿处设置有若干带有弹性的篦齿；所述篦齿能够贴合到电力电缆的外表面并围成一个测量区；所述红外摄像头能够对测量区的中心处进行红外测量数据。篦齿可以采用软质的橡胶材料制成，进而能够与电力电缆的外面表面实现弹性接触，从而避免测量过程中壳罩上的棱角对电力电缆的外表面造成伤害，此外，还能够起到防风的效果，从而避免外部热空气或冷空气对电力电缆外表面的温度造成影响，而影响温度测量的准确性。
13.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：所述罩壳的前侧分别可拆卸的连接有长边条和弧形边条；设置于长边条上的篦齿为侧面篦齿，所述侧面篦齿能够沿电力电缆的长度方向贴合到电力电缆的外表面上；设置于弧形边条的内侧的篦齿为端面篦齿，多个端面篦齿分布呈弧形；端面篦齿之间能够形成用于空气流通的气道。每个侧面篦齿的长度均与壳罩的长度相当，并且侧面篦齿具有多个并能够与电力电缆的外表面密封接触；而端面篦齿的自由端在接触电力电缆的外表面时，该侧面篦齿将被弯曲为弧形，从而在相邻端面篦齿之间形成细密的气道，在保证电力电缆外表面的温度不被外部环境影响的基础上，实现气流的流通。
14.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：所述测量主体内设置有冷气源机构，所述卡罩主体罩于电力电缆外表面时，能够由冷气源机构释放冷气，以对卡罩主体所覆盖区域的电力电缆外表面进行冷却，从而对电力电缆的温升状态进行数据采集。
15.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：所述冷气源机构包括冷气罐、电控阀和蒸发盘；所述冷气罐的出口通过管道连通至蒸发盘处；所述电控阀串联在冷气罐与蒸发盘之间的管道上；电控阀处于打开状态时，所述冷气罐内的冷液在蒸发盘处蒸发为气态，并用于冷却电力电缆的外表面。
16.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：在蒸发盘的前侧设置有风机，所述风机用于将蒸发盘处蒸发出的冷气进行引流；所述冷气为冷液蒸发后产生的气体，或者，在蒸发盘所在腔室的侧壁上设置有连通外部环境的进气口，所述冷气为冷液蒸发气体与空气的混合气体。
17.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：在风机的前侧设置有均冷栅，所述均冷栅用于将冷气均匀引流为平行气流；所述红外摄像头设置在均冷栅的中心处。
18.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：所述测量主体内具有用于冷气罐安装的冷罐仓，所述冷罐仓的一侧设置有罐仓挡板，该罐仓挡板用于开闭冷罐仓；多个冷气罐在冷罐仓呈阵列分布，且各个冷气罐均通过管道与蒸发盘相连。
19.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：所述冷罐仓内设置有保温棉垫，所述保温棉垫上具有若干呈矩形阵列状分布的安装孔位，每个安装孔位对应于一个冷气罐的安装。
20.作为上述电力电缆状态测量装置的补充设计或备选结构：所述测量主体内具有主控仓和电池仓；在主控仓的侧壁处设置有板仓挡板，所述中控器安装在所述主控仓内；所述电池仓的侧壁处设置有电池仓挡板，所述电池仓内安装有蓄电池，所述蓄电池能够向中控器供电。
21.本发明的有益效果为：
22.1.本方案中采用红外摄像头进行电力电缆表面温度的采集，不仅能够实现面区域的温度采集，还能够通过实现一个时间段内的温度变化的采集，从而为远端服务器进行温度分析、判断电力电缆状态提供更多的数据参考；
23.2.本方案中采用了卡罩主体与电力电缆外表面接触的结构，不仅能够隔绝外部环境对电力电缆表面测温的影响，还能够实现红外摄像头进行温度采集的面区域的距离和范围的统一，从而为单根电力电缆的多位置测温提供支持；
24.3.本方案中能够利用冷气罐对电力电缆的表面进行冷却，从而方便于对电力电缆的面区域内的升温过程进行测量，从而方便于远端服务器根据表面的升温速度和先后升温区域的变换判断电力电缆的状态。
附图说明
25.为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
26.图1是本方案中的电力电缆状态测量装置的结构示意图；
27.图2是卡罩主体与测量主体的组合状态图；
28.图3是卡罩主体的内部结构图；
29.图4是测量主体的内部结构图。
30.图5是电力电缆状态测量的控制逻辑图。
31.图中：1-卡罩主体；11-罩壳；12-端面篦齿；13-侧面篦齿；14-长边条；15-弧形边条；2-测量主体；201-键盘主体；202-电控阀；203-板仓挡板；204-中控器；205-蓄电池；206-电池仓挡板；207-冷气罐；208-罐仓挡板；209-蒸发盘；210-风扇；211-红外摄像头；212-均冷栅；3-扩展显示屏；4-远端服务器。
具体实施方式
32.下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。
33.实施例1
34.在电力电缆的运行以及维护过程中，往往需要对电力电缆表面温度进行采集，从而对电力电缆的状态进行判断，目前，对电力电缆温度的测量方式往往采用点温枪进行测量，这种方式虽然测温距离远、安全性高，但是误差较大，并且需要人工记录测温数据并上传电脑，需要消耗更多的人力，并且，由于测得的温度为电缆表面的当前采集点的温度，难以实现电力电缆的升温的原因进行分析，特别是多芯的电缆在输送电力的过程中，发生升温的因素有电缆的局部护套损坏、绝缘性降低，电缆选型有误、电缆超负荷运行，电缆相间
绝缘性降低等，通过点温枪测得的当前点位置，很难实现电力电缆的温度测量并进行运行状态分析。
35.为了解决上述问题，本实施例设计了一种基于物联网的电力电缆状态测量装置，如图1至图5所示，本实施例的电力电缆状态测量装置包括有测量主体2、卡罩主体1、远端服务器4和扩展显示屏3等结构。
36.其中，所述测量主体2的前端设置有红外摄像头211；在测量主体2内设置有中控器204；所述中控器204与红外摄像头211电性连接，并能够通过红外摄像头211采集电力电缆表面的红外测量数据。本方案中采用红外摄像头211的结构，利用红外摄像头211进行面区域的温度采集，从而提高温度测量的准确性，并且在红外摄像头211进行数据采集过程中，能够对一个时间段内的温度变化进行采集，从而方便于分析人员根据温度的变化过程，进行电缆运行状态的分析。
37.所述卡罩主体1的前侧设置有弧槽状的测试工位；该测试工位能够罩扣至电力电缆外表面；从而能够稳定红外摄像头211与电缆外表面的距离和位置，降低因手持测量主体2过程中的晃动对测量结果的影响，并且还能够对外部热源进行一定程度的遮挡，从而降低外部因素对测温准确性的影响。
38.所述远端服务器4能够与中控器204通信连接，并接收由所述中控器204上传的红外测量数据；远端服务器4能够通过无线通信的方式获取红外测量数据，能够对红外摄像头211所采集到的面区域温度数据进行分析测算，从而计算获得更准确的温度值，还能够根据采集时间段内的面区域的温度变化进行分析，从而辅助于技术人员对电力电缆状态进行人工判断，或者辅助于远端服务器4进行智能判断，智能判断的方式有相应的技术人员进行具体的自定义设定，本实施例不做详细描述。
39.所述扩展显示屏3通过通信线与测量主体2相连，并能够实时显示红外摄像头211所采集的红外测量数据，该通信线的一端与测量主体2相连，从而方便于测量人员在现场进行温度测量的观察。
40.实施例2
41.如图1至图5所示，在实施例1的结构基础上，本实施例对卡罩主体1的结构进行具体的设计。
42.具体的，本实施例的卡罩主体1与测量主体2可拆卸的连接，所述卡罩主体1包括有罩壳11，测试工位位于在罩壳11的前侧，在测试工位的内沿处设置有若干带有弹性的篦齿；所述篦齿能够贴合到电力电缆的外表面并围成一个测量区；所述红外摄像头211能够对测量区的中心处进行红外测量数据。篦齿可以采用软质的橡胶材料制成，进而能够与电力电缆的外面表面实现弹性接触，从而避免测量过程中壳罩上的棱角对电力电缆的外表面造成伤害，此外，还能够起到防风的效果，从而避免外部热空气或冷空气对电力电缆外表面的温度造成影响，而影响温度测量的准确性。
43.在所述罩壳11的前侧分别可拆卸的连接有长边条14和弧形边条15；设置于长边条14上的篦齿为侧面篦齿13，所述侧面篦齿13能够沿电力电缆的长度方向贴合到电力电缆的外表面上；设置于弧形边条15的内侧的篦齿为端面篦齿12，多个端面篦齿12分布呈弧形；端面篦齿12之间能够形成用于空气流通的气道。每个侧面篦齿13的长度均与壳罩的长度相当，并且侧面篦齿13具有多个并能够与电力电缆的外表面密封接触；而端面篦齿12的自由
端在接触电力电缆的外表面时，该侧面篦齿13将被弯曲为弧形，从而在相邻端面篦齿12之间形成细密的气道，在保证电力电缆外表面的温度不被外部环境影响的基础上，实现气流的流通。
44.实施例3
45.如图1至图5所示，在实施例1或实施例2的结构基础上，本实施例对测量主体2的结构进行具体的设计。
46.所述测量主体2内具有冷罐仓、主控仓和电池仓等腔室结构，该冷罐仓内可用于安装冷气罐207，所述冷罐仓的一侧设置有罐仓挡板208，该罐仓挡板208用于开闭冷罐仓；多个冷气罐207在冷罐仓呈阵列分布，且各个冷气罐207均通过管道与蒸发盘209相连，所述冷罐仓内设置有保温棉垫，所述保温棉垫上具有若干呈矩形阵列状分布的安装孔位，每个安装孔位对应于一个冷气罐207的安装。在主控仓的侧壁处设置有板仓挡板203，所述中控器204安装在所述主控仓内；所述电池仓的侧壁处设置有电池仓挡板206，所述电池仓内安装有蓄电池205，所述蓄电池205能够向中控器204供电。在测量主体2外壁上设置有键盘主体201；该键盘主体201与中控器204电性连接。
47.所述测量主体2内设置有冷气源机构，所述冷气源机构包括所述冷气罐207、电控阀202和蒸发盘209；所述冷气罐207的出口通过管道连通至蒸发盘209处；所述电控阀202串联在冷气罐207与蒸发盘209之间的管道上；电控阀202处于打开状态时，所述冷气罐207内的冷液在蒸发盘209处蒸发为气态，并用于冷却电力电缆的外表面。
48.在蒸发盘209的前侧设置有风机，所述风机用于将蒸发盘209处蒸发出的冷气进行引流；所述冷气为冷液蒸发后产生的气体，或者，在蒸发盘209所在腔室的侧壁上设置有连通外部环境的进气口，所述冷气为冷液蒸发气体与空气的混合气体。在风机的前侧设置有均冷栅212，所述均冷栅212用于将冷气均匀引流为平行气流；所述红外摄像头211设置在均冷栅212的中心处。所述冷气罐207内可以装入液氮、液氧等能够在蒸发时产生大量吸热的压缩气体。
49.所述卡罩主体1罩于电力电缆外表面时，能够由冷气源机构释放冷气，以对卡罩主体1所覆盖区域的电力电缆外表面进行冷却，从而对电力电缆的温升状态进行数据采集。
50.本实施例的冷气罐207能够对电力电缆的表面进行冷却，从而方便于对电力电缆的面区域内的升温过程进行测量，从而方便于远端服务器4根据表面的升温速度和先后升温区域的变换判断电力电缆的状态。比如，在电控阀202处于被打开后，冷气罐207中的冷液可以流动至蒸发盘209处，该蒸发盘209处可以设置电热片从而增加蒸发速度，或者有蒸发盘209对冷液进行自然蒸发，该蒸发盘209呈圆盘状，并且蒸发盘209的前侧设置有若干细孔，蒸发产生的其他能够从细孔处向前流动，并在风机的引流下到达均冷栅212，该均冷栅212采用铝合金材料制成，若蒸发后的气体中携带有冷液滴，可以在均冷栅212处进行二次蒸发，同时该均冷栅212还能够将风机吹出的空气变为平行气流，然后吹向电力电缆的表面上，从而对电力电缆的表面进行冷却，冷却完成后，关闭电控阀202，此时，电力电缆的表面将会在其内部温度的影响下发生升温，当电力电缆为多芯线时，若单个线芯发热量较大时，将会造成该线芯对应位置深度速度较快的现象；当电力电缆外保护层或者相间绝缘结构的绝缘性能下降时，则升温速度将会变快；当电力电缆受到外部环境影响时，经冷却后由红外摄像头211采集的温度的最大值不会达到不经冷却所采集的温度。同理，通过红外摄像头
211的面区域进行时间段温度数据采集，可以实现温升速度变化，温升区域变化的数据采集，从而能够方便于技术人员或远端服务器4对电力电缆的绝缘性能、老化情况等等电力电缆状态进行测算和分析，从而为电力系统的稳定运行提供保障。
51.上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。