1.一种运行状态下电缆终端异常发热检测处理及诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步:搭建异常发热检测处理装置
电缆终端接头(1)放入温控壳左端出口(41)中,电缆终端(34)的右端放入温控壳右端出口(42)中,温控壳(3)通过使用1号M1型螺栓组件(4)、1号M2型螺栓组件(9)、2号M2型螺栓组件(11)、3号M2型螺栓组件(14)、2号M1型螺栓组件(16)、3号M1型螺栓组件(18)、4号M2型螺栓组件(23)、5号M2型螺栓组件(26)、6号M2型螺栓组件(29)、4号M1型螺栓组件(31)拧紧加固,使温控壳(3)固定封闭;
1号制冷片(8)、2号制冷片(10)、3号制冷片(12)、4号制冷片(13)、5号制冷片(15)并联相接,固定于温控壳(3)下方的内壁,并与固定于温控壳(3)上方内壁的6号制冷片(22)、7号制冷片(24)、8号制冷片(25)、9号制冷片(27)、10号制冷片(28)并联相接,通过温控壳(3)左端的温控回路出口(2)输出,一端连接至继电器(38),一端连接至直流电源(40);1号温度传感器(5)、2号温度传感器(6)、3号温度传感器(7)、4号温度传感器(17)均匀放置于电缆终端绝缘层(33),位于电缆终端(34)的下方,通过并联输出至1号输出线(43),1号输出线通过温控壳(3)右端的传感器回路出口(30)连接至温度信号采集系统(35);5号温度传感器(19)、6号温度传感器(20)、7号温度传感器(21)、8号温度传感器(32)均匀放置于电缆终端绝缘层(33),位于电缆终端(34)的上方,通过并联输出至2号输出线(44),2号输出线(44)通过温控壳(3)右端的传感器回路出口(30)连接至温度信号采集系统(35);温度信号采集系统(35)连接至单片机控制模块(36),单片机控制模块(36)传输信号至报警器(37)和继电器(38),控制报警器(37)和继电器(38)工作;继电器(38)与触发指示灯(39)、直流电源(40)连接至并联的1号制冷片(8)、2号制冷片(10)、3号制冷片(12)、4号制冷片(13)、5号制冷片(15)6号制冷片(22)、7号制冷片(24)、8号制冷片(25)、9号制冷片(27)、10号制冷片(28)的两端;
第二步:测试电缆终端(34)异常发热情况
2.1 1号温度传感器(5)、2号温度传感器(6)、3号温度传感器(7)、4号温度传感器(17)、
5号温度传感器(19)、6号温度传感器(20)、7号温度传感器(21)、8号温度传感器(32)每隔2s测试电缆终端绝缘层(33)的温度,温度信号采集系统(35)采集温度信号,并进行存储;单片机控制模块(36)根据温度信号采集系统(35)采集的温度信息传输信号至警报器(37)和继电器(38);
2.2 其中单片机控制模块(36)的工作步骤包括:单片机控制模块(36)读取温度信号采集系统(35)采集的电缆终端绝缘层(33)温度,进行判断;
2.2.1 如果在任意时刻,8个温度值都未超过阈值T,则单片机控制模块(36)持续输出低电平给警报器(37)和继电器(38),警报器(37)和继电器(38)保持断开状态;
2.2.2 如果在任意时刻,8个温度值中任一值超过阈值T,并保持超过1min,则单片机控制模块(36)输出高电平信号至继电器(38),继电器(38)工作状态从断开转换至导通模式,回路导通,直流电源(40)给触发指示灯(39)与10个制冷片供电,使制冷片启动运行,触发指示灯(39)点亮;温度信号采集系统(35)持续采集温度信号,并传输至单片机控制模块(36),当8个温度值都未超过阈值T时,则单片机控制模块(36)输出低电平信号至继电器(38),继电器(38)断开,直流电源(40)停止供电;
2.2.3 若单片机控制模块(36)持续给继电器(38)发送的高电平信号时长达到2min,则单片机控制模块(36)停止发送高电平信号,开始发送低电平信号,继电器(38)断开,直流电源(40)停止供电,并开始向警报器(37)发送高电平信号,触发警报器(37)工作,表明异常发热检测处理装置已无法对电缆终端(34)进行异常发热处理,需要继续进行第三步电缆终端(34)的异常发热程度诊断;
第三步:对电缆终端(34)进行异常发热程度诊断
3.1 提取温度信号采集系统(35)记录的启动降温前温度从超过阈值T开始的1min内的
8个温度传感器所测到的温度值随时间变化的31组数据,记为 j表示第j个传感器,j为整数,j∈[1,8],即1号温度传感器(5)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第一组时间-温度响应序列;2号温度传感器(6)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第二组时间-温度响应序列;3号温度传感器(7)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第三组时间-温度响应序列;4号温度传感器(17)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第四组时间-温度响应序列;5号温度传感器(19)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第五组时间-温度响应序列;6号温度传感器(20)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第六组时间-温度响应序列;7号温度传感器(21)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第七组时间-温度响应序列;8号温度传感器(32)第i次测试数据记为 i为整数,i∈[1,31],得到31组数据,称作第八组时间-温度响应序列;
3.2 计算每组时间-温度响应序列中每次测温值偏离阈值T的偏离指数ΔDj,i,表示为:
即ΔDj,i表示第个j时间-温度响应序列中第i次温度测试值 的偏离指数,j为整数,j∈[1,8],i为整数,i∈[1,31];
3.3 计算每组时间-温度响应序列平均增长速率hj,表示为:
即hj表示第j个时间-温度响应序列中平均增长速率, 表示第j个时间-温度响应序列中第i次温度测试值 与第i+1次温度测试值 的增长速率,j为整数,j∈[1,8],i为整数,i∈[1,30];
3.4 计算每个温度传感器对应的测试位置的异常发热因子δj:
其中, 表示在第j个时间-温度响应序列中的30个增长速率 里,含有的b个大于等于平均增长速率hj中的第a个增长速率;αj表示第j个时间-温度响应序列中大于等于平均增长速率hj的b个增长速率的平均增量值,a为整数,b为整数,a∈[1,b]; 表示第j个时间-温度响应序列中的30个增长速率 里,含有的c个小于平均增长速率hj的第p个增长速率,βj表示第j个时间-温度响应序列中小于于平均增长速率hj的c个增长速率的平均减量值,p为整数,c为整数p∈[1,c]; 表示表示第j个时间-温度响应序列中30个增长速率 的最大值,b+c=30;
3.5:计算电缆终端整体发热损伤因子θ:
其中, 是第j个时间-温度响应序列的第i个温度测试值, 是第j个时间-温度响应序列中在1min时间内温度平均值,Δyj第j个时间-温度响应序列中在1min时间内温度平均值 与阈值T的偏离程度,j为整数,j∈[1,8];
3.6:判断电缆终端的异常发热程度,将异常发热因子δj、整体发热损伤因子θ与设定的阈值w1、g1进行比较:
若8个异常发热因子δj≤w1,且整体发热损伤因子θ≤g1,则电缆终端的异常发热情况相对比较轻微,但使用时仍需要进行实时监控;
若8个异常发热因子中存在任意一个δj>w1,但是整体发热损伤因子θ≤g1,需要针对δj>w1的位置加装局部降温处理装置;
若8个异常发热因子δj≤w1,但是整体发热损伤因子θ>g1表明电缆终端整体发热严重,需要进一步判断其故障情况;
若8个异常发热因子中存在任意一个δj>w1,同时整体发热损伤因子θ>g1,表明电缆终端损伤严重,已无法继续使用运行,需要更换该电缆终端。