一种通过光纤测温监控的母线槽及组装方法与流程

1.本发明涉及母线槽技术领域，特别涉及一种通过光纤测温监控的母线槽及组装方法。


背景技术：

2.现有技术中母线槽通常采用侧板和盖板组成母线槽壳体，用于装设pe、l1、l2、l3、l4五相铜排，由于线路通电工作中，传统的母线槽结构其散热能力差，若铜排搭接部位由于螺栓未拧紧或过载运行的情况下易产生发热，若发热情况无法监测，会引起绝缘降低、载流量降低，甚至会产生击穿短路或对地故障，极易引发事故。
3.传统的母线槽温度监测一般采用在母线槽内部装设温度传感器再通过导线连接传输信号给控制单元，再通过控制单元显示或进行传输处理。温度传感器仅能实现单点测温，当故障点距离温度传感器的测温点距离较远时，温度传感器将无法及时反馈温度异常，从而产生击穿短路或对地故障，极易引发事故。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种通过光纤测温监控的母线槽，通过光纤测温组件中的光纤密布环绕铜排的四周并利用激光在光纤中的散射随温度变化而变化的原理，监测母线槽的铜排在工作过程中的温度变化，以解决目前温度传感器单点测温无法及时反馈温度异常，从而产生击穿短路或对地故障，极易引发事故的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种通过光纤测温监控的母线槽，包括母线槽壳体，在母线槽壳体内部排列多个铜排，在所述母线槽壳体内所述铜排的四周安装有光纤测温组件；所述光纤测温组件包括四块首尾相接环绕于铜排四周的光纤测温块；每块光纤测温块中均设有测温光纤，利用激光在光纤中的散射随温度变化而变化的原理，监测母线槽的铜排在工作过程中的温度变化。
6.优选的，所述四块光纤测温块包括两块间隔设置的第一光纤测温块以及两块位于第一光纤测温块两侧的第二光纤测温块，使得四块光纤测温块相互拼接形成矩形框环绕于所述铜排的四周。
7.优选的，所述第一光纤测温块和所述第二光纤测温块的长度大于或等于所述母线槽壳体的长度，所述第一光纤测温块的宽度大于或等于铜排的宽度，所述第二光纤测温块的宽度大于或等于多个铜排叠加的厚度。
8.优选的，所述第一光纤测温块和所述第二光纤测温块两侧均加工有45度的安装斜面，相邻的所述第一光纤测温块和所述第二光纤测温块侧面通过斜面拼接。
9.优选的，在所述第一光纤测温块或所述第二光纤测温块边缘贯穿开设有沉头螺栓孔，通过螺栓将相邻的所述第一光纤测温块和所述第二光纤测温块连接。
10.优选的，所述第一光纤测温块包括测温框架，在所述测温框架中内沿长度方向间
隔分布有多根测温光纤，且相邻两根测温光纤之间的间距小于等于光纤的有效散射距离。
11.优选的，在所述测温框架长度方向的两侧设有多个u型管，一根测温光纤依次穿过多个u型管，使得所述测温光纤在所述测温框架中蛇形分布。
12.优选的，所述多个u型管交错分布于测温框架长度方向的两侧。
13.优选的，所述测温框架上设置有至少两个光纤接口，其中一个与测温主机的输入端连接，另一个与测温主机的输出端连接。
14.本发明还提供了一种通过光纤测温监控的母线槽的组装方法，包括如下步骤：步骤（a）：首先将底部的第一光纤测温块与两侧的第二光纤测温块通过45度的安装斜面拼接，并通过螺栓将两侧的第二光纤测温块与第一光纤测温块连接；步骤（b）：接着将pe、l1、l2、l3、l4五相铜排依次安装于光纤测温组件中；步骤（c）：然后将顶部的第一光纤测温块与两侧的第二光纤测温块通过45度的安装斜面拼接，并通过螺栓将第一光纤测温块与两侧的第二光纤测温块连接，从而将pe、l1、l2、l3、l4五相铜排整体安装于光纤测温组件中；步骤（d）：取一根测温光纤中顶部或底部的第一光纤测温块一端接入，测温光纤沿长度方向延伸，并依次穿过多个u型管，使得测温光纤在测温框架中蛇形分布；步骤（e）：测温光纤延伸完第一光纤测温块后向第二光纤测温块内延伸，并同样在第二光纤测温块的测温框架中蛇形分布，直至测温光纤密布两块第一光纤测温块以及两块第二光纤测温块，从而使得测温光纤能够对铜排四周进行测温；步骤（f）：测温光纤的两端分别与两个光纤接口连接，通过光纤接口与测温主机的输入端和输出端连接；步骤（g）：当多个母线槽同时使用时，相邻两个母线槽之间通过连接器连接，并在每个母线槽中均安装一组光纤测温组件，并将光纤测温组件分别与测温主机连接，或将多组光纤测温组件依次连接后与测温主机连接。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.该母线槽通过多根间隔设置的测温光纤全方位无死角地监测铜排的上下左右四面，而传统的温度传感器仅能实现单点测温，当故障点距离温度传感器的测温点距离较远时，温度传感器将无法及时反馈温度异常，从而产生击穿短路或对地故障，极易引发事故；2.该母线槽在测温框架长度方向的两侧设有多个u型管，一根测温光纤依次穿过多个u型管，使得所述测温光纤在所述测温框架中蛇形分布，与多根测温光纤相比能够减少大量光纤接头，减少成本的同时还能够减少因接头失效导致的导致光纤失效的可能性。
附图说明
16.图1是本发明提供的通过光纤测温监控的母线槽的结构示意图；图2是本发明提供的光纤测温组件的结构示意图；图3是本发明提供的光纤测温组件的正视图；图4是本发明提供的测温框架的结构示意图；图5是本发明提供的测温框架的剖视图；图6是本发明提供的多个母线槽的连接结构示意图；
图7是本发明提供的多个母线槽的内部结构示意图。
17.图中：1、母线槽壳体；2、铜排；3、光纤测温组件；4、连接器；301、第一光纤测温块；302、第二光纤测温块；3011、测温框架；3012、测温光纤；3013、u型管；3014、光纤接口。
具体实施方式
18.以下结合附图和具体实施例对本发明作出的进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.实施例一本发明提供了一种通过光纤测温监控的母线槽，请参阅图1，包括母线槽壳体1，在母线槽壳体1内部排列多个铜排2，在所述母线槽壳体1内所述铜排2的四周安装有光纤测温组件3；如图2所示，所述光纤测温组件3包括四块首尾相接环绕于铜排2四周的光纤测温块；每块光纤测温块中均设有测温光纤，利用激光在光纤中的散射随温度变化而变化的原理，监测母线槽的铜排2在工作过程中的温度变化。
22.具体的，请继续参阅图2，所述四块光纤测温块包括两块间隔设置的第一光纤测温块301以及两块位于第一光纤测温块301两侧的第二光纤测温块302，使得四块光纤测温块相互拼接形成矩形框环绕于所述铜排2的四周。
23.其中，所述第一光纤测温块301和所述第二光纤测温块302的长度大于或等于所述母线槽壳体1的长度，所述第一光纤测温块301的宽度大于或等于铜排2的宽度，所述第二光纤测温块302的宽度大于或等于多个铜排2叠加的厚度。
24.所述第一光纤测温块301和所述第二光纤测温块302两侧均加工有45度的安装斜面，相邻的所述第一光纤测温块301和所述第二光纤测温块302侧面通过斜面拼接；在所述第一光纤测温块301或所述第二光纤测温块302边缘贯穿开设有沉头螺栓孔，通过螺栓将相邻的所述第一光纤测温块301和所述第二光纤测温块302连接。
25.具体的，请参阅图3-5，所述第一光纤测温块301包括测温框架3011，在所述测温框架3011中内沿长度方向间隔分布有多根测温光纤3012，且相邻两根测温光纤3012之间的间
距小于等于光纤的有效散射距离，通过多根间隔设置的测温光纤3012全方位无死角地监测铜排2的上下两面，同样的第二光纤测温块302的结构与第一光纤测温块301相同，也能够通过多根测温光纤全方位无死角地监测铜排的两个侧面。
26.进一步的，在所述测温框架3011长度方向的两侧设有多个u型管3013，一根测温光纤3012依次穿过多个u型管3013，使得所述测温光纤3012在所述测温框架3011中蛇形分布，与多根测温光纤3012相比能够减少大量光纤接头，减少成本的同时还能够减少因接头失效导致的导致光纤失效的可能性。
27.其中，所述多个u型管3013交错分布于测温框架3011长度方向的两侧，当一根测温光纤3012依次穿过多个u型管3013能够在所述测温框架3011中蛇形分布。
28.所述测温框架3011上设置有至少两个光纤接口3014，其中一个与测温主机的输入端连接，另一个与测温主机的输出端连接。
29.实施例二本发明还提供了一种通过光纤测温监控的母线槽的组装方法，包括如下步骤：步骤a：首先将底部的第一光纤测温块301与两侧的第二光纤测温块302通过45度的安装斜面拼接，并通过螺栓将两侧的第二光纤测温块302与第一光纤测温块301连接；步骤b：接着将pe、l1、l2、l3、l4五相铜排2依次安装于光纤测温组件3中；步骤c：然后将顶部的第一光纤测温块301与两侧的第二光纤测温块302通过45度的安装斜面拼接，并通过螺栓将第一光纤测温块301与两侧的第二光纤测温块302连接，从而将pe、l1、l2、l3、l4五相铜排2整体安装于光纤测温组件3中；步骤d：取一根测温光纤3012中顶部或底部的第一光纤测温块301一端接入，测温光纤3012沿长度方向延伸，并依次穿过多个u型管3013，使得测温光纤3012在测温框架3011中蛇形分布；步骤e：测温光纤3012延伸完第一光纤测温块301后向第二光纤测温块302内延伸，并同样在第二光纤测温块302的测温框架中蛇形分布，直至测温光纤3012密布两块第一光纤测温块301以及两块第二光纤测温块302，从而使得测温光纤3012能够对铜排2四周进行测温；步骤f：测温光纤3012的两端分别与两个光纤接口3014连接，通过光纤接口3014与测温主机的输入端和输出端连接；测温主机内设有接收斯托克斯光的模块、接收反斯托克斯光的模块以及运算模块，所述的运算模块用于计算斯托克斯光与反斯托克斯光的比例信息。正常工作时测温主机的脉冲激光器会向测温光纤内发射脉冲激光，激光在光纤内会形成散射，只需利用其中的一种拉曼散射，它会产生一个比光源波长长的斯托克斯光，和一个比光源波长短的反斯托克斯光。
30.反斯托克斯光信号的强度与温度有关，斯托克斯光信号与温度无关。从光波导内任何一点的反斯托克斯光信号和斯托克斯光信号强度的比例中，可以得到该点的温度。利用光时域反射技术(otdr)技术通过光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些热点进行定位；利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。
31.当光纤回路中，一旦有母线段出现温度超过设定值的异常情况，后台系统会立刻发出报警，并自动分析故障点位置距离，如果该段母线上布置有插接箱，那么后台系统还可根据段位设定发出分闸信号将该段母线上的插接箱开关断开，及时切断下级负载；实现母
线的智能测温、控制。
32.步骤（g）：如图6和图7所示，当多个母线槽同时使用时，相邻两个母线槽之间通过连接器4连接，并在每个母线槽中均安装一组光纤测温组件3，并将光纤测温组件3分别与测温主机连接，或将多组光纤测温组件3依次连接后与测温主机连接。
33.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

技术特征：
1.一种通过光纤测温监控的母线槽，包括母线槽壳体（1），在母线槽壳体（1）内部排列多个铜排（2），其特征在于，在所述母线槽壳体（1）内所述铜排（2）的四周安装有光纤测温组件（3）；所述光纤测温组件（3）包括四块首尾相接环绕于铜排（2）四周的光纤测温块；每块光纤测温块中均设有测温光纤，利用激光在光纤中的散射随温度变化而变化的原理，监测母线槽的铜排（2）在工作过程中的温度变化。2.如权利要求1所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，所述四块光纤测温块包括两块间隔设置的第一光纤测温块（301）以及两块位于第一光纤测温块（301）两侧的第二光纤测温块（302），使得四块光纤测温块相互拼接形成矩形框环绕于所述铜排（2）的四周。3.如权利要求2所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，所述第一光纤测温块（301）和所述第二光纤测温块（302）的长度大于或等于所述母线槽壳体（1）的长度，所述第一光纤测温块（301）的宽度大于或等于铜排（2）的宽度，所述第二光纤测温块（302）的宽度大于或等于多个铜排（2）叠加的厚度。4.如权利要求2所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，所述第一光纤测温块（301）和所述第二光纤测温块（302）两侧均加工有45度的安装斜面，相邻的所述第一光纤测温块（301）和所述第二光纤测温块（302）侧面通过斜面拼接。5.如权利要求4所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，在所述第一光纤测温块（301）或所述第二光纤测温块（302）边缘贯穿开设有沉头螺栓孔，通过螺栓将相邻的所述第一光纤测温块（301）和所述第二光纤测温块（302）连接。6.如权利要求2所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，所述第一光纤测温块（301）包括测温框架（3011），在所述测温框架（3011）中内沿长度方向间隔分布有多根测温光纤（3012），且相邻两根测温光纤（3012）之间的间距小于等于光纤的有效散射距离。7.如权利要求6所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，在所述测温框架（3011）长度方向的两侧设有多个u型管（3013），一根测温光纤（3012）依次穿过多个u型管（3013），使得所述测温光纤（3012）在所述测温框架（3011）中蛇形分布。8.如权利要求7所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，所述多个u型管（3013）交错分布于测温框架（3011）长度方向的两侧。9.如权利要求6所述的一种通过光纤测温监控的母线槽，其特征在于，所述测温框架（3011）上设置有至少两个光纤接口（3014），其中一个与测温主机的输入端连接，另一个与测温主机的输出端连接。10.一种如权利要求1～9中任一项所述的通过光纤测温监控的母线槽的组装方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（a）：首先将底部的第一光纤测温块（301）与两侧的第二光纤测温块（302）通过45度的安装斜面拼接，并通过螺栓将两侧的第二光纤测温块（302）与第一光纤测温块（301）连接；步骤（b）：接着将pe、l1、l2、l3、l4五相铜排（2）依次安装于光纤测温组件（3）中；步骤（c）：然后将顶部的第一光纤测温块（301）与两侧的第二光纤测温块（302）通过45度的安装斜面拼接，并通过螺栓将第一光纤测温块（301）与两侧的第二光纤测温块（302）连
接，从而将pe、l1、l2、l3、l4五相铜排（2）整体安装于光纤测温组件（3）中；步骤（d）：取一根测温光纤（3012）中顶部或底部的第一光纤测温块（301）一端接入，测温光纤（3012）沿长度方向延伸，并依次穿过多个u型管（3013），使得测温光纤（3012）在测温框架（3011）中蛇形分布；步骤（e）：测温光纤（3012）延伸完第一光纤测温块（301）后向第二光纤测温块（302）内延伸，并同样在第二光纤测温块（302）的测温框架中蛇形分布，直至测温光纤（3012）密布两块第一光纤测温块（301）以及两块第二光纤测温块（302），从而使得测温光纤（3012）能够对铜排（2）四周进行测温；步骤（f）：测温光纤（3012）的两端分别与两个光纤接口（3014）连接，通过光纤接口（3014）与测温主机的输入端和输出端连接；步骤（g）：当多个母线槽同时使用时，相邻两个母线槽之间通过连接器（4）连接，并在每个母线槽中均安装一组光纤测温组件（3），并将光纤测温组件（3）分别与测温主机连接，或将多组光纤测温组件（3）依次连接后与测温主机连接。

技术总结
本发明公开一种通过光纤测温监控的母线槽及组装方法，包括母线槽壳体，在母线槽壳体内部排列多个铜排，在所述母线槽壳体内所述铜排的四周安装有光纤测温组件；所述光纤测温组件包括四块首尾相接环绕于铜排四周的光纤测温块；每块光纤测温块中均设有测温光纤，利用激光在光纤中的散射随温度变化而变化的原理，监测母线槽的铜排在工作过程中的温度变化。本发明通过光纤测温组件中的光纤密布环绕铜排的四周并利用激光在光纤中的散射随温度变化而变化的原理，监测母线槽的铜排在工作过程中的温度变化，以解决目前温度传感器单点测温无法及时反馈温度异常，从而产生击穿短路或对地故障，极易引发事故的问题。极易引发事故的问题。极易引发事故的问题。


技术研发人员：郭春松 王俊 吴进新
受保护的技术使用者：镇江西杰电气有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/9