输电线路异物激光清除装置 一种新型输电线路接点感温实时监测装置的设计与应用

　　摘要：对输电线路接点的温度进行实时监测有助于提高线路的传输容量，保证大容量输电线路的安全稳定运行。提出了一种新型输电线路接点感温实时监测装置，详细介绍了该装置的核心技术及设计过程，对该装置的实际应用效果进行了分析。
　　关键词：输电线路；接点温度；实时监测
　　作者简介：严勤（1982-），男，江西新余人，江西省电力公司营销部，工程师。（江西?南昌?330077）万英（1987-），女，江西新余人，江西南昌供电公司调度通信中心，助理工程师。（江西?南昌?330006）
　　中图分类号：TM93?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）24-0136-02在电力系统存在许多通过螺栓连接的电路接点，如各线缆之间，各导电排之间等等。当接点处的连接不是很好时，就会存在比较大的接触电阻，这样当线路负荷较重、通过的电流较大时将可能存在严重的发热现象，形成故障隐患。如果不能及时发现并修复，将会反复发热，故障越来越严重。当前主要采用红外测温装置或其他相关测温设备完成定期或不定期的巡检，或可采用专门的温度在线监测装置。由于第一种方法采用间隔测量的方式，因此可能会出现负荷降低时故障点的温度又重新恢复到正常水平的情况，所以其监测效果并不明显；第二种方法虽然实现了对温度的实时监测，但由于成本过高、维护过程非常复杂，难以在大范围内进行推广。
　　一、输电线路接点测温简介
　　1.输电线路接点测温的意义
　　在电网的实际运行中由于电气设备自身的温度会发生剧烈的变化，这些变化是对电气设备运行情况的实时反映，且与电网的可靠性存在着潜在关系，因此若变电站和输电线路的连接点存在着温度过热的情况，则有可能会引发系统的短路及断路故障，给系统的正常运行带来极大的隐患。与地下电缆线路相比，架空输电线路具有成本低，施工过程简单，易于检修的特点，因此当前架空输电线路是电力工业的主要输电方式。导线、绝缘子串、架空地线、接地装置和杆塔等组成了架空输电线路，其中导线承担着输送电能的任务，因此其应具有足够的截面积以保证电能能够正常传输。正常的情况下有一高压输电线路接点的温度是远远大于导线温度的，因此若实际中出现了电气设备接头或线夹质量不良或压接头不紧的情况，则会影响到输电线路耐张线夹、联板等机械连接部分的性能，这些部分在正常运行中通常会发生温度升高的现象，使得接触电阻增大，加剧了其老化的进程，其接点的温度要远远高于导线的温度。若电气设备长时间处于高温的运行状态下，则可能引发电网的大规模事故，且金属材质的机械强度与温度存在着反相关的关系，温度增加则机械强度降低，因此接点过热则会对设备的安全运行情况造成巨大的影响，到一定程度后可能发生断线及意外停电的事故，给国民经济造成巨大的损失。因此，采取有效的措施对温度进行监测是防止输电线路接点老化的有效措施，有助于预防导线断线及保障线路的安全温度运行，防止输电线路的断电事故，为输电线路接点老化综合研究提供科学依据。
　　2.当前主要测温方法
　　当前国内普遍使用温蜡片或红外测温仪的方法对电气设备接点的温度进行监测，但由于示温蜡片的技术已比较落后，而红外测温设备又由于受外部环境的因素影响较大，测温误差较大，难以获得准确的数据，不能有效地实现故障检测，且这种方法只适合定期检测，检测周期较长，也增加了由于漏检而发生故障的几率，导致这类事故得不到有效的控制，给供电造成了极大的影响。所以，需要一种能实时检测输电线路接点温度并报警的装置。为此，本文设计了一款基于居里温度特性的输电线路接点感温在线指示器。该装置能在线检测设备的温升情况，当监测点在任意时间超过温度设定值时，装置立即发出温度越限信息指示，以引起值班人员或巡检人员的注意。报警指示器还具有记忆功能，除非人工复位，否则将一直保持越限信号。
　　二、基于居里温度特性的输电线路接点感温在线指示器特点
　　如前所述，当线路负荷降低后故障接点的温度又往往会恢复正常，所以当采用定期巡检测温的方式检测时又不一定能够及时发现存在问题的接点。针对这些问题，我们研发了基于居里温度特性的输电线路接点感温在线指示器，该装置运用温度变化改变磁场力大小的原理，利用材料的温感特性，保证在温度达到设定值时，报警指示帽部分跳起，便于巡视人员及时发现，掌握输电线路接点的温度变化，避免事故的发生。该装置具有如下特点：可以随时在线感测被测点的温度，当被测点温度达到或超过预定的报警温度时必须及时做出报警指示动作，通知检修人员处理；结构简单，成本低廉，适合大批量推广应用；要适应野外恶劣的工作环境，长时间在线工作稳定可靠；符合电力设备入网要求。
　　实践证明，此装置能有效地监控输电线路节电的温度，进而达到提高输电线路输送能力的目的。
　　三、核心技术及设计过程
　　1.在线指示器设计
　　利用热敏铁氧体材料的居里温度特性来实现对超温情况的实时监控与报警。
　　热敏磁性材料主要有热敏金属材料和热敏铁氧体材料，其他还有热敏稀土磁性材料等，它们的饱和磁感应强度随温度变化的特性有明显的区别。热敏金属材料的饱和磁感应强度比热敏铁氧体材料大，而且随温度的变化率也大，但是制造成本高。热敏铁氧体是近十多年才开发出的一种用于温度控制的软磁铁氧体新材料，在热敏磁性材料中应用最广。它具有软磁铁氧体材料的一般特性，如较低的矫顽力和剩磁等，它对居里温度及居里温度附近的物理性能有着特殊的要求。
　　接点温度指示器内置预先设定好居里温度的热敏铁氧体材料。根据铁氧体材料的居里温度特性可知：当线路接头检测温度在预设铁氧体材料的居里温度之下时，热敏铁氧体具有铁磁性；当检测温度高于转变温度时，铁氧体迅速失去铁磁性成为顺磁体。
　　当检测温度未超过设定温度时，由于铁氧体的铁磁性，通过装置内永久磁铁、弹簧等一系列机构，使指示器保持初始状态（非报警状态）；反之，由于检测温度超过热敏铁氧体的居里点，其转变为顺磁体，指示器立刻通过内部的机械装置发出报警信号，提示过温故障状态，从而实现温度状态监测。原理框图如图1所示。