摘要：输电导线温度升高，会对电力设施的安全运行造成影响，甚至危及电力系统的安全，因此我们开展线缆自动测温技术与智能化预警平台的研究，期望通过该项技术研究以及平台的建立，有效促进输电线路的安全运行，提高线路输送能力，同时也为状态检修提供客观依据。该项研究成果的成功应用，进一步证实了关注输电导线的温度对提高输电线路的安全运行能力是有实际意义的。
关键词：自动测温；超温预警；智能化预警
一、项目研究背景
高压输电线路由一段段导线连接而成，线夹在接头处起连接作用；这些连接点一般都具有接触电阻，通过的电流越大压降越高，消耗的功率越多 ,从而发热升温越高,影响其传输电流量， 时间长了会导致烧断, 这就由接触不良故障发展到了电网停电事故。电气火灾事故因突发性强、隐蔽性大而频频发生，而且增长势头快，损失巨大，严重危害国家财产和人民生命安全，其中由短路引起的电气火灾最多，所占比例为52%。所以要对导线接头测温, 记录及时发现温度升高、及时报警处理,避免发生故障和事故。
目前国内外对于输电线路（导线）温度监测方法主要是通过在输输电导线上安装温度探头（如图1），是通过高精度温度传感器对导线运行温度进行实时监测。
图1 在导线上安装传感器
这种测温方式对测量导线的温度能起到一定的作用，但是精度不高、受外界因素干扰较大等缺点也显而易见。
因此我们计划研制一种具有测温功能的线夹，也就是在线夹两侧内部植入微型传感器并安装在导线连接点进行接触式测温。这种温度传感器位置固定，不会从导线线表面脱离，保证了检测准确度。前端采集数据完成后，将监测到的数据通过GPRS/WIFI/OPGW网络实时传送致后台监控分析中心，并结合当前线路局部风速、气温、光辐射等环境参数建立模型分析，当导线温度超越预设值时，及时发出报警。
图2 设计方案图
二、研究方案简述
数据采集前端包括上夹和下夹。上夹和下夹的后端转轴连接，下夹的前端的下方设置有固定螺母，上夹顶部开有窗口，上下夹组成的空间形成有第一线槽和第二线槽。第一线槽和第二线槽内均安装有温度传感器。第一线槽和第二线槽内放置输配电线后灌装导热密封胶，温度传感器位于导热密封胶内。导线测温线夹还包括无线检测主机，无线检测主机顶部安装有天线，无线检测主机内置有控制板，无线检测主机螺钉安装在上夹上方并完全覆盖窗口，温度传感器和天线连接至控制板。控制板包括顺次连接的数据采集单元、微处理器、无线传输单元，数据采集单元与温度传感器连接，天线与无线传输单元连接。窗口外周有一圈凹槽，凹槽内设有密封圈，无线检测主机底部边缘插至凹槽内且通过密封圈密封。（如图2）
安装时，无线检测主机安装在上夹上后，打开上下夹，上下夹夹住输配电线，然后锁紧固定螺母。无线检测主机开机后，两个温度传感器检测输配电线温度数据并传输至控制板，控制板的数据采集单元采集模拟数据转换成数字数据输出，微处理器进行数据判断，当温度数据接近限制值时以无线方式向后台发出预警，提醒管理方及时处理；当温度数据达到或超过限制值时则直接向后台或责任人报警，使能得到及时处理。预警信号和报警信号通过无线传输单元、天线发送出去。微处理器通过现有单片机等处理芯片都可以实现。对于无线检测主机供电部分我们采用高压感应取电同时加装锂电池，大大提高了设备的续航能力，实现不间断监测、不间断分析、不间断管理。
三、研究成果简介
高压输电线路线缆自动测温技术与智能化预警平台分为以下几个部分：
①采集前端
采集前端即为与导线连接的部分，为信息采集单元，（如图3）主要作用是通过接触的方式测取导线温度。这种测温的方式区别于该领域目前拥有的非接触式测温技术，三项同时测取，具有精度高、工作方式稳定等优点。
图3 采集前端
②中继设备
中继设备指的是两点间的一条传输信道，中继线是承载多条逻辑链路的一条物理连接。前端测取信息后通过无线传输的方式发送至中继设备，我们通常称为信息接收传输基站。（如图4）
图4中继设备
③管理后台
信息从中继设备发出，送达基于WINDOWS操作系统的监控中心即后台。线路管理人员可以通过后台查看温度数据，了解导线温度变化。
④预警信息接收终端
预警信息通过管理后台发送至安卓操作系统的信息接收终端，方便管理人员查看。（如图5）
图5信息接收终端
四、研究成果创新性
本项研究相比其他导线温度监测技术，具有以下显著创新点：
①通过前端接触测温装置三相同测技术及时测取线夹处导线温度，建立三相线温度数据组合和传送通信子站，实时将读取的数据传送至后台。改变过去远距离监测精确度低、监测频次不高、监测结果无法实时记录的现状。②设置温度预警值，建立温度预警围栏。当导线温度接近限制值时可向后台发出预警，提醒管理方及时处理；发现温度达到或超过限制值时则直接向后台或责任人报警，使能得到及时处理。③采用高压取电的方式对前端采集点进行供电，确保采集点的不间断工作。
结束语
线缆自动测温技术与智能化预警平台的研究，切合符合目前所提倡的输电线路线路信息化、智能化、安全化的全面要求。线缆自动测温技术与智能化预警平台的建立，能有效促进输电线路的安全运行。提高电网安全运行的可靠性及生产效率，减轻运行部门日常巡检的工作量，对系统安全运行具有重要意义。
论文作者:奚东升 王勇,郭建勋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
标签：测温论文; 导线论文; 温度论文; 后台论文; 数据论文; 线路论文; 控制板论文; 《电力设备》2018年第11期论文;