浅析一种线路接头测温采集器工程应用论文_吴光贵

摘要：目前，许多线路满负荷或超负荷运行，易发生导线接头或接触部位过热导致造成电阻增大、设备损坏引起线路短路或者破坏。针对这种情况，本文提出一种线路接头测温采集器，保障输电线路使用的安全，且具有良好的散热和警报功能，能够满足用户和市场的需要。

关键词：采集器；测温；线路；温度；装置

1 前言

随着我国线路电流不断攀升和基础供电设施难以跟上市场需求的发展。导致许多线路满负荷或超负荷运行，经常发生导线接头或接触部位过热的现象，这容易造成电阻增大、设备损坏[1-2]。输电的线路接头常因为线路接头接触电阻较大，尤其在输电线路接头工艺不合格的情况下，等距的导线电阻要大千倍甚至数千倍[3]。线路长时间运行流过大电流，导线接头将发热严重，温升势必明显。常此以往，导线的导电性能大大降低，也很容易损坏，造成生产事故，但现有技术没有针对此类问题相应的测温装置，需要人工进行定期的安全检查，费时费力，工作效率不高[4-5]。

针对上述情况，为保障人们输电线路使用的安全，笔者开发了“线路接头测温采集器”，能满足用户需求和时代的需求。

2线路接头测温采集器结构

2.1 线路接头测温采集器简介

线路接头测温采集器是利用物联网技术、低功耗技术、太阳能取电技术开发的架空线路接头测温装置，可以对110kV及以下的架空线路接头温度进行实时监测，并将结果通过GPRS无线网络进行上传至后台系统，用户可通过WEB端或移动端APP实时掌握各个监测点的温度。当出现异常情况时，系统会以多种方式发出预报警信息，提示管理人员应对报警点予以重视或采取必要的预防措施。

图1 系统结构图

2.2 线路接头测温采集器的内在结构

线路接头测温采集器，包括第一采集器壳盖（1）和第二采集器壳盖（2）。第一采集器壳盖位于第二采集器壳盖的上方，且第一采集器壳盖的一端通过铰链（16）与第二采集器壳盖活动连接。第一采集器壳盖的顶部内壁固定安装有太阳能电池板（5），第一采集器壳盖的两侧外壁底部位置均开设有第一线路孔槽（3）。第二采集器壳盖的两侧外壁底部位置均开设有第二线路孔槽（4），太阳能电池板的下表面固定连接有锂电池块（6），锂电池块（6）的下表面固定连接有第一隔板（7）。第二采集器壳盖的底部内壁固定安装有中央处理器（8），第二采集器壳盖的一侧竖直内壁固定安装有无线数据传输模块（9），第二采集器壳盖（2）的另一侧竖直内壁固定安装有蜂鸣器（10）中央处理器的上方设有第二隔板（12），且第二隔板的上表面固定安装有温度传感器（11）。第一隔板的一侧内表面开设有第一通线孔（13），第二隔板靠近第一通线孔的一侧内表面开设有第二通线孔（14）。结构如图2和图3 所示。

3 工作原理

线路接头测温装置主要由纳米绝缘防火耐高温材料、太阳能取电芯片、内置高精度温度传感器、无线通讯芯片四大部分组成。太阳能取电芯片将太阳能转化为电能，使用最大功率跟踪充电技术，将电能存储在超级电容和可充电锂电池里面，并采用2400mAH大容量电池作为后备电源，三级电源管理和独有的低功耗无线通讯处理机制相结合，保证了产品的使用寿命。线路接头测温装置由线路接头温度采集器与线夹绝缘护罩集成为一体，可兼容市面上主流C型线夹，无需进行结构更改，安装简单快捷。

图2 是本实用新型的内部结构示意图

图3 是本实用新型的侧视图

线路接头测温装置分为主设备和从设备。主设备内同时配有GPRS与470MHz双无线通讯模块，与从设备间通过470Mhz无线通讯获取信息，并通过GPRS模块将温度数据上送到主站。同一杆塔只需配置一个主设备，其他从设备数据采用470MHz短距离无线通讯将温度数据传给主设备，再由主设备上传至主站，从而实现N+1的通讯模式，可以大大节省硬件投入成本。

通过设置的第一线路孔槽、第二线路孔槽、太阳能电池板、锂电池块、中央处理器、无线数据传输模块和温度传感器，可以实现对输电线路接头的温度进行实时的监测，并将采集到的温度数据发送至使用者的终端设备上，从而可以保障人们实时了解到线路接头的温度情况，省时省力，提高工作效率，并保障输电线路使用的安全；通过设置的第一隔板和第二隔板，可以让线路接头更好的散热，从而避免导线温度过高而损坏，同时可以当温度过高时，通过蜂鸣器发出警报声，提醒周边人员。

4 线路接头测温采集器的特色

4.1 安装方便灵活

线路接头测温装置与线夹绝缘护罩集成为一体，可兼容市面上主流C型线夹，无需进行结构更改，安装简单快捷，只需要按照传统线夹护罩的安装方法安装，完全不增加施工员在高空作业的时间和难度。

4.2 节约能耗

线路接头测温装置采用一体化设计，将测温模块与线夹绝缘罩合二为一，并设计为太阳能供电模式，从而大大提高了装置的可靠性，减少了电池更换带来的维护成本，也不会对生态环境造成影响。

4.3 低功耗温度实时监测

线路接头测温装置采用低功耗设计，使用太阳能供电方式即可完成对温度的采集及温度数据上送所需的能量。温度采集频率及报警阀值可人工设置，可切实满足不同地区用户对设备采集信息的多样化需求。

4.4 环境适应性好

线路接头测温装置内置温度传感器通过匹配软件的校正后就已经补偿了传感器制作过程中的偏差。传感器可在任何工作温度范围内的温度进行调试，不会受季节因素影响。

4.5 节约成本

同一杆塔的线路接头测温装置只需配置一个带有CDMA/GPRS无线通讯功能的主设备，其他设备数据采用470MHz短距离无线通讯，即可实现所有设备与主站间的实时通讯，从而实现N+1的通讯模式，可以大大节省硬件投入成本。

5 结论

根据现有研究和市场产品的不足，本文提出的线路接头测温采集器，简单介绍了线路接头测温采集器的结构、功能及优点。线路接头测温采集器能实现对输电线路接头的温度进行实时的监测，并将采集到的温度数据发送至使用者的终端设备上，保障输电线路使用的安全，并且具有良好的散热和警报功能。

参考文献

[1] 孙雷，陈东.导线接头测温预警系统的研究．科技创新导报,2010,5:15

[2] 王敏.红外测温技术在电气设备维护中的应用与管理［J］.科技经济导刊，2018（04）：84.

[3] 李光琦.电力系统暂态分析[M].中国电力出版社,2006.

[4] 马庆玉，,张汉青,陈平,等.环网柜电缆接头温度在线监测方案设计[J].国网技术学院学报 ,2016,19(04):25-27.

[5] 李艳秋,曹钟中,靳涛.电力电缆火灾监测及防火预警系统的研制[J].华北电力技术 ,2001(02):23-24.

论文作者:吴光贵

论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期

论文发表时间:2020/1/15

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