應用導線接頭測溫預警系統進行線路測溫

摘 要:本文從分析輸電線路負荷數據入手，通過負荷變化情況對導線接頭過熱的因素進行分析，開發出導線接頭測溫預警系統，根據輸電線路接頭測溫預警系統及時判定最佳測溫時機，為科學判定最優測溫次序提供數據保證，為線路狀態檢修提供決策依據，不斷提高導線接頭過熱隱患的預警和在控能力。

關鍵詞:應用 預警 安排 測溫

中圖分類號:TM73文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(a)-0040-02

1 引言

輸電線路的導線接頭是線路電氣連接的薄弱部位，受負荷變化的影響，接頭極易產生接觸電阻增大、機械強度下降甚至出現燒熔、斷線等影響供電的嚴重事故。

2 采用傳統方法進行接頭測溫

2.1 導線接頭過熱的主要原因

導線在正常工作時，產生的損耗主要有:(1)導線通過電流的電阻損耗(2)絕緣材料中的介質損耗(3)導體周圍的金屬部件，因電磁場產生的渦流和磁滯損耗。以上損耗變成熱能導致導線溫度升高，材料的物理和化學性能改變。

架空輸電線路屬于金屬裸導線，引發接頭過熱的原因主要為各種原因造成接頭緊固松動，最終導致接觸處松動或燒融的嚴重后果。

2.2 導線接頭測溫的主要依據

依據國家能源局發布的DL/T741-2010版《架空送電線路運行規程》對直線接續金具、不同金屬接續金具以及并溝線夾、跳線連接板、壓接式耐線夾的測溫“應在線路負荷較大時抽測”的規定，要求線路運行人員應緊密結合負荷變化情況、準確判定測溫線路次序、靈活組織班組測溫工作。

2.3 導線接頭測溫的相關流程

目前，線路運行人員掌握線路負荷變化信息的主要途徑:通過區調調度員了解全區線路負荷變化情況;通過生產MIS數據掌握負荷變化規律;通過線路運行經驗分析易出現接頭過熱的危險程度，測溫的主要流程如圖1所示。

2.4 導線接頭測溫的相關分析

導線接頭測溫工作受測試儀器數量、人員及車輛配置的限制。在時間上，會出現接頭測溫與接頭過熱最嚴重時的測溫時機不對稱;在安排上，會出現線路測溫需求與實際安排測溫的測溫任務不對稱，不能定量掌握負荷的相對增減變化，最終導致測溫效率不高、針對性不強、極易造成對重要線路、重負荷線路的滯后測溫或測試遺漏的情況。

3 應用電網負荷監測系統數據科學安排接頭測溫

3.1 電網負荷數據實時監測系統的介紹

電網負荷監測系統是我公司開發的實時傳遞全區負荷變化的數據平臺，結合導線接頭測溫的運行經驗和該系統的實時數據的分析，負荷變化而引起導線過熱主要有兩種情況:第一、負荷長期居高不下，第二、負荷短時快速陡增。

3.2 確立影響導線接頭溫度的研究參數

從導體電阻損耗的熱量公式:QR=IW2 Rac可以看出，只要監測線路電流Ι值的動態變化情況，就可以準確掌握線路接頭的測溫時機。

式中:QR-導體電阻損耗的熱量(W/m);IW-通過導體的電流(A);Rac=ρKS[1+αt(tw-20)]/s;Rac -導體交流電阻 (Ω);ρ-導體溫度為20℃時直流電阻率(Ωmm2/m);αt-電阻溫度系數(℃-1);tw-導體的運行溫度(℃);KS-集膚系數;S-導體截面積(mm2)。

3.2.1 不同電壓等級線路測溫工作統一排序的可比性

隨著電網建設的快速發展，在測溫線路的安排上，必須突出最優選擇，在測溫工時間的選擇上，必須掌握最佳時機。

為了解決不同電壓等級、不同型號的導線建立統一的測溫工作排序，引入導線額定容許電流值這一在任何時刻都不改變的一個衡量，作為基準參考量。

通過實時監測的電流數據，抽取全區線路參考時段的不同性質電流值與導線額定容許電流值進行數值數值相除，按比值降序排列的規則建立全區測溫線路工作排序表，解決了全區線路因電壓等級、導線型號、線路電流值不同，制作測溫工作排序困難的問題，充分反映出線路電流長期居高和短時陡增時刻，對導線接頭易產生過熱隱患的影響程度，導線的允許載流量見表1。

3.2.2 負荷(線路電流)長期居高的參數設定

負荷長期居高時的主要特點:線路電流相對較高、變化幅度相對較小、維持時間相對較長，以參考時段的平均電流為主要影響因素建立公式，以I長期來反映負荷(線路電流)長期居高的變化情況:

I長期=I最大/I額定

式中:I長期-負荷長期居高分析參數;I平均-參考時段最大電流(A);I額定-導線額定允許電流(A)

3.2.3 負荷(線路電流)短時陡增的參數設定

負荷短時陡增時的主要特點:線路電流相對較高、變化幅度相對較大、變化和維持時間相對較短，我們以參考時段(按測溫需求任意選取)出現的最大電流為主要影響因素建立公式，以I短時來反映負荷(線路電流)短時陡增的變化情況:I短時=I最大/I額定

式中:I短時-負荷短時陡增分析參數;I最大-參考時段最大電流(A);I額定-導線額定允許電流(A)。

4 推廣應用情況

應用以上分析方法，我們開發了“輸電線路導線接頭測溫預警系統”，在歷次接頭測溫工作中，該系統均能及時給出了可能出現的接頭過熱的優先測溫線路和最佳測溫時間的全區測溫線路排序表，發現并處理了多起接頭嚴重過熱的嚴重隱患，為有效開展線路測溫、科學安排臨檢工作起到了輔助分析和綜合決策的作用。

4.1 實現的主要功能

4.1.1 實時查詢全區線路負荷(電流)短時陡增的排序情況

4.1.2 實時查詢全區線路負荷(電流)長期居高的排序情況

4.1.3 實時查詢全區線路負荷(電流)為零的空載線路

4.1.4 實時查詢任意時段、任意線路大于設定電流值的數量和出現時刻

4.1.5 任意查詢結果均可導出電子分析圖表的xls格式

4.2 實踐效果

4.2.1 應用效果1

05年8月6日17時，“系統”提示:灤西二回110kV線路負荷變化異常，應進行測溫。紅外測溫及現場檢查得出:該線路5#耐張桿A相JB4型并溝線夾螺栓松動、線夾已出現中度發紅現象、絕對溫差95K，經帶電處理接頭溫度恢復至標準值。

4.2.2 應用效果2

05年7月15日18時，“系統”提示:榆寬二回110kV線路負荷變化異常，應進行測溫。紅外測溫及現場檢查得出:該線路83#耐張桿C相接頭松動、外觀檢查接頭發熱嚴重、絕對溫差65K、經帶電處理接頭溫度恢復至標準值。

4.2.3 應用效果3

06年11月17日16時，“系統”提示:營壽二回110kV負荷變化異常應進行測溫。紅外測溫及現場檢查得出:該線路40#耐張桿A相接頭檢查:顏色已呈煺火狀銹紅色、表面發熱嚴重、絕對溫差67K、經帶電處理接頭

溫度恢復至標準值，部分現場資料見圖2。

5 本系統應用后的優點

(1)方便安排計劃檢修的時間，將檢查日盡量安排在負荷較低的時間，提高系統可靠性。

(2)合理安排技改項目，將重點線路、重負荷線路、負荷變幅較大的線路優先安排，增加了重點線路健康水平。

(3)有效地安排線路消缺、將全區線路按負荷變化陡度和長期重負荷線路分類排序，優先處理主要線路缺陷。

(4)科學指導線路運維工作，依據參考時段負荷排序情況超前安排、重點布置預試緊固線夾、高負荷弧垂測試以及線路特巡工作。

6 結論

實踐證明，科學應用電網實時監測系統傳遞的電流數據，準確掌握線路負荷(電流)長期居高和短時陡增的變化情況，對于及時、準確安排線路測溫，科學開展狀態檢修具有較強的指導意義。

參考文獻

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