新型溫感螺母研制與應用研究

劉錦江

(山西臨汾供電分公司，山西 臨汾 041000)

0 引言

目前，輸電線路在正常的運行過程中，由于導線使用了大量的連接金具，例如:引流板、并溝線夾，在長年運行過程中，由于外部環境和機械振動的影響，很容易造成緊固螺栓松動或連接板氧化，使導線連接板溫度升高直至燒毀和斷線，造成重大損失，當前，采用的高科技手段是采用紅外線測溫儀進行測溫，而線路的紅外線測溫是由人員背負儀器進行流動測溫，不可能固定在某一地段測溫，本項目的開展，可以進行24小時的固定實時監控，解決了測溫儀周期性檢查所遺留的空擋，也減少了人員背負沉重儀器穿梭在大山峻嶺的勞動強度，彌補了大負荷和夜間不能長時間實時測溫的尷尬局面，確保了設備溫度升高時不漏報，做到事前防患于未然，不做事后諸葛亮，避免大的事故發生，具有重大意義。

1.新型溫感螺母研制的背景

電力設備在日常運行過程中，因電阻作用設備本身的溫度都會發生變化，這些變化情況能反映設備的運行情況。例如設備的開關觸點、母線、變壓器、輸電線路的接頭等處的溫度若比正常運行溫度突然升高，一般說明設備在此時發生故障或存在故障隱患，將影響到設備的運行安全及使用壽命。所以在日常的生產活動中有許多需要實時檢測溫度并在達到某一預定溫度做出警示性動作的地方，這就需要一種能實時檢測溫度，并做出報警的裝置，而且使用量較大，對成本的敏感度較高。為此，我們啟動了設計DLLS系列溫感螺母項目。

電網事故不僅給電力企業帶來設備和電量等損失，而且還會對國民經濟和整個社會穩定及人民生活造成嚴重影響，這是其他行業的事故無法比擬的。因為電網既承擔著電力企業運營的資產屬性，作為電力市場的載體，又以電氣化社會能源配置的地位，成為關系國計民生、涉及國家安全和社會穩定的基礎設施。在運行中，發電廠和用電設備只有通過電網連接在一起，構成一個不可分割、協調運行的整體，才能擔負起上述的重大責任。因此構成電網基礎設備輸電線路的安全運行在保證電網安全方面發揮著重要作用。通過監測連接金具的溫度，發現輸電線路的安全隱患，便顯得更具意義。

架空輸電線路由于長期經受電力負荷，并承受日曬雨淋、冷熱變化等氣象作用，使高壓線出現絕緣受損，致使溫度發生變化，如果采取相應的報警措施就可能避免事故的發生。而利用電力系統架空線路、變電站接點母排、配電室進線等接點溫度的實時檢測報警，是簡單、節省、易行、高效的方法。

電纜線路，特別是對于較長距離的電力電纜線路，因沿途的敷設環境、土壤熱阻、臨近熱源等散熱條件的影響，可能會發生線路局部絕緣過熱導致電熱擊穿的運行事故。電力電纜或附件介質中的局部缺陷、絕緣擊穿前兆和意外火災等也會不同程度地造成電力電纜表面溫度出現異常溫度升高，并最終形成事故。因此對其運行溫進行檢測報警很有必要。

查找文獻表明，國內外目前所用的主要是熱電偶測溫、紅外測溫、光時域反射OTDR測溫法等，未見有本項目采用特定溫度磁性材料測溫法。

2.新型溫感螺母研制的內容和方法

本案項目產品最大特點是產品可滿足不同規格螺桿的需要，實用性強;產品抗高強電磁場、低溫、抗風、抗震、抗覆冰、抗老化、雷電、大風、大霧、化學腐蝕，能在各種惡劣環境下保持正常功效，使用壽命可達10年;全部為鋁合金和專用金屬結構，不容易老化生銹;設計符合電網設備需要，結構精巧，外型美觀，利于安裝;運用電網實際中的需求制作產品，適用于各個線路電壓等級的設備溫度超溫指示;報警部分可采用紅色夜視漆，便于巡線人員觀測;可以作為副帽直接安裝到螺栓上。

本案項目的研究內容主要為:1、使溫感螺母隨時在線感測被測點的溫度，并當被測點溫度達到或超過預設報警溫度時及時無誤做出報警指示。2、溫感螺母裝置力求結構簡單，造價低廉，適合大批量生產應用。3、溫感螺母裝置應在野外惡劣的工作環境中，能長時間在線穩定可靠工作。

本案項目的研究方法為:首先根據國內外相關文獻選擇最佳的實驗方案，結合實際情況開展有溫感螺母裝置的設計;然后在實驗室條件下配置鐵磁性材料秘方，進行試驗，結合試驗報告對材料進行改進，獲得特定溫度下配置磁性材料秘方參數;最后，將該裝置進行試運行，并根據運行中所出現的一些問題以及用戶的反饋意見對裝置不斷地進行升級改進，最終形成一個成熟的產品，在輸電線路上進行應用研究推廣。

3.新型溫感螺母裝置原理

圖1是本裝置的一種示意圖。固定在指示上蓋(1)上的永久磁鐵(7)為一長棒形，在底座(4)上固定的熱敏鐵氧體(6)是一個長筒形，在預設的動作溫度之下運行時，熱敏鐵氧體(6)具有鐵磁性，在磁力的作用下，永久磁鐵(7)克服彈簧(2)的彈力被吸入到熱敏鐵氧體(6)的中心孔中。被壓縮的彈簧(2)處于未報警狀態。若出現溫度升高并達到預設報警溫度值時，由于熱敏鐵氧體(6)被制成在此剛好達到居里轉變溫度，故會迅速失去鐵磁性，永久磁鐵(7)對熱敏鐵氧體(6)吸引力也同時下降。當吸引力小于彈簧(2)的彈力時，指示上蓋(1)便會彈起而露出底座(4)的中上部，這樣便可發出超溫報警信號。設計中，讓此時永久磁鐵(7)的一部分仍處于熱敏鐵氧體(6)中心孔中，以使在溫度下降到居里轉變溫度以下而熱敏鐵氧體(6)又恢復鐵磁性后，永久磁鐵(7)能順利被吸入到熱敏鐵氧體(6)的中心孔中。此時永久磁鐵(7)與熱敏鐵氧體(6)之間的磁力必須足以克服彈簧(2)的彈力而將彈簧(2)壓縮，裝置自動恢復到未報警狀態。整個動作過程完全無需人工干預。

本案項目的技術關鍵為:1、采用熱敏鐵氧體作為感溫元件，公司擁有專門配方，通過改變熱敏鐵氧體配方可以改變預設報警溫度。2、采用純機械結構，可加裝導熱套，使動作反應更加迅速。3、掌握磁性材料配置秘方，可以根據客戶要求，生產相應報警溫度的產品。

4.新型溫感螺母裝置的技術指標

本案項目主要技術指標如下:

1.測溫螺栓溫度誤差≤±2℃;工業蠟溫度誤差≤±0.5℃。

2.報警溫度 60℃，70℃，80℃，90℃，也可 40℃ 到150℃之間任意溫度點定制。

3.最高工作溫度150℃

4.使用次數超過1000次

5.在帶電的情況下，人工可使用合格的專用操作桿復位，也可以在檢修時人工復位，便于對超溫的記錄。

6.高度為40mm、直徑為35 mm;適用于線路金具配套。

7.警示頭長度約20mm。

8.安裝螺紋M10至M18。

9.自重:M ＜0.07Kg;活動部分 M2 ＜0.03Kg。

10.不受安裝方向限制，可全方位安裝。

11.螺紋可帶防松。