梁達(dá)強(qiáng) 楊成友 王淞民 趙崇輝

摘要：在電力系統(tǒng)中，低壓配網(wǎng)線路與設(shè)備之間都是用端子連接，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間用駁接法或接續(xù)管連接，設(shè)備數(shù)量多，地點分散。當(dāng)連接端子發(fā)熱燒斷導(dǎo)致停電時，故障排查時間長，過程繁瑣。現(xiàn)利用高溫變色原理，將一種高溫變色的材料安裝在低壓進(jìn)出線電纜端子和導(dǎo)線間連接處，通過材料變色情況判斷發(fā)熱情況。項目實施后，可大大提高日常巡視工作效率，降低工作人員的勞動強(qiáng)度，有效地確保了人身、設(shè)備、電網(wǎng)安全，防止線路停電及設(shè)備事故發(fā)生。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)線路;溫度預(yù)警殼;可逆熱色性材料;高溫變色

1? ? 低壓進(jìn)出線電纜端子在低壓配電線路中的作用

眾所周知，電能是通過導(dǎo)電材料一步一步地傳輸?shù)角Ъ胰f戶中的。在這個過程中，導(dǎo)線與設(shè)備之間的連接端子起著承上啟下的作用，如果連接端子過度發(fā)熱，輕則造成單個供電客戶停電，重則導(dǎo)致整個供電片區(qū)停電。低壓配電線路是電力傳輸中的“臨門一腳”，而低壓進(jìn)出線電纜端子則是“臨門一腳”強(qiáng)勁有力的根本保障，其故障率的高低，直接影響到用戶的正常用電及供電企業(yè)的形象。

2? ? 問題及需求

2.1? ? 低壓進(jìn)出線電纜端子發(fā)熱情況分析

通過核查新會區(qū)2018—2019年上半年合計382次低壓線路故障，發(fā)現(xiàn)由于低壓線路連接端子發(fā)熱導(dǎo)致線路故障的占比為81.15%，根據(jù)二八原則，進(jìn)一步分析得出低壓線路連接端子發(fā)熱的原因主要有以下3種：（1）由于負(fù)荷日益增長造成線路重載或過載使其升溫發(fā)熱損壞;（2）雷云放電導(dǎo)致升溫發(fā)熱損壞;（3）三相負(fù)荷不平衡造成一相或兩相重載或過載運行導(dǎo)致發(fā)熱損壞。

2.2? ? 低壓進(jìn)出線電纜端子發(fā)熱故障發(fā)現(xiàn)方式

本著“一切故障都可預(yù)防”的思想，要想減少低壓線路故障，就得從源頭抓起。在日常配網(wǎng)運維中，發(fā)現(xiàn)低壓進(jìn)出線電纜端子發(fā)熱故障的方式主要有以下兩種：

（1）人眼觀察。在日常巡視或故障巡視過程中，通過人眼觀察低壓連接端子，檢查是否有變色變形，導(dǎo)線間連接處絕緣層是否熔化變硬。該方法技術(shù)門檻較低，但準(zhǔn)確率不高，很多情況需要靠經(jīng)驗推測，存在誤判、漏判的風(fēng)險。

（2）儀器測量。運維人員通過使用紅外線照射測溫儀和紅外熱像儀兩種儀器，對每一處連接點進(jìn)行測量，可以精準(zhǔn)判斷連接點是否發(fā)熱。但由于端子數(shù)量多、線路長，若每一個點都使用儀器測量，則需投入大量的時間和精力，該方法工作效率較低。

以上兩種方法都存在明顯的短板。是否能以“既可以提高檢測發(fā)熱的準(zhǔn)確率，又能提高工作效率”為設(shè)計目標(biāo)，研發(fā)一種新型裝置呢？針對這兩方面的需求，我們展開了進(jìn)一步研發(fā)。

3? ? 研發(fā)過程

3.1? ? 可逆熱色性材料的發(fā)現(xiàn)

通過查找資料及測試論證，我們發(fā)現(xiàn)了一種可以隨溫度升高而變色的材料。該材料在常溫下顏色為黑色，當(dāng)溫度達(dá)到65 ℃以上時，該材料由黑色變成紅色，而當(dāng)溫度下降到65 ℃及以下時，材料顏色將重新變成黑色，并且整個過程是可逆的，意味著可以多次使用。

當(dāng)該材料安裝在連接端子處時，運維人員只需走到設(shè)備附近進(jìn)行觀察，就可以精確地判斷出連接處是否發(fā)熱，無需利用測量儀器即可得到準(zhǔn)確的反饋信息。

3.2? ? 低壓進(jìn)出線電纜端子溫度預(yù)警殼的設(shè)計

在發(fā)現(xiàn)可逆熱色性材料后，將該材料安裝在低壓進(jìn)出線電纜端子和導(dǎo)線間連接處，通過材料變色情況判斷發(fā)熱情況，具體設(shè)計如圖1所示。

3.2.1? ? 電纜端子連接件設(shè)計

采取綁扎的方式，將預(yù)警殼與電纜端子相連，以便檢測端子連接處的溫度。

3.2.2? ? 感溫變色結(jié)構(gòu)設(shè)計

在本設(shè)計中，采用一種可以隨溫度升高而變色的材料，安裝在低壓進(jìn)出線電纜端子和導(dǎo)線間連接處，常溫下顏色為黑色，當(dāng)溫度達(dá)到65 ℃以上時，該材料將由黑色變成紅色，而當(dāng)溫度下降到65 ℃及以下時，材料顏色將重新變成黑色。

3.2.3? ? 溫度測顯裝置設(shè)計

在本實施案例中，通過設(shè)計溫度測顯裝置，實時檢測設(shè)備溫度，為日常運維提供了數(shù)據(jù)支撐。

3.3? ? 效果檢測

研制出低壓進(jìn)出線電纜端子溫度預(yù)警殼后，對該裝置進(jìn)行效果檢測，如圖2所示，當(dāng)溫度達(dá)到68.6 ℃，預(yù)警殼成功變?yōu)榧t色，當(dāng)溫度下降至65 ℃以下后，又能重新變回黑色，達(dá)到了最初的設(shè)計效果。

3.4? ? 效果對比

最后，我們采用控制變量法在同一條線路上對其實施效果進(jìn)行對比分析，試驗對象分為3組，如表1所示。

由表1可以看出，利用低壓進(jìn)出線電纜端子溫度預(yù)警殼的一組明顯在準(zhǔn)確率、時間上占據(jù)了全方位的優(yōu)勢，實現(xiàn)了“既可以提高檢測發(fā)熱的準(zhǔn)確率，又能提高工作效率”的設(shè)計目標(biāo)。運維人員使用該裝置，可以降低客戶停電時間，提高供電可靠性和企業(yè)形象。

4? ? 結(jié)語

本文設(shè)計了一款用于日常運維的低壓進(jìn)出線電纜端子溫度預(yù)警殼，既可以提高檢測低壓進(jìn)出線電纜端子發(fā)熱的準(zhǔn)確率，又能提高工作效率，為設(shè)備的安全運行打下了堅實的基礎(chǔ)。

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收稿日期：2019-11-08

作者簡介：梁達(dá)強(qiáng)（1979—），男，廣東江門人，高級工程師，主要從事配網(wǎng)運維工作。