一种应用于电力配件智能监控的温度监控设备.pdf

第期(总第 期)年月机 械 工 程 与 自 动 化ME CHAN I C A LE N G I N E E R I N G&AUT OMA T I ONN o A u g 文章编号:()一种应用于电力配件智能监控的温度监控设备梁健昂(广东电网有限责任公司 阳江供电局,广东阳江 )摘要:设计了一种应用于电力配件智能监控的温度监控设备,将膨胀体的热胀冷缩特性巧妙地应用于电力配件的温度监控,通过膨胀体发生凸变快速判别电力配件处温度是否达到或超过设定的警限温度,并通过警示器快速确定出故障点,从而使其能长期实时监测监控电力设备运行温度,降低电力设备的故障率,同时减少了工作人员的运维工作量和相关企业的财产损失.该研究成果对配网线路电力配件的故障检测具有一定的应用价值.关键词:电力配件;智能监控;温度监控设备中图分类号:T P 文献标识码:A收稿日期:;修订日期:作者简介:梁健昂(),男,广东阳江人,工程师,本科,主要从事配电网自动化工作.引言在电力输送过程中,各类导线、电气节点通常长期工作在大负荷、大电流的工况,尤其是各类线夹和引流板等重要电力配件.由于金属的氧化及空气中灰尘油污等环境因素的影响,使得使用电力配件连接的连接部电阻增大,进而造成连接部发热、温度升高.不难看出,长时间工作在高温状态下的线夹不仅自身的使用寿命降低,还会引发其所在线路的故障,进而造成事故.因此,监控电力配件在工作时的温度参数至关重要,掌握电力配件温度的异常变化就可及时发现故障隐患.目前,检测电力配件处接头温度的主要方法是采用手持红外线检测仪,但手持红外线检测仪测温比较费时费力,且不能连续监测电力配件处的接头温度,监测盲点多,不能及时发现温度异常情况,同时其检测精度易受到环境因素的干扰和制约.因此,电力设备因不能及时发现故障点而造成故障率较高.为解决上述技术问题,本文介绍一款专为配网线路研发设计的电力配件智能温度监控设备.该设备能长期实时监控电力设备的运行温度,快速判别电力配件处的温度;当确定温度过高时,则通过警示器快速确定出故障点,以降低电力设备的故障率,减少工作人员运维工作量和财产损失.温度监控设备的分析及构型设计本文提出的温度监控设备构型设计如图所示,主要由温度监控装置、警示组件、温度监控器底座及内部的温度传感器组成.警示组件安装在温度监控装置内,在电力配件温度过高时,从温度监控装置内弹出用于表示所测量电力配件温度过高的闪烁红色灯光且带有警笛声的警示器.该温度监控装置安装在温度监控器底座上,温度监控器底座接触安装在电力配件上,以感知该电力配件的温度.此处以线夹为例,温度传感器安装于温度监控器底座上,并与线夹接触,以测量线夹的温度,该温度传感器还可与远程控制系统电连接,当温度传感器测量的温度超过线夹的警限温度时,向远程控制系统发送提示线夹所在配网线路标记位置处温度过高的警告提示信息,以使得远处的运维人员能第一时间知晓线夹处于温度异常的情况,并对其进行排查和处理.可见,本文设计的温控监控设备能长期实时监控电力设备的运行温度,同时能快速判别线夹处温度是否超过设定的警限温度,以快速确定出故障点,从而降低电力设备的故障率.温度监控装置;警示组件;温度监控器底座;线夹图温度监控设备的构型设计 警示组件的设计温度监控装置的警示组件如图所示,主要包括限位杆、弹性体、绝缘警示杆和膨胀体.图中,绝缘警示杆为杆件结构,其一端设有用于提示电力配件温度过高的警示器,另一端设有用于限制膨胀体移动的卡槽;限位杆上设有用于限制本绝缘警示杆从温度监控设备侧面的导向孔滑出的滑动槽.限位杆、弹性体、膨胀体和绝缘警示杆依次设置于导向孔内,弹性体的一端连接于绝缘警示杆靠近卡槽的一端,另一端连接于限位杆的端部,膨胀体设置于卡槽以及卡槽与导向孔的缝隙处,以限制绝缘警示杆的运动;当膨胀体的温度高于或等于警界限温度时,膨胀体发生凸跳变形,并从卡槽内脱离,绝缘警示杆在弹性体的作用下向外滑出,以提示温度越过警界限,如图所示;当膨胀体的温度低于警界限温度时,膨胀体再次发生凸跳变形,此时,运维人员可使用绝缘杆推动警示器复位,使得警示器在外力作用下再次卡于卡槽内.绝缘警示杆可设计为如图所示的凸台结构,凸台的大截面段端部设有警示器,小截面段设有卡槽,这使得在外部力的推动下,膨胀体在凸台的推动下也会卡入卡槽中,进一步限制绝缘警示杆脱离导向孔.当绝缘警示杆被再次推入导向孔内后该温控监控设备可被再次投入使用.滑动槽;限位杆;弹性体;绝缘警示杆;膨胀体;卡槽;导向孔;凸台;警示器图警示组件的结构示意图警示器图绝缘警示杆从导向孔弹出的示意图 温度监控器底部的设计为避免绝缘警示杆从导向孔中滑出,温度监控器底部设有用于与电力配件螺纹连接的螺纹孔,这样,使得电力配件中紧固螺栓可穿过螺纹孔限位于滑动槽内;为避免划伤滑动槽,紧固螺栓头部可设计成圆头,这样,紧固螺栓既能传递电力排出的热量,又能紧固连接电力配件与温度监控器底座,还能起到限制绝缘警示杆从温度监控装置的导向孔中滑出的作用.温度监控器底部和温度监控装置可呈一体化设计加工,以便于运维人员安装和拆卸.温度监控设备的实验验证为验证温度监控设备的监控效果,将温度监控设备设置在经常出现事故的配网线路的线夹中,分别将个温度监控设备各自对应安装在待检测的线夹上,以检测这个线夹的温度.同时,使用手持红外线检测仪测量同一线夹的温度,并记录.二者检测时间均为 天.每个温度监控设备会将线夹温度实时传输到远程控制系统,由远程控制系统将测得的温度实时绘制成温度曲线,以方便运维人员观看,当监控的温度超过警界限温度,远程控制系统也会发出警告,这时,运维人员到该温度监控设备所在位置处,可根据警示器弹出的情况,确定线夹故障点.而手持红外测温枪对线夹进行温度监控时,多次因绝缘护套以及其他障碍物阻挡,无法对线夹进行准确测温,导致多次没及时发现故障点.另外,夜晚使用手持红外测温枪对线夹进行测温时,因可视性差,测量部位存在偏差,导致测量数据与实际有偏差.经过 天对电力配件温度的监控试验获悉,使用温度监控设备监控出有个电力配件在不同的时间出现 次高温警告,而运维人员手持红外测温枪仅发现个电力配件出现高温.可见,温度监控设备能更加准时地检测出故障点,且准确率高,而采用手持红外测温枪对电力配件故障点的检测率明显低于温度监控设备,约低.结论()本文设计的温度监控设备能长期实时监控电力设备运行温度,快速判别电力配件处的温度状况,当温度过高时,则通过警示器快速确定出故障点,从而降低了电力设备的故障率,减少了工作人员运维工作量和公司的财产损失.()本文设计的温度监控设备能设计成一体化,使得安装操作简单,成本低廉,准确性高.()本文设计的温度监控设备能快速判别电力配件处温度是否超过警界限温度,以通过报警及时处理,提高了故障检测率.()本文设计的温度监控设备利用了膨胀体的热涨冷缩性能,使其可重复使用,节约成本.本文研究成果对配网线路电力配件的故障检测具有一定的应用价值.参考文献:孟新安,郑社宁接触网电连接线夹温度监控装置的研制J电气化铁道,():汪恒,魏震,王群锋,等换流站进线线夹发热隐患治理研究J电线电缆,():杨徽,龚亮,欧波,等线夹在超负荷及导线断股情况下发热状况研究J中国测试,(增刊):万林高压输电线路耐张线夹在线监测方法与技术研究D武汉:武汉大学,:郑箭锋,傅勤毅基于Z i g b e e技术接触网电连接线夹温度监测装置的研究J铁道科学与工程学报,():T e m p e r a t u r eM o n i t o r i n gD e v i c eU s e df o r I n t e l l i g e n tM o n i t o r i n go fP o w e rA c c e s s o r i e sL I A N GJ i a n a n g(Y a n g j i a n gP o w e rS u p p l yB u r e a u,G u a n g d o n gP o w e rG r i dC o r p o r a t i o n,Y a n g j i a n g ,C h i n a)A b s t r a c t:Ak i n do f t e m p e r a t u r em o n i t o r i n ge q u i p m e n t a p p l i e dt o t h e i n t e l l i g e n tm o n i t o r i n go fp o w e r a c c e s s o r i e s i sd e s i g n e d,a n dt h et h e r m a l e x p a n s i o na n dc o l ds h r i n k a g ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ee x p a n s i o nb o d ya r es k i l l f u l l ya p p l i e dt ot h et e m p e r a t u r em o n i t o r i n go fp o w e ra c c e s s o r i e s T h r o u g ht h eb u l g i n go ft h ee x p a n s i o nb o d y,w ec a nq u i c k l yj u d g e w h e t h e rt h et e m p e r a t u r eo ft h ep o w e ra c c e s s o r i e sr e a c h e so r e x c e e d t h e s e tw a r n i n g l i m i t t e m p e r a t u r e,a n dq u i c k l yd e t e r m i n e t h e f a u l t p o i n t t h r o u g h t h ew a r n i n gd e v i c e,s ot h a t i t c a nm o n i t o r a n dm o 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