福州大學電氣工程與自動化學院的研討人員林晨炯、林珍、吳雅琳，在2019年第5期《電氣技能》雜志上撰文指出，因為電力電纜接頭絕緣資料欠好、觸摸電阻過大或制作工藝不合格等原因，會引起電纜接頭溫度過高，構成電纜接頭處絕緣老化乃至擊穿，因而，以溫度為標準去監(jiān)測電力電纜接頭的運轉(zhuǎn)狀況，對有用防備事端發(fā)作具有重要意義。
本文總結了幾種現(xiàn)有的電纜接頭測溫辦法，并對每種測溫辦法的原理及其優(yōu)缺陷進行總述。終究，展望了電纜接頭溫度監(jiān)測的開展方向。
跟著城市生活用電和出產(chǎn)用電的需求越來越大，電網(wǎng)開展勢頭日漸迅猛，對配電線路的安穩(wěn)性也提出了更高的要求。電力電纜作為城市內(nèi)傳輸電能的首要通道，均勻每年以35%的增量快速開展。電纜毛病往往是由接頭引起，而6～10kV的配電電纜每隔300～500m中就有一個接頭。因而，電纜接頭在雜亂的配電網(wǎng)絡中不行勝數(shù)，存在的安全隱患不行小覷。絕緣水平下降往往是電力電纜接頭呈現(xiàn)毛病的主因。
絕緣水平下降，走漏電流增大，損耗隨之添加，終究導致溫度升高；溫度升高又會加快絕緣老化，走漏電流增大，溫度再升高，終究導致絕緣擊穿。因而，可將電纜接頭溫度作為電纜運轉(zhuǎn)狀況的一個參量，對電力電纜的運轉(zhuǎn)狀況進行監(jiān)測。
1 電纜接頭測溫辦法
電纜接頭溫度監(jiān)測在國內(nèi)外已有不少的研討成果。以信號收集辦法區(qū)分，首要有電信號測溫文光信號測溫兩類；以有無電源來區(qū)分，首要有有源無線測溫文無源無線測溫兩類。
電信號測溫法首要有熱電偶測溫文集成傳感器測溫兩類。光信號測溫法首要包含紅外測溫、光纖光柵測溫文根據(jù)拉曼散射的散布式光纖測溫。有源無線的測溫法首要包含數(shù)字溫度傳感器、熱電阻及熱敏電阻等。選用無源無線的測溫辦法是一種新式的測溫途徑，首要代表是聲外表波測溫。
2 電信號測溫
2.1 熱電偶測溫（略）
熱電偶是自發(fā)電型傳感器，無需外加電源即可丈量溫度。熱電偶傳感器的測溫原理是根據(jù)熱電效應。熱電偶測溫示意圖如圖1所示。將A、B兩根不同原料的導體（或半導體）焊接起來構成一個閉合回路。當接點1和接點2之間的溫度不一起，便在回路中發(fā)作熱電動勢，這種現(xiàn)象便是熱電效應。
在測溫時，將接點1焊接起來作為丈量端，放置于被測溫度所在地；一起分隔接點2，接入顯現(xiàn)外表或許變送器，稱為參比端，參比端要堅持溫度安穩(wěn)。
圖1 熱電偶測溫示意圖
熱電偶具有結構簡略、制作便利、測溫規(guī)模寬、準確度較高、安穩(wěn)性好以及熱慣性小等長處，但一起也存在兩個缺陷：①裝置時，當電纜接頭較多的情況下，布線冗雜，現(xiàn)場難以保護；②參比端的溫度需求堅持安穩(wěn)。而電纜運轉(zhuǎn)環(huán)境不同，溫度也會不同，此刻參比端的溫度會隨之改動且極難批改。因而，熱電偶常用于鋼鐵工業(yè)中鋼水溫度的接連丈量和反響堆測溫，監(jiān)測電纜接頭溫度時不常選用此辦法。
2.2 集成傳感器測溫（略）
集成傳感器由硅半導體制成，也稱其為硅傳感器。它的基本原理是將補償電路、擴大電路和靈敏元件集成封裝在一個殼體中，經(jīng)過丈量PN結的電流和電壓數(shù)值來確認待測物體溫度的巨細。
集成傳感器測溫具有反響快、性價比高、體積小以及線性好的特色，合適電纜接頭溫度在線監(jiān)測，缺少之處在于要防備電纜的電磁攪擾對測溫精度的影響。
3 光信號測溫
3.1 紅外測溫（略）
紅外測溫理論是由普朗克黑體散布規(guī)律開展而來。紅外測溫法是經(jīng)過紅外線輻射波長與被測溫度之間的函數(shù)聯(lián)系來確認物體的溫度。一切溫度高于絕對零度的物體一向向外輻射紅外能量。物體的外表溫度與紅外能量的巨細和紅外波長的散布有著密切聯(lián)系。因而，只需測得紅外波長及其能量巨細，就可計算出被測物體的外表溫度。
紅外測溫體系的構成如圖2所示。紅外測溫儀接納到由大氣傳輸過來的被測設備的紅外線輻射，被測設備輻射的能量會聚于紅外測溫儀探測器上，探測器將輻射信息轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)信號處理之后顯現(xiàn)輸出。
圖2 紅外測溫體系
紅外測溫儀運用靈敏，不需求與被測物體直觸摸摸，但需求作業(yè)人員手持設備對電纜接頭、刀閘等部位進行測溫，合適人工巡檢測溫，無法完成在線監(jiān)測。除此之外，還存在價格貴重、體積大，丈量精度受測驗間隔影響大等缺陷。
3.2 光纖光柵測溫（略）
光纖光柵測溫法是將測溫文信息傳輸分隔，溫度丈量用光柵探頭，信息傳輸用光纖，光柵探頭和相連的光纖合起來稱為光纖光柵測溫。
光纖首要由3部分組成：心層、包層和保護層。光柵是在心層折射率遭到周期性調(diào)制后構成。測溫時由光源將一束寬帶光射入光纖。這一光束在抵達光柵探頭時，被光柵反射回一個滿意Bragg條件的入射光波長，稱其為Bragg波長。
光纖光柵作業(yè)原理如圖3所示。Bragg波長與光柵條紋周期成線性聯(lián)系，而根據(jù)熱脹冷縮原理，光柵條紋周期又會跟著溫度改動。故而，經(jīng)過丈量Bragg波長巨細，就可測得光柵處的溫度。
圖3 光纖光柵作業(yè)原理
光纖光柵傳感器不適用于配電柜內(nèi)及野外高壓配電裝置等場合，但因其體積小、抗電磁攪擾能力強、安全性高和裝置簡潔等優(yōu)勢多用于電纜接頭溫度在線監(jiān)測。在實踐運用中，入射光波長會受溫度和應力的兩層影響，測溫精度會有所影響。此外，還有比如造價貴重、裝置雜亂等下風。
3.3 散布式光纖測溫（略）
散布式光纖測溫技能于20世紀70年代末提出，并由專業(yè)人員研討出散布式光纖瑞利散射測溫、散布式光纖布里淵散射測溫以及散布式光纖拉曼散射測溫3種測溫技能。
其間，瑞利散射測溫技能在運用慣例資料的光纖時溫度改動不大，所以實踐運用不多；布里淵散射測溫技能的研討起步較晚，盡管傳感間隔、空間分辨率和丈量精度等功能都最好，但制作貴重而雜亂，還未很多投入商業(yè)運用。拉曼散射測溫技能已趨于老練并實用化，各項功能都較好，因而得到遍及運用。
拉曼散射的散布式光纖測溫技能具有只對溫度靈敏、抗電磁攪擾強、絕緣功能好以及可完成大規(guī)模散布式丈量等長處。一起也存在空間分辨率缺少、無法定位詳細測溫點、光纖易折以及易斷導致光損耗等缺陷。散布式光纖具有精準丈量光纖沿線就任一點溫度的明顯長處，除了常將其用于電纜接頭測溫外，還用于高壓開關柜溫度監(jiān)測中。
此外，散布式光纖測溫文光纖光柵測溫都在積灰后導致絕緣水平下降，然后存在光纖沿面放電的安全隱患。
4 無線測溫
4.1 有源無線測溫
有源無線測溫法是指將溫度傳感器與無線通信技能結合，溫度傳感器對發(fā)熱門進行丈量，將測得的溫度信號經(jīng)過無線芯片傳輸?shù)浇K端監(jiān)測設備，終端監(jiān)測設備接納溫度信號轉(zhuǎn)換成溫度信息顯現(xiàn)出來。
常見的溫度傳感器有數(shù)字溫度傳感器、熱電阻、熱敏電阻等。有源無線測溫法可直接監(jiān)測電纜接頭溫度改動，具有本錢低、無需布線、安穩(wěn)性好以及完成溫度信號的無線傳輸?shù)乳L處，但溫度傳感器需求電池或許小CT取能供電才干作業(yè)。
電池供電的缺陷就在于需守時替換電池且電池抗高溫能力差。而小CT取能深受電纜電流影響，若電流過小，則供電不行；若電流過大，則易燒壞小CT乃至傳感頭。可見，小CT供電缺少遍及性。除電纜接頭溫度丈量外，有源無線測溫法還常用于開關柜溫度監(jiān)測中。
4.2 無源無線測溫（略）
無源無線測溫技能選用聲外表波傳感技能（surface acoustic wave, SAW）。聲外表波傳感器原理：當被測目標溫度改動時，元器件諧振頻率隨之發(fā)作改動，經(jīng)過對諧振頻率的丈量得出被測目標的溫度。聲外表波溫度傳感器的核心部件是聲外表波諧振器，其結構如圖4所示，分推遲線型和諧振型兩類。
圖5 聲外表波諧振器結構
聲外表諧振器選用法布里一珀羅諧振腔。測溫時，壓電基片沿面發(fā)作聲外表波，溫度一旦改動，聲阻抗便無法接連，從而發(fā)作聲波反射，如此便在叉指換能器和反射柵的腔體內(nèi)構成諧振。受溫度影響，諧振的頻率會發(fā)作改動。因而，只需測得改動的諧振頻率，就可經(jīng)過算式算出被測目標的溫度。
經(jīng)過合理挑選叉指換能器的尺度、壓電基片資料與切向，可使溫度系數(shù)的高階項接近于零，則溫度與諧振頻率呈近似線性聯(lián)系。
聲外表波傳感用具有無源、免保護、體積小、本錢低一級長處，常用于高壓開關柜溫度監(jiān)測和高壓輸電電纜接頭溫度監(jiān)測。聲外表波測溫技能仍在開展階段，還存在傳輸間隔短（一般只需0.5m）和安穩(wěn)性缺少的問題亟待解決。
定論
本文首要介紹了電信號傳感體系測溫、光信號傳感體系測溫以及無線測溫這3類國內(nèi)外常見的電纜接頭測溫辦法，并論述了各種測溫辦法的優(yōu)缺陷。在實踐工程中，因為設備運轉(zhuǎn)環(huán)境不同，資金投入不同，應歸納點評各類測溫辦法，選取經(jīng)濟效益最優(yōu)化的測溫辦法，以到達最好的電纜接頭溫度監(jiān)測作用。
在能夠預見的將來，聲外表波測溫具有極大的運用遠景，只需逐漸霸占傳輸間隔短和不行安穩(wěn)的難題，聲外表波傳感器在電力體系中的運用就會越來越廣泛。
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