电力电缆接头的温度监测与预警研究

黄 岩

（安徽省产品质量监督检验研究院，安徽 合肥 230051）

1 电缆接头温度监测与预警的运行机理

理论上来讲，电缆接头是整个电力电缆系统中最为薄弱的环节，是故障最可能发生的地方。如果出现电阻超过其承受范围，使得其负荷处于不断增加的状态，就会使得此接头部位出现温度不断上升的情况，久而久之电缆接头的绝缘效益就难以发挥，甚至出现烧坏的可能性，此时就会对于供电系统的安全运行构成危害。从上述电缆接头故障的运行过程来看，可以以接头温度为尺度，对于电力电缆接头的运行状态进行评价和预测。由此提出以光纤光栅传感器为基础的电缆接头温度监测技术为主要方式，希望可以实现对于电力电缆接头温度的监测和预警。

2 电缆接头温度监测与预警的实现途径

（1）电缆接头温度监测的实现途径。当前通常使用的温度传感元件比较多，不同的温度传感元件其效能不同，使用的环境也有所限制。针对于电力电缆接头处于的环境，综合考量不同温度传感元件的优势，认为选择以光纤光栅传感器作为系统设计的重要部件。这是因为此技术有着测量精度高，测量温度比较广泛，传输的距离比较长，并且有着比较好的抗干扰的特点。解决了电缆接头温度感应的问题，接下来就需要考量光纤光栅测温系统和结构设计的问题了。①光纤光栅测温系统的运行原理。光纤光栅主要是充分利用光敏特性，在理清光波与温度之间关系的基础上，找到两者之间的变化规律。一旦光纤光栅测温系统进入到应用阶段，控制信号就会触发宽带激光光源，由此凭借光信号传达到光纤光栅温度传感器中去，在此基础上会得出对应的窄带光谱。接着就需要由光纤将其反馈到探测部分，发挥解调系统在转换，放大的效应，将其妥善的送到计算机端口，由此得出检测设备的对应温度，这就是光纤光栅测温系统运行的整个过程。②测温系统结构设计。考虑到长距离传输过程中可能存在的问题，系统在设计的时候选择以波分复用技术为主导，以保证多点分布能够实现对于目标的动态化测量。简单来讲，就是将传感器预先迈入接头内部，实现对于温度的监测。测温系统结构主要分为以下几个内容：其一，电缆接头安装光纤光栅传感器；其二，传输光纤部位；其三，温度在线检测仪器；其四，上位机环节；其五，集中监测中心环节等。

（2）电缆接头温度预警的实现途径。在获取大量监测的历史数据之后，可以以此为基础，可以对于未来电缆接头温度的变化情况进行预测，如果发现其中存在故障，可以发出警报，维修人员在对于警报情况进行分析之后，采取针对性措施实现修整，以保证故障率被控制在合理的范围内。这就是电缆接头温度预测工作的价值所在。至于电缆接头温度的预测，就有必要选择合适的预测方法和算法。①电缆接头温度预测的方法。电缆接头温度的预测方法多样化，可以结合不同的预测需求和预测环境，实现对于对应预测方法的比较，由此决定最终的预测方案。总体来讲，当前使用比较多的电缆接头温度预测方法有以下几种：其一，回归模型预测方法，是依据随机变量和可控变量的个数，形成一元线性回归模型或者多元线性回归模型，当然如果遇到更加复杂的情况，可以以多元线性回归，以最小二乘法的方式去实现回归方程系数的计算，由此实现对于对应符合的预测。其二，时间序列预测方法，就是在随机过程中时间序列建立对应的数学模型，以这样的方式去描述随机过程的做法。一般来讲，主要分为：传统线性建模预测和非线性建模预测方法。其三，灰色预测方法，就是在归纳和整理原始数据的基础上，找到数据归纳，以累加生成建模的方式，实现对于对应数据未来发展情况的预测。其四，人工神经网络预测法，就是在对于各种历史数据进行收集整理之后，对其展开全面分析，以建立输入变量和输出变量函数关系的方式，形成对于对应数据发展方向的预测；其五，自适应系数预测法，就是在趋势外推理论的引导下，以平滑系数的方式来对于对应的数据变化情况进行探究。②电缆接头温度预测的算法。实际上在正常运行的过程中，电缆接头的温度变化是相对稳定的，不会有着过大的起伏，但是随着故障的发生，电缆接头的温度就会慢慢的表现出异常来。那么在选择对应电缆接头温度预测方案之后，就需要对于电缆接头温度预测的算法进行明确了，这将成为电缆接头故障判断的重要依据。现在通常使用的算法主要涉及到以下几种：其一，一阶自适应系数预测算法；其二，二阶自适应系数预测算法；其三，优选组合预测技术，就二十利用两种系数预测出结果，以偶权重加权平均化处理的方式，实现组合预测。

3 电力电缆接头温度监测与预警机制的构建

电力电缆接头温度监测与预警工作效益的发挥，是保证电力电缆运行有效性的关键性措施。但是要想切实的发挥电力电缆接头温度监测与预警机制效能的话，还需要积极做好如下几个方面的工作：其一，加大对于电力电缆接头温度监测与预警系统构建的投入，改变电力电缆接头没有监控的格局，以实现电力运行管理工作的精细化发展；其二，注重专业化电力电缆接头温度监测与预警系统建设者素质的提高，实现与专业化电力电缆接头监控团队之间的合作，保证切实的创设出良好的电力电缆接头温度监测和预警环境；其三，开展全面的电力电缆接头温度监测与预警知识教育和培训，使得电力管理人员懂得其运行原理，并且知道如何实现人机互动，保证在最短的时间内实现对于故障的解决，避免问题的不断恶化；其四，注重电力电缆接头温度监测和预警技术的研发，切实的将信息技术，通信技术，智能技术融入其中，以形成更加安全更加可靠的电力电缆接头温度监测与预警技术系统；其五，针对于电力电缆接头的温度监测与预警体系的构建，形成对应的国家，行业的标准和规范，由此使得电力电缆接头温度监测与预警工作朝着规范性和标准性的方向发展和进步。

4 结语

综上所述，电力电缆接头的温度监测与预警机制的构建，可以为电力的正常化运行创设良好的技术条件，而这对于促进电力运行安全性和稳定性的提升来讲，是至关重要的。为此，我们应该正确理解电力电缆接头温度监测与预警机制构建的必要性，了解其中的原理，进而切实的将其运用到实际电力系统网络中去，以发挥其在促进电力运行稳定性提升中的作用。