電力電纜接頭的溫度監測與預警研究

黃 巖

（安徽省產品質量監督檢驗研究院，安徽 合肥 230051）

1 電纜接頭溫度監測與預警的運行機理

理論上來講，電纜接頭是整個電力電纜系統中最為薄弱的環節，是故障最可能發生的地方。如果出現電阻超過其承受范圍，使得其負荷處于不斷增加的狀態，就會使得此接頭部位出現溫度不斷上升的情況，久而久之電纜接頭的絕緣效益就難以發揮，甚至出現燒壞的可能性，此時就會對于供電系統的安全運行構成危害。從上述電纜接頭故障的運行過程來看，可以以接頭溫度為尺度，對于電力電纜接頭的運行狀態進行評價和預測。由此提出以光纖光柵傳感器為基礎的電纜接頭溫度監測技術為主要方式，希望可以實現對于電力電纜接頭溫度的監測和預警。

2 電纜接頭溫度監測與預警的實現途徑

（1）電纜接頭溫度監測的實現途徑。當前通常使用的溫度傳感元件比較多，不同的溫度傳感元件其效能不同，使用的環境也有所限制。針對于電力電纜接頭處于的環境，綜合考量不同溫度傳感元件的優勢，認為選擇以光纖光柵傳感器作為系統設計的重要部件。這是因為此技術有著測量精度高，測量溫度比較廣泛，傳輸的距離比較長，并且有著比較好的抗干擾的特點。解決了電纜接頭溫度感應的問題，接下來就需要考量光纖光柵測溫系統和結構設計的問題了。①光纖光柵測溫系統的運行原理。光纖光柵主要是充分利用光敏特性，在理清光波與溫度之間關系的基礎上，找到兩者之間的變化規律。一旦光纖光柵測溫系統進入到應用階段，控制信號就會觸發寬帶激光光源，由此憑借光信號傳達到光纖光柵溫度傳感器中去，在此基礎上會得出對應的窄帶光譜。接著就需要由光纖將其反饋到探測部分，發揮解調系統在轉換，放大的效應，將其妥善的送到計算機端口，由此得出檢測設備的對應溫度，這就是光纖光柵測溫系統運行的整個過程。②測溫系統結構設計。考慮到長距離傳輸過程中可能存在的問題，系統在設計的時候選擇以波分復用技術為主導，以保證多點分布能夠實現對于目標的動態化測量。簡單來講，就是將傳感器預先邁入接頭內部，實現對于溫度的監測。測溫系統結構主要分為以下幾個內容：其一，電纜接頭安裝光纖光柵傳感器；其二，傳輸光纖部位；其三，溫度在線檢測儀器；其四，上位機環節；其五，集中監測中心環節等。

（2）電纜接頭溫度預警的實現途徑。在獲取大量監測的歷史數據之后，可以以此為基礎，可以對于未來電纜接頭溫度的變化情況進行預測，如果發現其中存在故障，可以發出警報，維修人員在對于警報情況進行分析之后，采取針對性措施實現修整，以保證故障率被控制在合理的范圍內。這就是電纜接頭溫度預測工作的價值所在。至于電纜接頭溫度的預測，就有必要選擇合適的預測方法和算法。①電纜接頭溫度預測的方法。電纜接頭溫度的預測方法多樣化，可以結合不同的預測需求和預測環境，實現對于對應預測方法的比較，由此決定最終的預測方案。總體來講，當前使用比較多的電纜接頭溫度預測方法有以下幾種：其一，回歸模型預測方法，是依據隨機變量和可控變量的個數，形成一元線性回歸模型或者多元線性回歸模型，當然如果遇到更加復雜的情況，可以以多元線性回歸，以最小二乘法的方式去實現回歸方程系數的計算，由此實現對于對應符合的預測。其二，時間序列預測方法，就是在隨機過程中時間序列建立對應的數學模型，以這樣的方式去描述隨機過程的做法。一般來講，主要分為：傳統線性建模預測和非線性建模預測方法。其三，灰色預測方法，就是在歸納和整理原始數據的基礎上，找到數據歸納，以累加生成建模的方式，實現對于對應數據未來發展情況的預測。其四，人工神經網絡預測法，就是在對于各種歷史數據進行收集整理之后，對其展開全面分析，以建立輸入變量和輸出變量函數關系的方式，形成對于對應數據發展方向的預測；其五，自適應系數預測法，就是在趨勢外推理論的引導下，以平滑系數的方式來對于對應的數據變化情況進行探究。②電纜接頭溫度預測的算法。實際上在正常運行的過程中，電纜接頭的溫度變化是相對穩定的，不會有著過大的起伏，但是隨著故障的發生，電纜接頭的溫度就會慢慢的表現出異常來。那么在選擇對應電纜接頭溫度預測方案之后，就需要對于電纜接頭溫度預測的算法進行明確了，這將成為電纜接頭故障判斷的重要依據。現在通常使用的算法主要涉及到以下幾種：其一，一階自適應系數預測算法；其二，二階自適應系數預測算法；其三，優選組合預測技術，就二十利用兩種系數預測出結果，以偶權重加權平均化處理的方式，實現組合預測。

3 電力電纜接頭溫度監測與預警機制的構建

電力電纜接頭溫度監測與預警工作效益的發揮，是保證電力電纜運行有效性的關鍵性措施。但是要想切實的發揮電力電纜接頭溫度監測與預警機制效能的話，還需要積極做好如下幾個方面的工作：其一，加大對于電力電纜接頭溫度監測與預警系統構建的投入，改變電力電纜接頭沒有監控的格局，以實現電力運行管理工作的精細化發展；其二，注重專業化電力電纜接頭溫度監測與預警系統建設者素質的提高，實現與專業化電力電纜接頭監控團隊之間的合作，保證切實的創設出良好的電力電纜接頭溫度監測和預警環境；其三，開展全面的電力電纜接頭溫度監測與預警知識教育和培訓，使得電力管理人員懂得其運行原理，并且知道如何實現人機互動，保證在最短的時間內實現對于故障的解決，避免問題的不斷惡化；其四，注重電力電纜接頭溫度監測和預警技術的研發，切實的將信息技術，通信技術，智能技術融入其中，以形成更加安全更加可靠的電力電纜接頭溫度監測與預警技術系統；其五，針對于電力電纜接頭的溫度監測與預警體系的構建，形成對應的國家，行業的標準和規范，由此使得電力電纜接頭溫度監測與預警工作朝著規范性和標準性的方向發展和進步。

4 結語

綜上所述，電力電纜接頭的溫度監測與預警機制的構建，可以為電力的正常化運行創設良好的技術條件，而這對于促進電力運行安全性和穩定性的提升來講，是至關重要的。為此，我們應該正確理解電力電纜接頭溫度監測與預警機制構建的必要性，了解其中的原理，進而切實的將其運用到實際電力系統網絡中去，以發揮其在促進電力運行穩定性提升中的作用。