電力電纜接頭的溫度監(jiān)測與預警研究

黃 巖

（安徽省產品質量監(jiān)督檢驗研究院，安徽 合肥 230051）

1 電纜接頭溫度監(jiān)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(tǒng)中最為薄弱的環(huán)節(jié)，是故障最可能發(fā)生的地方。如果出現(xiàn)電阻超過其承受范圍，使得其負荷處于不斷增加的狀態(tài)，就會使得此接頭部位出現(xiàn)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(fā)揮，甚至出現(xiàn)燒壞的可能性，此時就會對于供電系統(tǒng)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(tài)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(jiān)測技術為主要方式，希望可以實現(xiàn)對于電力電纜接頭溫度的監(jiān)測和預警。

2 電纜接頭溫度監(jiān)測與預警的實現(xiàn)途徑

（1）電纜接頭溫度監(jiān)測的實現(xiàn)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(huán)境也有所限制。針對于電力電纜接頭處于的環(huán)境，綜合考量不同溫度傳感元件的優(yōu)勢，認為選擇以光纖光柵傳感器作為系統(tǒng)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?shù)木嚯x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(tǒng)和結構設計的問題了。①光纖光柵測溫系統(tǒng)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(guī)律。一旦光纖光柵測溫系統(tǒng)進入到應用階段，控制信號就會觸發(fā)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(fā)揮解調系統(tǒng)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(tǒng)運行的整個過程。②測溫系統(tǒng)結構設計。考慮到長距離傳輸過程中可能存在的問題，系統(tǒng)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(xiàn)對于目標的動態(tài)化測量。簡單來講，就是將傳感器預先邁入接頭內部，實現(xiàn)對于溫度的監(jiān)測。測溫系統(tǒng)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(huán)節(jié)；其五，集中監(jiān)測中心環(huán)節(jié)等。

（2）電纜接頭溫度預警的實現(xiàn)途徑。在獲取大量監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)其中存在故障，可以發(fā)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(xiàn)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(huán)境，實現(xiàn)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(jù)隨機變量和可控變量的個數(shù)，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(xiàn)回歸方程系數(shù)的計算，由此實現(xiàn)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(shù)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(tǒng)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(shù)據(jù)的基礎上，找到數(shù)據(jù)歸納，以累加生成建模的方式，實現(xiàn)對于對應數(shù)據(jù)未來發(fā)展情況的預測。其四，人工神經網(wǎng)絡預測法，就是在對于各種歷史數(shù)據(jù)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(shù)關系的方式，形成對于對應數(shù)據(jù)發(fā)展方向的預測；其五，自適應系數(shù)預測法，就是在趨勢外推理論的引導下，以平滑系數(shù)的方式來對于對應的數(shù)據(jù)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(wěn)定的，不會有著過大的起伏，但是隨著故障的發(fā)生，電纜接頭的溫度就會慢慢的表現(xiàn)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(jù)。現(xiàn)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(shù)預測算法；其二，二階自適應系數(shù)預測算法；其三，優(yōu)選組合預測技術，就二十利用兩種系數(shù)預測出結果，以偶權重加權平均化處理的方式，實現(xiàn)組合預測。

3 電力電纜接頭溫度監(jiān)測與預警機制的構建

電力電纜接頭溫度監(jiān)測與預警工作效益的發(fā)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(fā)揮電力電纜接頭溫度監(jiān)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(jiān)測與預警系統(tǒng)構建的投入，改變電力電纜接頭沒有監(jiān)控的格局，以實現(xiàn)電力運行管理工作的精細化發(fā)展；其二，注重專業(yè)化電力電纜接頭溫度監(jiān)測與預警系統(tǒng)建設者素質的提高，實現(xiàn)與專業(yè)化電力電纜接頭監(jiān)控團隊之間的合作，保證切實的創(chuàng)設出良好的電力電纜接頭溫度監(jiān)測和預警環(huán)境；其三，開展全面的電力電纜接頭溫度監(jiān)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(xiàn)人機互動，保證在最短的時間內實現(xiàn)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(jiān)測和預警技術的研發(fā)，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(jiān)測與預警技術系統(tǒng)；其五，針對于電力電纜接頭的溫度監(jiān)測與預警體系的構建，形成對應的國家，行業(yè)的標準和規(guī)范，由此使得電力電纜接頭溫度監(jiān)測與預警工作朝著規(guī)范性和標準性的方向發(fā)展和進步。

4 結語

綜上所述，電力電纜接頭的溫度監(jiān)測與預警機制的構建，可以為電力的正常化運行創(chuàng)設良好的技術條件，而這對于促進電力運行安全性和穩(wěn)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(jiān)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(tǒng)網(wǎng)絡中去，以發(fā)揮其在促進電力運行穩(wěn)定性提升中的作用。