低压进出线电缆端子温度预警壳的研制

梁达强 杨成友 王淞民 赵崇辉

摘要：在电力系统中，低压配网线路与设备之间都是用端子连接，导线与导线之间用驳接法或接续管连接，设备数量多，地点分散。当连接端子发热烧断导致停电时，故障排查时间长，过程繁琐。现利用高温变色原理，将一种高温变色的材料安装在低压进出线电缆端子和导线间连接处，通过材料变色情况判断发热情况。项目实施后，可大大提高日常巡视工作效率，降低工作人员的劳动强度，有效地确保了人身、设备、电网安全，防止线路停电及设备事故发生。

关键词：配网线路;温度预警壳;可逆热色性材料;高温变色

1    低压进出线电缆端子在低压配电线路中的作用

众所周知，电能是通过导电材料一步一步地传输到千家万户中的。在这个过程中，导线与设备之间的连接端子起着承上启下的作用，如果连接端子过度发热，轻则造成单个供电客户停电，重则导致整个供电片区停电。低压配电线路是电力传输中的“临门一脚”，而低压进出线电缆端子则是“临门一脚”强劲有力的根本保障，其故障率的高低，直接影响到用户的正常用电及供电企业的形象。

2    问题及需求

2.1    低压进出线电缆端子发热情况分析

通过核查新会区2018—2019年上半年合计382次低压线路故障，发现由于低压线路连接端子发热导致线路故障的占比为81.15%，根据二八原则，进一步分析得出低压线路连接端子发热的原因主要有以下3种：（1）由于负荷日益增长造成线路重载或过载使其升温发热损坏;（2）雷云放电导致升温发热损坏;（3）三相负荷不平衡造成一相或两相重载或过载运行导致发热损坏。

2.2    低压进出线电缆端子发热故障发现方式

本着“一切故障都可预防”的思想，要想减少低压线路故障，就得从源头抓起。在日常配网运维中，发现低压进出线电缆端子发热故障的方式主要有以下两种：

（1）人眼观察。在日常巡视或故障巡视过程中，通过人眼观察低压连接端子，检查是否有变色变形，导线间连接处绝缘层是否熔化变硬。该方法技术门槛较低，但准确率不高，很多情况需要靠经验推测，存在误判、漏判的风险。

（2）仪器测量。运维人员通过使用红外线照射测温仪和红外热像仪两种仪器，对每一处连接点进行测量，可以精准判断连接点是否发热。但由于端子数量多、线路长，若每一个点都使用仪器测量，则需投入大量的时间和精力，该方法工作效率较低。

以上两种方法都存在明显的短板。是否能以“既可以提高检测发热的准确率，又能提高工作效率”为设计目标，研发一种新型装置呢？针对这两方面的需求，我们展开了进一步研发。

3    研發过程

3.1    可逆热色性材料的发现

通过查找资料及测试论证，我们发现了一种可以随温度升高而变色的材料。该材料在常温下颜色为黑色，当温度达到65 ℃以上时，该材料由黑色变成红色，而当温度下降到65 ℃及以下时，材料颜色将重新变成黑色，并且整个过程是可逆的，意味着可以多次使用。

当该材料安装在连接端子处时，运维人员只需走到设备附近进行观察，就可以精确地判断出连接处是否发热，无需利用测量仪器即可得到准确的反馈信息。

3.2    低压进出线电缆端子温度预警壳的设计

在发现可逆热色性材料后，将该材料安装在低压进出线电缆端子和导线间连接处，通过材料变色情况判断发热情况，具体设计如图1所示。

3.2.1    电缆端子连接件设计

采取绑扎的方式，将预警壳与电缆端子相连，以便检测端子连接处的温度。

3.2.2    感温变色结构设计

在本设计中，采用一种可以随温度升高而变色的材料，安装在低压进出线电缆端子和导线间连接处，常温下颜色为黑色，当温度达到65 ℃以上时，该材料将由黑色变成红色，而当温度下降到65 ℃及以下时，材料颜色将重新变成黑色。

3.2.3    温度测显装置设计

在本实施案例中，通过设计温度测显装置，实时检测设备温度，为日常运维提供了数据支撑。

3.3    效果检测

研制出低压进出线电缆端子温度预警壳后，对该装置进行效果检测，如图2所示，当温度达到68.6 ℃，预警壳成功变为红色，当温度下降至65 ℃以下后，又能重新变回黑色，达到了最初的设计效果。

3.4    效果对比

最后，我们采用控制变量法在同一条线路上对其实施效果进行对比分析，试验对象分为3组，如表1所示。

由表1可以看出，利用低压进出线电缆端子温度预警壳的一组明显在准确率、时间上占据了全方位的优势，实现了“既可以提高检测发热的准确率，又能提高工作效率”的设计目标。运维人员使用该装置，可以降低客户停电时间，提高供电可靠性和企业形象。

4    结语

本文设计了一款用于日常运维的低压进出线电缆端子温度预警壳，既可以提高检测低压进出线电缆端子发热的准确率，又能提高工作效率，为设备的安全运行打下了坚实的基础。

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[4] 田苗.控制变量法在初中物理教学中的应用[J].中小学教学研究，2013（12）：40-41.

收稿日期：2019-11-08

作者简介：梁达强（1979—），男，广东江门人，高级工程师，主要从事配网运维工作。