CN106814070B - 一种基于红外测温的压接管缺陷判断方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于红外测温结果的压接管判断方法及系统，通过利用红外测温仪定时测量耐张线夹上不同位置的温度，采集测温数据；根据测温结果，绘制耐张线夹上不同位置的温升曲线；根据温升曲线确定是否有压接管是否存在发热高于导体部位温度，如果有则表明该压接管存在缺陷，否则压接管正常。本发明操作简单，试验安全可靠，检测精度较高；适应于近距离测量，数据提取量小，可以离线分析，对压接管内部缺陷发热是较为直接的判断方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于红外测温的压接管缺陷判断方法及系统。
背景技术
输电线路是电力系统的重要组成部分，也是电网安全运行的基础。导线压接管是输电线路重要的组成部分，也是易发生缺陷和故障的元器件，一旦断裂将直接导致导线落地，将引发一系列严重的次生灾害。
导体发热属于电流致热型效应，由于存在电阻，必然有一部分电能转化为热能，使导线及压接管温度升高。输电线路中各连接件在正常状态下电阻低于导线电阻，连接部位的发热不会高于导体发热。当压接管存在缺陷时，接触电阻异常，异常部位发热会高于导体部位，并且电阻会随温度的升高而增大；当温度高于某一数值时，金属氧化速度急剧增加，氧化产物使电阻增加更为迅速，引起恶性循环，最终导致导线断裂。
由于导线压接属于隐蔽工程，压接完成后较难通过检测来判断内部是否存在缺陷问题，目前新建输电线路工程中，对压接管内部缺陷的检测方法主要有外观尺寸检查法、握力试验、超声波检测法、射线检测法、激光多普勒法、无线电波检测法、漏磁检测法和红外测温法，其中红外测温为较为直观的检测方法。
运行中存在缺陷的压接管表现特征主要为发热，由于热导率不同，红外热像仪可以检测出导线缺陷的存在。但红外测温结果受线路负荷、背景温度、仪器性能、杆塔高度、地形情况和人员经验等多种因素影响，通过红外测温结果准确发现压接管缺陷的难度较大。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于红外测温结果的压接管测试系统及方法，本发明将红外测温的关注点放在压接管的不同位置的温度分布，取代了压接管整体的发热情况，研究压接管的温度分布规律，用于分析压接管的压接情况和内部缺陷，得到科学有效的试验结论和判断标准。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于红外测温结果的压接管判断方法，包括以下步骤：
(1)利用红外测温仪定时测量耐张线夹上不同位置的温度，采集测温数据；
(2)根据测温结果，绘制耐张线夹上不同位置的温升曲线；
(3)根据温升曲线确定是否有压接管是否存在发热高于导体部位温度，如果有则表明该压接管存在缺陷，否则压接管正常。
所述步骤(1)中，线夹组串联接入恒流源形成试验回路，恒流源输出大电流，定时用红外测温仪测量耐张线夹上不同位置的温度，在线夹温度趋向稳定时停止试验。
所述步骤(1)中，重复多次温升试验，取试验结果的平均值作为试验结果。
所述步骤(1)中，红外测温时，在安全距离允许的条件下，红外热像仪尽可能靠近被测压接管，输入环境温度、相对湿度和测量距离补偿参数进行修正。
所述步骤(1)中，红外测温要注意测温对象的反射率，根据金属材料表面的氧化程度选取合适的辐射率，导线轻度氧化时辐射率近似选取0.1～0.2，强氧化时选取0.3～0.4。
所述步骤(1)中，耐张线夹尾端与导线连接处为压接管温度最高点，测点之一为此处。
一种实现上述方法的测试系统，包括线夹组和恒流源，线夹组串联接入恒流源形成试验回路，恒流源输出大电流，线夹组包括若干个耐张线夹的连板连接后形成线夹组，以压接管铝管与导线之间、钢芯铝绞线线束之间和耐张线夹的铝管不同位置为测点进行测量。
所述压接管为铝管端部向外保留长导线的耐张线夹。
所述线夹组为两个耐张线夹的连板经打磨后通过螺栓固定连接。
所述恒流源与线夹组的连接件应为纯铜材质，导线接触面应打磨光滑。
所述红外测温仪的精度和灵敏度满足试验测量要求。
本发明的有益效果为：
本发明操作简单，试验安全可靠，检测精度较高；适应于近距离测量，数据提取量小，可以离线分析，对压接管内部缺陷发热是较为直接的判断方法。
附图说明
图1为本发明中耐张线夹取样示意图。
图2为本发明中线夹组及测温点位置；
其中，a耐张线夹引流板中心，b线夹铝管中部(小号侧)，c耐张线夹尾端与导线连接处(小号侧)，d线夹铝管中部(大号侧)，e耐张线夹尾端与导线连接处(大号侧)，f导线温度最大处。
图3为本发明导线压接管通流试验装置示意图；
其中，A、B、C、D为4组连接牢固的线夹组。
图4红外测温图像。
图5压接管不同位置的温升曲线；
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
本发明的步骤包括：
(1)线夹组串联接入恒流源形成试验回路，恒流源输出大电流，每隔5min用红外测温仪测量耐张线夹上不同位置的温度，在线夹温度趋向稳定时停止试验；重复3-5次温升试验，取试验结果的平均值作为试验结果；
(2)根据测温结果，绘制耐张线夹上不同位置的温升曲线；
(3)通过温升曲线对压接管缺陷做出判断。
所述压接管为铝管端部向外保留3米长导线的耐张线夹。
所述线夹组为两个耐张线夹的连板经打磨后通过螺栓固定连接。
所述恒流源与线夹组的连接件应为纯铜材质，导线接触面应打磨光滑。
所述红外测温仪的精度和灵敏度满足试验测量要求。
红外测温时，在安全距离允许的条件下，红外热像仪尽可能靠近被测压接管，输入环境温度、相对湿度、测量距离等补偿参数进行必要的修正，选择合适的测温范围。
红外测温要注意测温对象的反射率，金属表面氧化不均对测温有很大影响，要根据金属材料表面的氧化程度选取合适的辐射率，导线轻度氧化时辐射率近似选取0.1～0.2，强氧化时选取0.3～0.4。
(1)准备试件，耐张线夹由铝管端部向外保留3米长导线，如图1所示；
(2)两个耐张线夹的连板经打磨后通过螺栓固定连接，连接为一组线夹组，如图2所示；
(3)试验回路中布置4组线夹组，恒流源与线夹组的连接件应为纯铜材质，导线接触面应打磨光滑，如图3所示；
(4)让电流通过试验回路，每隔5min用红外测温仪测量耐张线夹上不同位置的温度，待温度趋向稳定时停止试验；
(5)切断电流，让线夹冷却至不高于环境温度5℃；
(6)重复步骤(4)和步骤(5)3-5次后，取试验结果的平均值作为试验结果。
(7)根据测温结果，绘制不同位置的温升曲线，横坐标为时间，纵坐标为测温点温度。
导线压接管为压接管铝管和导线压接而成。压接管铝管与导线之间、钢芯铝绞线线束之间的间隙和接触热阻会影响压接管表面的导热速率与导热量，从而引起温度分布不均。
基于红外测温的压接管缺陷判断方法，将红外测温的关注点放在压接管的不同位置的温度分布，取代了压接管整体的发热情况，通过温升曲线的发展趋势及曲线间的距离，可对压接管的缺陷做出判断：正常压接管温升小于导线温升，且越靠近导线，温度越高；耐张线夹尾端与导线连接处为压接管温度最高点；引流板温度较导线处略低；当压接管存在缺陷时，异常部位发热会高于导体部位；压接管压接工艺对其散热影响较大，在图中直观表现为导线温度最大处曲线与压接管上温度曲线的距离(距离越小，压接工艺越好)；电流越大，导线及压接管温升到达平衡的时间越短，大电流有助于激发缺陷的展示。所有试验过程为实验室中模拟现场试验，简单便捷直观高效，对直观分析导线压接管的压接情况和内部缺陷具有重要的意义。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种基于红外测温结果的压接管判断方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)利用红外测温仪定时测量耐张线夹上不同位置的温度，以压接管铝管与导线之间、钢芯铝绞线线束之间和耐张线夹的铝管不同位置为测点进行测量，采集测温数据；
(2)根据测温结果，绘制耐张线夹上不同位置的温升曲线；
(3)根据温升曲线确定是否有压接管是否存在发热高于导体部位温度，如果有则表明该压接管存在缺陷，否则压接管正常；
通过温升曲线的发展趋势及曲线间的距离，可对压接管的缺陷做出判断：正常压接管温升小于导线温升，且越靠近导线，温度越高；耐张线夹尾端与导线连接处为压接管温度最高点；引流板温度较导线处略低；当压接管存在缺陷时，异常部位发热会高于导体部位；在曲线图中直观表现为导线温度最大处曲线与压接管上温度曲线的距离越小，压接工艺越好，反之，压接工艺越差。
2.如权利要求1所述的一种基于红外测温结果的压接管判断方法，其特征是：所述步骤(1)中，线夹组串联接入恒流源形成试验回路，恒流源输出大电流，定时用红外测温仪测量耐张线夹上不同位置的温度，在线夹温度趋向稳定时停止试验。
3.如权利要求1所述的一种基于红外测温结果的压接管判断方法，其特征是：所述步骤(1)中，重复多次温升试验，取试验结果的平均值作为试验结果。
4.如权利要求1所述的一种基于红外测温结果的压接管判断方法，其特征是：所述步骤(1)中，红外测温时，在安全距离允许的条件下，红外热像仪尽可能靠近被测压接管，输入环境温度、相对湿度和测量距离补偿参数进行修正。
5.如权利要求1所述的一种基于红外测温结果的压接管判断方法，其特征是：所述步骤(1)中，红外测温要注意测温对象的反射率，根据金属材料表面的氧化程度选取合适的辐射率，导线轻度氧化时辐射率近似选取0.1～0.2，强氧化时选取0.3～0.4。
6.如权利要求1所述的一种基于红外测温结果的压接管判断方法，其特征是：所述步骤(1)中，耐张线夹尾端与导线连接处为压接管温度最高点，测点之一为此处。
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