CN111811677A - 一种高压输电线触点温度磁法检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压输电线触点温度磁法检测方法，包括：步骤(1)：通过曲线标定方法来确定磁性薄膜材料的温度与磁传感器测得的磁导率之间的函数关系，得到磁导率相对变化‑温度标定曲线；步骤(2)：将所述磁性薄膜材料布置于触点表面，在所述磁性薄膜材料预设直线距离内设置有所述磁传感器；步骤(3)：通过所述磁传感器来测量触点表面磁性薄膜材料的磁导率，并根据所述磁导率相对变化‑温度标定曲线来计算触点的温度。本发明将磁法检测引入到高压输电线触点温度检测中，检测方法简单有效，检测精度高，具有实际意义。
Description
技术领域
本发明涉及温度检测技术领域，特别是涉及一种高压输电线触点温度磁法检测方法。
背景技术
高压输电线触点属于电缆附件，是一种多层金属与绝缘体组成的结构，起到连接电缆、隔绝电压和防尘等作用。
电缆终端接头和电缆中间接头统称为电缆附件，它们是电缆线路中必不可少的组成部分。由于其特殊的结构和制作工艺，使得电缆附件发生故障的概率比电缆本身更高。因此，对电缆接头的运行温度进行检测，可以提高电缆线路的运行可靠性，减少故障发生概率。
电力电缆线路及其附件(电缆终端接头和中间接头)在运行过程中会产生大量的热量，导致电缆温度升高，当发生故障时，过高温度会危及电缆本身甚至整个电力系统的安全运行。为了监测电缆系统的温度，很多学者和公司研究并开发了电缆测温系统，按测温方式及原理，这些系统可被划分为接触式测温系统和非接触式测温系统，其中接触式测温又可以分为点式和线式：
1、点式测温。点式测温采用的传感器一般为热电偶、热电阻、热敏电阻、数字温度传感器等。
2、线式测温。线式测温一般采用感温电缆、分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器，安装方式为将温度传感器沿电缆线路绑扎在电缆外护套表面，也可以将光纤温度传感器预埋在电缆内部。
3、非接触式测温。非接触式测温一般采用红外点温仪或红外成像仪，它的原理是红外辐射原理，即一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量，物体的红外辐射能量的大小及其波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。非接触式测温因其无需接触电缆本身，可以保证电力要求的安全间距，所以在电力系统的运行和维护中应用十分广泛。
由于电缆和附件要确保绝缘，就需要保证完整性，所以测温系统测得的温度一般是表皮温度，而真正对系统的安全和负荷调控起作用的是电缆的缆芯温度。
从检测方法分，对高压线缆触点温度检测的可行性方案有以下几种：
(1)超温检测
当前常用的主要有示温腊片法和气体超温检测装置。示温蜡片法是将变色蜡片粘贴于温度测量点表面，属于接触式测温，通过蜡片颜色的变化来判断测量点温度是否越限。
(2)电子式测温
电子式测温技术可以从安装在任意位置的传感器取回数据，采用无线通讯技术传输，实现温度的实时监测。这种测温方式能迅速反应温度变化，且成本低廉。
(3)红外测温
红外测温分为热辐射和热诊断技术。热辐射技术基于触点本体温度与其外表辐射能量间的联系，获取触点的发射率，并监测其辐射功率。热诊断技术以热成像仪为工具，将温度分布结果和数学计算互相结合，通过热图像对比和周围材料温度场分布情况来综合判断热故障情况。
(4)光纤测温
光纤测温包括分布式光纤技术、光纤半导体技术和光纤光栅技术。光纤光栅测温法，该方法以光栅为探头，将光纤作为数据传输媒介，光栅条纹周期或折射率将会随周围温度改变，从而使光纤光栅的波长产生位移。光纤半导体测温技术运用其光透射率随温度变化这一原理，根据光信号强度来间接判断检测点温度，该方法可定点测量任意指定位置的温度，具有良好的抗干扰性和绝缘特性，但是测温精度和灵敏度不如光纤光栅。分布式测温技术是一种根据激光在传输时产生的拉曼散射效应和光时域反射原理来获得空间温度的监测方法，其基本原理是光源发射的光经过解调后，以光纤为介质输送到传感器，传感器端相应的回传一个对应的脉冲光信号，信号处理器对反射回的光信息进行处理，进而获得每一个传感器检测点的温度。
目前比较常用且相对来说比较易实现的测量温度的方法有超温测温、红外测温和光纤测温。超温测温只能够大致测量温度范围，不能够获得温度的准确数据，起到示警作用。红外测温需要依赖外部环境的变化，对于环境的依赖性高，因而检测的精度会受到较大影响。光纤测温这种方法也有缺陷，光纤传递费用昂贵，其性价比不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压输电线触点温度磁法检测方法，通过磁传感器能够检测触点的磁性变化来计算触点温度，检测方法简单有效且检测精度高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高压输电线触点温度磁法检测方法，包括：
步骤(1)：通过曲线标定方法来确定磁性薄膜材料的温度与磁传感器测得的磁导率之间的函数关系，得到磁导率相对变化-温度标定曲线；
步骤(2)：将所述磁性薄膜材料布置于触点表面，在所述磁性薄膜材料预设直线距离内设置有所述磁传感器；
步骤(3)：通过所述磁传感器来测量触点表面磁性薄膜材料的磁导率，并根据所述磁导率相对变化-温度标定曲线来计算触点的温度。
所述步骤(1)具体为：首先测量20℃时磁性薄膜材料的基准磁导率，再测量多个预设温度下磁性薄膜材料的磁导率，并通过曲线标定方法来确定所述磁性薄膜材料的温度与所述磁传感器测得的磁导率之间的函数关系，得到磁导率相对变化-温度标定曲线；用所述磁导率相对变化-温度标定曲线的斜率来表示磁导率的温度系数αμ，所述磁导率的温度系数αμ的公式为：
其中，μ1表示温度T1时的磁导率，μ2表示温度T2时的磁导率。
所述步骤(3)具体为：根据所述磁传感器测得的触点表面磁性薄膜材料的磁导率，通过所述磁导率相对变化-温度标定曲线得到的温度系数αμ，以及20℃对应的磁性薄膜材料的基准磁导率，来计算触点温度。
所述磁性薄膜材料在布置于触点表面之前，至少进行一次升温-降温过程。
所述磁性薄膜材料的主磁场方向和所述磁传感器的磁感应方向平行。
所述磁性薄膜材料为厚度≤1微米的强磁性材料，所述强磁性材料为铁磁性材料或亚铁磁性材料。
所述磁传感器用于检测所述触点的多组数据，并将检测到的多组数据取平均值。
所述磁传感器和所述磁性薄膜材料之间无金属遮挡。
所述磁传感器采用被动式磁场测量方法。
所述磁性薄膜材料为绝缘材料。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明将磁性薄膜材料布置于高压输电线触点表面处，通过引入磁传感器，能够精准检测触点的实际温度变化情况，灵敏度高且可靠性好，并采用非接触检测方式，不会与触点之间形成电连接；本发明检测过程无需人工参与，降低了经济成本和人力成本；本发明不需要主动励磁，使得检测仪器的重量和尺寸都可大大减小；本发明通过检测多组数据取平均将电磁干扰降到最低；本发明能够根据测得的触点温度数据来提高电缆线路运行质量，减少电缆故障发生概率，具有现实意义。
附图说明
图1是本发明实施方式的装置原理图；
图2是本发明实施方式中磁性薄膜材料的磁导率相对变化-温度标定曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种高压输电线触点温度磁法检测方法，高压输电线每隔一定距离就会存在触点或接点，当出现材料老化和温升过高等情况时，极易因温度过高而引起热故障。
如图1所示，为本发明实施方式的装置原理图，包括：磁性薄膜材料和磁传感器，将所述磁性薄膜材料布置于高压输电线触点表面，在触点预设直线距离内设置有所述磁传感器；所述磁性薄膜材料的磁性会随着触点温度的变化而变化，所述磁传感器能够检测到磁性薄膜材料的磁性变化，进而计算出触点的温度。
本发明实施方式的步骤如下：
步骤(1)：通过曲线标定方法来确定磁性薄膜材料的温度与磁传感器测得的磁导率之间的函数关系，得到磁导率相对变化-温度标定曲线；
步骤(2)：将所述磁性薄膜材料布置于触点表面，在所述磁性薄膜材料预设直线距离内设置有所述磁传感器；
步骤(3)：通过所述磁传感器来测量触点表面磁性薄膜材料的磁导率，并根据所述磁导率相对变化-温度标定曲线来计算触点的温度。
如图2所示，为本发明实施方式中磁性薄膜材料的磁导率相对变化-温度标定曲线图，所述磁导率相对变化-温度标定曲线的标定过程具体为：首先测量磁传感器在20℃下磁性薄膜材料在触点处的磁导率，该20℃下的磁导率为基准磁导率，然后改变磁性薄膜材料所处环境的温度，测量磁性薄膜材料在多个不同温度时的磁导率，并通过曲线标定方法来确定磁性薄膜材料的温度与磁传感器测得的磁导率之间的函数关系，最后得到磁导率相对变化-温度标定曲线。图2中展示了磁性薄膜材料的磁导率的相对变化随温度变化的规律，图2中图中横坐标为温度，纵坐标为磁导率的相对变化，“*”点表示不同温度下的磁导率的相对变化值，并通过曲线标定方法得到关于多个“*”点的拟合直线，即磁导率相对变化-温度标定曲线。
本实施方式中，所述磁导率相对变化-温度标定曲线的斜率即为磁导率的温度系数αμ，所述磁导率的温度系数αμ的公式为：
其中，μ1表示温度T1时的磁导率，μ2表示温度T2时的磁导率；在具体计算触点温度时，只需通过磁传感器测量到触点的磁导率
并根据已经确定的磁导率相对变化-温度标定曲线，通过该标定曲线的斜率即温度系数αμ，再结合20℃(T20℃＝20℃)时的基准磁导率μ20℃，利用公式
直接计算触点温度Ti。
本实施方式中，所述磁传感器测量磁导率的原理具体为：磁场中某点的磁感应强度B与媒介质磁导率的比值，叫做该点的磁场强度，由于高压输电线触点处于地磁场中，磁场强度H稳定，可认为不随温度变化，高压输电线触点的磁场强度公式为：
B＝μH
由该公式可知，磁感应强度B与磁导率μ成正比，若触点表面磁性薄膜材料的磁感应强度B越强，则测得的磁导率μ越高，若触点表面磁性薄膜材料的磁感应强度B越弱，则测得的磁导率μ越低。
优选地，由于磁性薄膜材料的升温与降温过程的曲线不重合，磁性薄膜材料在布置于触点表面之前，应至少进行一次完整的升温-降温过程，以使得磁导率相对变化-温度标定曲线更加稳定。
进一步地，本实施方式中的磁传感器的磁感应方向与磁性薄膜材料的主磁场方向平行，用于保证磁传感器的灵敏度最高，能对触点的温度变化做出精准测量，磁传感器和磁性薄膜材料之间必须无金属遮挡，以保证测量数据的真实性和测量结果的可靠性。
进一步地，本实施方式中的磁性薄膜材料是厚度在1微米以下的强磁性材料，强磁性材料也可以称为铁磁性材料或亚铁磁性材料，所述强磁性材料一般为铁氧体、金属合金和钙钛矿类等材料。磁性薄膜材料的合理选择能够增加对触点温度检测的敏感性，间接提高测温准确性；所述磁性薄膜材料还是一种绝缘材料，能够有效隔离电压。
本实施方式采用被动式检测方法，即不需要主动励磁，因此检测仪器的重量和尺寸都可大大减小，本实施方式采用的是非接触温度检测方法，这种方法不会与触点之间形成电连接；为了避免检测数据不精确问题，通过检测多组数据，并将多组数据取平均值来获得准确的测量结果，该方式把外界电磁环境的干扰降到最低。
由此可见，本发明将磁法检测引入到高压输电线触点的温度测量中，该方法能够有效检测电缆触点的实际温度，且检测过程无需人工参与，有效节约了经济成本和人力成本，确保电缆运行过程安全可靠，具有实际意义。
Claims (10)
1.一种高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，包括：
步骤(1)：通过曲线标定方法来确定磁性薄膜材料的温度与磁传感器测得的磁导率之间的函数关系，得到磁导率相对变化-温度标定曲线；
步骤(2)：将所述磁性薄膜材料布置于触点表面，在所述磁性薄膜材料预设直线距离内设置有所述磁传感器；
步骤(3)：通过所述磁传感器来测量触点表面磁性薄膜材料的磁导率，并根据所述磁导率相对变化-温度标定曲线来计算触点的温度。
2.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：首先测量20℃时磁性薄膜材料的基准磁导率，再测量多个预设温度下磁性薄膜材料的磁导率，并通过曲线标定方法来确定所述磁性薄膜材料的温度与所述磁传感器测得的磁导率之间的函数关系，得到磁导率相对变化-温度标定曲线；用所述磁导率相对变化-温度标定曲线的斜率来表示磁导率的温度系数αμ，所述磁导率的温度系数αμ的公式为：
其中，μ1表示温度T1时的磁导率，μ2表示温度T2时的磁导率。
3.根据权利要求2所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：根据所述磁传感器测得的触点表面磁性薄膜材料的磁导率，通过所述磁导率相对变化-温度标定曲线得到的温度系数αμ，以及20℃对应的磁性薄膜材料的基准磁导率，来计算触点温度。
4.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述磁性薄膜材料在布置于触点表面之前，至少进行一次升温-降温过程。
5.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述磁性薄膜材料的主磁场方向和所述磁传感器的磁感应方向平行。
6.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述磁性薄膜材料为厚度≤1微米的强磁性材料，所述强磁性材料为铁磁性材料或亚铁磁性材料。
7.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述磁传感器用于检测所述触点的多组数据，并将检测到的多组数据取平均值。
8.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述磁传感器和所述磁性薄膜材料之间无金属遮挡。
9.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述磁传感器采用被动式磁场测量方法。
10.根据权利要求1所述的高压输电线触点温度磁法检测方法，其特征在于，所述磁性薄膜材料为绝缘材料。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS61246637A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 温度測定方法 |
| CN106017720A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-10-12 | 卢庆港 | 基于铁磁材料导磁能力变化检测的测温装置及其测温方法 |
| CN107003187A (zh) * | 2014-12-02 | 2017-08-01 | 3M创新有限公司 | 用于输电线路的基于磁性的温度感测 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61246637A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 温度測定方法 |
| CN107003187A (zh) * | 2014-12-02 | 2017-08-01 | 3M创新有限公司 | 用于输电线路的基于磁性的温度感测 |
| CN106017720A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-10-12 | 卢庆港 | 基于铁磁材料导磁能力变化检测的测温装置及其测温方法 |
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