新型温感螺母研制与应用研究

刘锦江

(山西临汾供电分公司，山西 临汾 041000)

0 引言

目前，输电线路在正常的运行过程中，由于导线使用了大量的连接金具，例如:引流板、并沟线夹，在长年运行过程中，由于外部环境和机械振动的影响，很容易造成紧固螺栓松动或连接板氧化，使导线连接板温度升高直至烧毁和断线，造成重大损失，当前，采用的高科技手段是采用红外线测温仪进行测温，而线路的红外线测温是由人员背负仪器进行流动测温，不可能固定在某一地段测温，本项目的开展，可以进行24小时的固定实时监控，解决了测温仪周期性检查所遗留的空挡，也减少了人员背负沉重仪器穿梭在大山峻岭的劳动强度，弥补了大负荷和夜间不能长时间实时测温的尴尬局面，确保了设备温度升高时不漏报，做到事前防患于未然，不做事后诸葛亮，避免大的事故发生，具有重大意义。

1.新型温感螺母研制的背景

电力设备在日常运行过程中，因电阻作用设备本身的温度都会发生变化，这些变化情况能反映设备的运行情况。例如设备的开关触点、母线、变压器、输电线路的接头等处的温度若比正常运行温度突然升高，一般说明设备在此时发生故障或存在故障隐患，将影响到设备的运行安全及使用寿命。所以在日常的生产活动中有许多需要实时检测温度并在达到某一预定温度做出警示性动作的地方，这就需要一种能实时检测温度，并做出报警的装置，而且使用量较大，对成本的敏感度较高。为此，我们启动了设计DLLS系列温感螺母项目。

电网事故不仅给电力企业带来设备和电量等损失，而且还会对国民经济和整个社会稳定及人民生活造成严重影响，这是其他行业的事故无法比拟的。因为电网既承担着电力企业运营的资产属性，作为电力市场的载体，又以电气化社会能源配置的地位，成为关系国计民生、涉及国家安全和社会稳定的基础设施。在运行中，发电厂和用电设备只有通过电网连接在一起，构成一个不可分割、协调运行的整体，才能担负起上述的重大责任。因此构成电网基础设备输电线路的安全运行在保证电网安全方面发挥着重要作用。通过监测连接金具的温度，发现输电线路的安全隐患，便显得更具意义。

架空输电线路由于长期经受电力负荷，并承受日晒雨淋、冷热变化等气象作用，使高压线出现绝缘受损，致使温度发生变化，如果采取相应的报警措施就可能避免事故的发生。而利用电力系统架空线路、变电站接点母排、配电室进线等接点温度的实时检测报警，是简单、节省、易行、高效的方法。

电缆线路，特别是对于较长距离的电力电缆线路，因沿途的敷设环境、土壤热阻、临近热源等散热条件的影响，可能会发生线路局部绝缘过热导致电热击穿的运行事故。电力电缆或附件介质中的局部缺陷、绝缘击穿前兆和意外火灾等也会不同程度地造成电力电缆表面温度出现异常温度升高，并最终形成事故。因此对其运行温进行检测报警很有必要。

查找文献表明，国内外目前所用的主要是热电偶测温、红外测温、光时域反射OTDR测温法等，未见有本项目采用特定温度磁性材料测温法。

2.新型温感螺母研制的内容和方法

本案项目产品最大特点是产品可满足不同规格螺杆的需要，实用性强;产品抗高强电磁场、低温、抗风、抗震、抗覆冰、抗老化、雷电、大风、大雾、化学腐蚀，能在各种恶劣环境下保持正常功效，使用寿命可达10年;全部为铝合金和专用金属结构，不容易老化生锈;设计符合电网设备需要，结构精巧，外型美观，利于安装;运用电网实际中的需求制作产品，适用于各个线路电压等级的设备温度超温指示;报警部分可采用红色夜视漆，便于巡线人员观测;可以作为副帽直接安装到螺栓上。

本案项目的研究内容主要为:1、使温感螺母随时在线感测被测点的温度，并当被测点温度达到或超过预设报警温度时及时无误做出报警指示。2、温感螺母装置力求结构简单，造价低廉，适合大批量生产应用。3、温感螺母装置应在野外恶劣的工作环境中，能长时间在线稳定可靠工作。

本案项目的研究方法为:首先根据国内外相关文献选择最佳的实验方案，结合实际情况开展有温感螺母装置的设计;然后在实验室条件下配置铁磁性材料秘方，进行试验，结合试验报告对材料进行改进，获得特定温度下配置磁性材料秘方参数;最后，将该装置进行试运行，并根据运行中所出现的一些问题以及用户的反馈意见对装置不断地进行升级改进，最终形成一个成熟的产品，在输电线路上进行应用研究推广。

3.新型温感螺母装置原理

图1是本装置的一种示意图。固定在指示上盖(1)上的永久磁铁(7)为一长棒形，在底座(4)上固定的热敏铁氧体(6)是一个长筒形，在预设的动作温度之下运行时，热敏铁氧体(6)具有铁磁性，在磁力的作用下，永久磁铁(7)克服弹簧(2)的弹力被吸入到热敏铁氧体(6)的中心孔中。被压缩的弹簧(2)处于未报警状态。若出现温度升高并达到预设报警温度值时，由于热敏铁氧体(6)被制成在此刚好达到居里转变温度，故会迅速失去铁磁性，永久磁铁(7)对热敏铁氧体(6)吸引力也同时下降。当吸引力小于弹簧(2)的弹力时，指示上盖(1)便会弹起而露出底座(4)的中上部，这样便可发出超温报警信号。设计中，让此时永久磁铁(7)的一部分仍处于热敏铁氧体(6)中心孔中，以使在温度下降到居里转变温度以下而热敏铁氧体(6)又恢复铁磁性后，永久磁铁(7)能顺利被吸入到热敏铁氧体(6)的中心孔中。此时永久磁铁(7)与热敏铁氧体(6)之间的磁力必须足以克服弹簧(2)的弹力而将弹簧(2)压缩，装置自动恢复到未报警状态。整个动作过程完全无需人工干预。

本案项目的技术关键为:1、采用热敏铁氧体作为感温元件，公司拥有专门配方，通过改变热敏铁氧体配方可以改变预设报警温度。2、采用纯机械结构，可加装导热套，使动作反应更加迅速。3、掌握磁性材料配置秘方，可以根据客户要求，生产相应报警温度的产品。

4.新型温感螺母装置的技术指标

本案项目主要技术指标如下:

1.测温螺栓温度误差≤±2℃;工业蜡温度误差≤±0.5℃。

2.报警温度 60℃，70℃，80℃，90℃，也可 40℃ 到150℃之间任意温度点定制。

3.最高工作温度150℃

4.使用次数超过1000次

5.在带电的情况下，人工可使用合格的专用操作杆复位，也可以在检修时人工复位，便于对超温的记录。

6.高度为40mm、直径为35 mm;适用于线路金具配套。

7.警示头长度约20mm。

8.安装螺纹M10至M18。

9.自重:M ＜0.07Kg;活动部分 M2 ＜0.03Kg。

10.不受安装方向限制，可全方位安装。

11.螺纹可带防松。