溫升值的條件下確定母線槽的載流能力

給變壓器接頭、架空線耐張線夾、高壓開關(guān)接線端等處安裝一種新型螺帽，就能避免因溫度過高引發(fā)的電網(wǎng)事故。這種由國網(wǎng)甘肅綜合能源公司研發(fā)的智能測溫螺帽近日通過科技成果驗收，經(jīng)預(yù)測，智能測溫螺帽推廣應(yīng)用后，可替代20kV以上戶外電氣設(shè)備的紅外測溫，降低電網(wǎng)運維單位80%的日常巡檢測溫工作量，便于及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和異常情況。

智能測溫螺帽科技項目的研發(fā)源于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的現(xiàn)實需求。隨著近年來我國電網(wǎng)電壓等級的不斷提高，輸變電一次設(shè)備發(fā)熱引發(fā)的事故風(fēng)險率上升，運維單位發(fā)熱巡檢點多、任務(wù)重。如果不能及時發(fā)現(xiàn)運行設(shè)備的發(fā)熱點，輕則設(shè)備損毀，重則引發(fā)電網(wǎng)事故。

溫升值的條件下確定母線槽的載流能力

低壓電力輸送干線有電線、電纜、分支電纜、母線槽、裸導(dǎo)電排，穿刺電纜等。由于各種產(chǎn)品散熱不同，每平方毫米的載流能力也是有所不同的：同樣的產(chǎn)品，同樣的導(dǎo)體規(guī)格，當(dāng)通過相同的電流時，其溫升不同；同樣的導(dǎo)體截面積，因設(shè)計結(jié)構(gòu)不同，溫升也不同。當(dāng)然，溫升高，電阻值增大，電壓降也加大，電能的損耗也隨著加大。例如：35mm2的電線通過80A電流時溫升較低，通過100A電流時符合標(biāo)準(zhǔn)，如果通過120A電流或150A電流，溫升就超標(biāo)準(zhǔn)，絕緣材料隨之母線槽快速老化，最終產(chǎn)生短路事故。如果35mm2電線通過100A電流，每mm2相當(dāng)于通過2.85A電流，另外6mm2電線通過38A電流，每mm2相當(dāng)于通過6.3A電流，如果6mm2電線同樣每mm2通過2.85A電流，那么6mm2電線此時通過的電流是18A，它的電壓降及電損比35mm2小很多，就因為導(dǎo)體的溫升下降了，電能的損耗也隨著下降。母線槽也是一樣的，所以母線槽導(dǎo)體的導(dǎo)電能力按照每mm2導(dǎo)流能力（電流密度）來計算是錯誤的，而是不同的設(shè)計結(jié)構(gòu)和散熱、集膚效應(yīng)，以及阻抗、感抗等因素都與載流能力密切相關(guān)。所以國標(biāo)GB7251-2006（等同于國際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC60439.2-2000）規(guī)定，以極限溫升值下通過的額定電流來確定母線槽的載流能力。

國網(wǎng)甘肅綜合能源公司以新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求為導(dǎo)向，2020年12月申請“智能測溫螺帽"科技項目立項，組建了科技攻關(guān)團(tuán)隊，進(jìn)行電力設(shè)備智能測溫技術(shù)研究，提升智能傳感器的取能技術(shù)，拓展無源供電方式。目前課題組已經(jīng)全部完成相關(guān)研究內(nèi)容和科技成果，發(fā)表核心期刊論文2篇、普通期刊論文1篇。

智能測溫螺帽可以直接替代原螺母或通過金屬連接件固定在高壓電力設(shè)備中，應(yīng)用于交流高壓20kV以上的電力變壓器、銅排、架空線等電力設(shè)備的溫度在線監(jiān)測，將高壓輸電線路周圍感應(yīng)的電磁能量轉(zhuǎn)化為電能，從而實現(xiàn)無源，可在下雨天或霧水天正常工作。

智能測溫螺帽在測試中顯示出很高的實用價值。在電網(wǎng)一次設(shè)備中加裝智能測溫螺帽，可以為運維單位遠(yuǎn)程提供輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修、故障診斷、壽命預(yù)測等可靠數(shù)據(jù)，全面帶動提升電力運維檢修的管理水平，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行做出有意義的實踐探索。

目前該研發(fā)產(chǎn)品已通過第三方機(jī)構(gòu)檢測，并在甘肅電網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，市場前景廣闊。下一步該公司將加快智能測溫螺帽在輸、變、配電場景的推廣應(yīng)用，提高電力設(shè)備管理的業(yè)務(wù)效率與智能化水平。

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