【摘 要】
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长期在户外运行的架空输电线路由于微风震动、舞动、雷击、电化学腐蚀等原因,会产生断股缺陷。长时间断股缺陷会导致输电线路损耗增大和导线温升异常,并且可能发展成更为严重的断线事故。目前在实际断股检测中通常采用红外热成像检测法,线路正常运行时电流密度通常小于1A/mm~2,导线的温升效果不明显,这给红外热成像检测导线断股缺陷带来了一定困难。因此,大电流条件下温升红外检测导线断股的研究对输电线路安全运行具有
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长期在户外运行的架空输电线路由于微风震动、舞动、雷击、电化学腐蚀等原因,会产生断股缺陷。长时间断股缺陷会导致输电线路损耗增大和导线温升异常,并且可能发展成更为严重的断线事故。目前在实际断股检测中通常采用红外热成像检测法,线路正常运行时电流密度通常小于1A/mm~2,导线的温升效果不明显,这给红外热成像检测导线断股缺陷带来了一定困难。因此,大电流条件下温升红外检测导线断股的研究对输电线路安全运行具有重要意义。本文采用试验和理论分析相结合的方式,从三方面开展了输电线路导线断股温升与断股缺陷检测的研究,具体工作和取得的成果如下:（1）本文以LGJ-240/30型号的钢芯铝绞线为试验对象,在实验室进行导线断股温升试验,探究了输电线路载流量、断股情况和环境风速对导线断股温升的影响。试验结果表明,在距离断股处约10cm范围内,导线温度沿轴向迅速下降;在约10～20cm温度趋于稳定;在20cm外温度不再受断股影响。当导线电流为240A,导线断股处与无故障处温度正常点温差较小,难以从热像图中识别断股处存在的异常发热。随着导线电流增加,断股处与温度正常点温差增大,并且热像图中异常发热特征更为明显。对于断股数为1的导线,其轴向温度分布与无故障导线相近,无法从热像图中分辨导线是否存在断股情况。（2）根据热电类比理论,建立了导线断股的分布参数热路模型,推导了自然对流和强迫对流条件下,导线断股处与轴向温度正常点稳态温差与电流、断股数和风速的物理关系。利用最小二乘法对试验数据进行拟合,得到了自然对流条件下,稳态温差ΔT关于电流I及断股数N的拟合公式（35）T（I,N）,强迫对流条件下ΔT关于I、N和风速u的拟合公式（35）T（I,N,u）,及各拟合公式的适用范围。为了验证上述2个拟合公式的适用性和准确性,在重庆大学雪峰山能源装备安全野外科学观测研究站对LGJ-240/30导线进行了断股温升试验。试验结果表明,自然对流条件下,温差实测值与计算值之间的平均相对误差为18.76%;强迫对流条件下,温差实测值与计算值之间的平均相对误差为8.8%,拟合公式具有较高的准确性。（3）根据本文得到的拟合公式,确定了导线断股情况的判断标准,提出了一种基于大电流的输电线路导线断股缺陷红外检测识别方法。该方法通过将大电流下测得的可疑故障点与温度正常点温差同计算值进行对比,从而判断导线断股情况。该方法为输电线路断股缺陷检测提供了新的思路。
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