输配电设备发热故障温度指示技术研究综述

赵法强，黄洪松，胡琴，周坤，肖龙方,3

(1.深圳供电局有限公司龙岗供电局， 广东 深圳 518122； 2.重庆大学 电气工程学院 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室， 重庆 400030； 3.重庆市电力公司市北供电局， 重庆 401120)

0 引 言

影响电力系统安全运行的因素众多，其中一个重要且常见的因素是输配电设备的问题。由于输配电设备大多采用封闭式结构，导致散热差，热量逐步积累，设备局部温度升高，危害设备的正常运行甚至减少设备的使用寿命。此外，许多输配电设备在运行过程中，故障发生前温度都会大幅上升，如果不能够及时发现易造成重大的电气事故。因此，对输配电设备温度进行直观、有效地监测不仅关乎设备使用寿命，而且关乎电网的安全运行。

研究人员针对输配电设备发热故障特点提出了多种温度指示技术，文中根据已有的研究成果将这些温度指示技术总结归纳为红外测温技术、热电偶传感器技术、光纤光栅传感器(Fiber Bragg Grating sensor, FBG sensor)技术、声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)技术以及示温变色材料技术。

1 输配电设备发热故障特点分析

输配电设备发热故障类型一般可分为外部故障和内部故障，外部故障一般是设备外露在空气中的电气接头等部件引起的发热故障；内部故障一般由设备内部的固体绝缘、油纸绝缘以及设备内部电路引起的发热故障[1-2]。设备发热原因较为复杂，根据其产生机理可以归纳为以下几种：

(1)设备环境因素。避雷器、绝缘子等设备处于自然环境中，当设备所处环境为污秽等级较高地区，长期运行过程中不断积污，下雨或雾霜条件下，污秽受潮，电阻分布不均，导致电压分布异常，泄露电流增大，从而引起设备发热，严重时造成相间短路，线路电流激增几倍甚至几十倍导致温度异常；

(2)电介质性能下降。当输配电设备绝缘介质在长期运行过程中老化受潮后，其绝缘性能下降，介质损耗增大，在同样的运行环境中发热增多，热量堆积最终导致设备发热；

(3)电路损耗。电路设计中导电材料和力学结构选择设计不合理，安装工艺不达标，出现导电材料氧化层未清理干净，导电材料在所处环境下氧化，在外界作用力下电气连接点松动等问题，这些现象都会引起电路电阻损耗增大导致发热增多；

(4)设备铁损。部分输配电设备中存在磁回路，如果回路设计有缺陷，出现漏磁，设备的外壳一般为铁制，则可能会在设备外壳产生涡流，导致设备发热。铁芯材料不合格或者在运行过程中劣化受损都会在磁回路中引起磁滞、磁饱和现象，损耗增多导致设备发热；

(5)冷却系统故障。例如充有油的输配电设备可能会出现漏油，缺油后设备散热不及时、不均匀就会直接导致设备温度上升。

2 温度指示技术

2.1 红外测温技术

红外测温技术是一种非接触式测温技术，应用十分广泛。在自然界中的绝大多数物体都会向外界辐射能量，其中红外能量有着十分明显的温度效应，与温度有密切关系。因此，可以利用红外辐射测量物体的温度，由于物体向外辐射能量的能力与自身温度满足普朗克辐射定律，通过测量物体向外辐射的红外能量即可计算得到物体的温度[3-6]。

根据其测量原理可知，影响红外测温的因素主要有以下几个[7-9]：

(1)环境因素。当环境温度与被测物体温度不一致时会引起测量结果的不准确，在辐射能量传播的过程中，大气的吸收、散射作用同样会影响测量。大气吸收和散射红外辐射能，使得测量装置测得的能量小于被测物体向外辐射的能量，导致测量结果不准确，特别当大气中水蒸气、颗粒物含量较高时更为严重。因此红外测温应在大气环境稳定、清洁的条件下进行，保证其准确度；

(2)测量物体的热发射率。每个物体的热发射率都不相同，通过红外测温的前提是被测物体与红外测温仪的热发射率相同，一般选取热发射率与红外测温仪相同的物体A作为测量物，将其放置于被测物体表面，通过测量A的温度来得到被测物体的温度，如果所选测量物体A的热发射率因表面破损而改变，则会影响测量结果；

(3)测量距离。红外测温仪接收到的辐射能量除了测量物体辐射的外，还可能包含大气辐射、其他物体辐射以及太阳辐射，红外测温仪与被测物体之间的距离越长，其他辐射能量可能越多，最终的结果误差也就越大。

文献[10]首次将红外测温技术用于测量中压开关柜接头温度，通过采取加强被测物表面红外辐射信号及电路设计等措施，解决了由于红外辐射信号微弱造成信号处理困难的问题，探测器收到红外信号并发出反应被测物体与传感器温差的极弱的电信号，经过放大器处理，A/D转换以及单片机处理后显示被测物体温度，成功实现了设备内部带电部位的温度红外监测，为其他电气设备的温度监测提供了参考；在此基础之上，文献[11]利用红外传感器、计算机以及通信技术设计了开关柜接头温度的在线监测系统，结果表明在测温距离不超过母排半径的条件下，测量误差均在±1 K之内，在不影响电气设备安全运行的前提下，实现对开关柜温度的实时监测；文献[12]针对电弧炉变压器的运行温度特点，提出调整红外温度传感器的发射率来匹配被测物体的发射率以提高温度测量准确度，通过热电偶校对确定红外温度传感器发射率最佳值为0.8，经实验验证，在不同负载下，该变压器的温度测量值准确度较高，且误差在允许范围内，但是该研究仅适用于电弧炉变压器的温度测量，无法广泛应用。

GIS开关触头广泛地应用于电力系统中，由于SF6气体对红外辐射能的吸收作用，红外测温在GIS中的应用具有局限性，由HITRAN数据库中可以查到一般红外传感器的吸收波段在714 cm-1～1 250 cm-1，而SF6的吸收波段在900 cm-1～990 cm-1，两者的吸收光谱存在重合部分，因此要将红外测温应用于GIS就要消除SF6对红外测温的影响[13]，文献[14]通过设计实验平台分析SF6气体红外光谱吸收特性，计算得到在测温距离为0.5 m～1 m，压强为0.4 MPa～0.6 MPa条件下，实际GIS的SF6气体对红外辐射的吸收率为0.115，对红外测温有着明显的影响，对此提出了一种温度补偿算法，应用于不同电压等级和压强的GIS中的红外测温技术，其修正公式为：

T实际=t(1-0.0495+0.0492l+0.00943p-

0.0122l2-0.000588lp-0.000264p2)1/4

(1)

式中t为红外测温仪在0.5 m光程下测到的GIS内部温度；p为GIS压强；l为光程。

应用式(1)补偿算法前后的测量误差如表1所示，可见修正后测量误差显著下降，表明该算法可以明显提高GIS内部接头红外温度测量准确度。对于带有屏蔽罩的GIS结构，红外检测难以直接测量开关触头的温度，文献[15]建立热学模型，结合试验得出开关触头温度与屏蔽罩温度之间的数学关系，从而通过测量屏蔽罩温度得到GIS开关触头的温度。

表1 测量结果误差Tab.1 Error of measurement results

2.2 热电偶温度传感器技术

将两种不同性质的导体连接在一起形成闭合回路，连接点1和连接点2温度不同时，两点之间会产生电动势，回路会产生一个电流，此电流大小由连接点之间的温差所决定，这种效应即为热电效应。热电偶温度传感器就是基于热电效应所设计的，温度高的一端称为热端，热端直接测量物体温度，温度低的一端称为冷端，冷端一般处于恒温状态下。在导体材料确定的条件下，热电偶的热电势大小只与两连接点的温差有关，因此测量热电偶两端的温差电动势的大小E(t)即可得到热端温度。国际温标ITS-90制定了不同材料的热电偶分度表，查表后依据公式即可计算出热端温度[16-17]。

E(t)=Er(t)+Δe(t)

(2)

Δe(t)=a+bt+ct2

(3)

式中E(t)为热电偶两端的温差电动势；Er(t)为温度t下参考函数表中的热电动势;Δe(t)为热电偶两端的温差电动势与参考函数表中的热电动势的差值;a、b、c为常数。

热电偶温度传感器测量结构简单，测温范围大，能很好地适应不同复杂结构的测量对象，可以在断路器、电动机、变压器、避雷器和电缆接头等复杂结构的温度测量中广泛应用，也能应用在运行温度较高的输配电设备测温中。由于热电偶温度传感器测量的是电动势，需要进行大量的信号调理工作，将其转换为温度信号。热电偶温度传感器需要与被测物体直接接触，达到热量平衡，但被测物体与热电偶的热端之间在进行热交换时，处于一种不平衡的状态，所以二者的温度也并不相同，两者之间的传热越强，温度偏差就越大，因此热电偶温度传感器测量精度较低，一般在1 ℃～2 ℃之间。热电偶温度传感器除了在使用前需要检定外，在使用过程中也要定期检定，因为热电偶一般为金属材料，在长期使用后很容易被腐蚀氧化，热学特性会发生改变，测量误差增大，因此需要重新检定减小误差。

K型热电偶一直以来主要依靠进口，我国自行研制了K型热电偶[18]，与常规设计不同的是热电偶Ⅰ～Ⅲ均采用了铠装结构，避免了软装结构与铠装结构连接点在恶劣环境下易断裂的问题。热电极的材料选用镍铬、镍铝，绝缘层材料选用Al2O3含量(质量百分比)不低于99.5%的高纯氧化铝，并且发在常规退火热处理工艺的基础上，对退火温度进行了更精确地控制，调节保护气氛的流量处于最优值，以保证热电偶的均质和力学性能。该设计经试验验证，其响应时间平均值为0.301 s，测量误差不超过0.2 ℃，通过1E级鉴定试验，满足使用要求。

文献[19]结合蓝牙与热电偶传感器技术设计了一套开关柜温度的在线测量装置，由蓝牙发射模块的热电偶传感器、蓝牙接收模块的温度显示器、局域网、主站终端组成。采用第三代GPS芯片SiRFstar III，为装置的同步时钟提供1PPS同步秒脉冲，保证了温度测量的实时性，采用快速确认和展频调频的技术，禁止多台设备同时使用相同频率传输数据，通过展频调频技术，将固定的79个单独且随机选择的频率分配给每一台设备使用，自动定期进行频率更换，具有强大的抗干扰能力。该装置可实现在安全带电运行过程中，实时测量开关柜静触头附近母排、开关柜出线电缆接头、户外高压开关等部位的温度，其平均传输速率为1 Mb/s。

文献[20]设计了一种陶瓷热电偶，由铟锡氧化物热电偶制成，基于铟锡氧化物的陶瓷电阻温度探测器也在不同的氧气分压下进行了热循环，得到的电阻温度系数是稳定的，几乎不受氧气分压的影响。在此基础上，开发了一种多功能传感器，它将一个陶瓷RTD、一个陶瓷应变传感器和一个陶瓷热电偶集成在一个共同的基板上，能适用于涡轮发动机等极端环境下的温度测量。

2.3 光纤光栅传感器技术

光纤光栅传感器是目前常用于应力和温度测量的元件。在这种元器件当中，纤芯内存在一个作用等同于滤波器或反射的窄带，当一束光射入光纤光栅时，满足Bragg条件的波长将被反射，这个波称为Bragg波长。光纤光栅的Bragg波长、有效折射率、周期满足Bragg方程[21-25]：

λB=2ndfΛ

(4)

式中λB为光纤光栅的Bragg波长;ndf为反向耦合模有效折射率;Λ为光纤光栅周期。

当光纤光栅传感器测量的温度、应变等物理参数发生变化时，式中的参数ndf、Λ会改变，从而导致反射波长发生偏移，实际应用中，在此过程中外界因素对光纤光栅传感器的影响可由下式表述[24-25]：

(5)

式中 ΔλB为光纤光栅波长偏移量；αf为光纤膨胀系数；ΔT为环境温度改变量；ξ为光纤的热管系数；pe为光纤的弹光系数；Δε为应变改变量。

从式(5)中可以看到光纤波长变化与所测量的温度和应变有关，通过外部装置等手段避免应变对光纤波长的影响，则可以得到波长与温度变化的对应函数，即可通过测量波长来测量温度。

文献[26]提出一种新型的光栅传感器热的设计方法，采用热膨胀大的环氧粘接金属管，解决了涂层聚合物材料粘接强度弱和微弯曲的问题，提高了材料的热敏性和对外力的屏蔽性，并且铜管和陶瓷管测量了该光纤光栅温度传感器的布拉格波长位移，结果显示采用两者的光纤光栅传感器的热敏感度是为使用时的3.3倍和2.8倍，因此可以通过使用热膨胀系数大的金属，提高光纤光栅温度传感器的热敏感性。文献[27]设计光纤光栅温度传感器的封装结构，保证了光栅的松弛程度，传感器的波长只与温度变化有关，将光纤光栅传感器技术应用于输电导线的温度监测。由于传感器安装在输电导线上面，根据导线自身形状特点和线路工作环境，采取了传感器包裹输电导线的方式安装光纤光栅传感器，固定夹具与导线之间加硅胶避免长期使用的磨损。光缆由传感器处连接到光缆箱采用所设计的夹具固定，导线上每0.5 m～1 m一个固定点，杆塔上每2 m～3 m一个固定点。经过传感器灵敏度测定试验，结果表明温度传感器灵敏度9.8 pm/℃，分辨率为0.102 ℃，线性度为0.79%，所设计的光纤光栅温度传感器能够准确测量输电导线的温度。

一般光纤光栅传感器的封装材料采用金属，因此很难应用于内部为高压环境的变压器内部温度监测。文献[28]根据变压器内部的环境特点，设计了专用于油浸式变压器内部温度测量的光纤光栅传感器。套管与封装均采用材料为聚四氟乙烯，具有耐高温、耐腐蚀并具有高绝缘性的特点，能够满足变压器内部使用，套管与封装结构之间使用环氧树脂胶粘接。经过多次标定实验，确定其灵敏度为10.5 pm/℃～10.8 pm/℃之间，线性度与重复性误差均小于2%，能够实现油浸式变压器内部的多点温度监测。

2.4 声表面波技术

声表面波是指沿物体表面传播的一种弹性波，声表面波传感器所需的能量通过无线传输获得，是一种无源器件。声表面波传感器由压电基片、叉指换能器和反射栅三个部件组成。压电基片具有压电效应，声表面波在基片表面传播过程中，由于外界环境因素的改变，如温度、压强湿度等，其传播特性会发生变化，基片上的叉指换能器能够将声波能和电能相互转换，通过分析声表面波传播特性的变化来获知环境因素的变化情况[29-32]，而不同的压电基片材料对应不同的环境因素，选取合适的基片材料，即可设计出只对温度因素敏感的声表面波传感器，实现对物体温度的测量。声表面波传感器有两种工作模式，其结构如图1所示。

图1 声表面波传感器的两种类型Fig.1 Two types of SAW sensors

延迟线型声表面波传感器是由天线接收到激励信号传递给叉指换能器，叉指换能器完成能量转换。声表面波在压电基片表面传播，经过延迟后到达反射栅，然后反射回叉指换能器，由于压电效应被再次转换成激励信号，通过天线传递给外部设备，完成声能与电能的转换，从而检测声表面波传播特性的变化。

谐振型声表面波传感器的基本结构是在叉指换能器的两边设置两个反射栅，形成全反射的 F-P腔结构。激励出的声表面波的中心频率与谐振器的中心频率相同时，声表面波在反射栅间形成谐振，由于外界因素改变声表面波中心频率改变，谐振器的中心频率随之改变，检测到的天线传出的波信号变化，从而分析环境因素的改变。

文献[33]提出了一种减小信号延时误差的方法，测量了基于频率估计的信号在第一反射镜和最后反射镜之间的最长延迟时间，测量了附加反射镜之间的虚拟延迟时间相位差。最后，测量了最长延迟时间的相位差，该方法消除了相应反射镜响应之间相位差的模糊，基于此方法设计了可同时接收12个SAW温度传感器的输电线路测温系统。

文献[34]在高压开关柜的无源无线测温的研究中采用了声表面波传感器技术。将谐振型声表面波传感器安装于高压开关柜内部易发热的测温点，其反射波由无线测温仪接收，无线测温仪主要由DPS控制处理、射频收发和外部接口三个模块组成，进行信号处理，从反射波中获取温度信息，无线测温系统结构示意图如图2所示。实验测试结果表明在无线测温仪与声表面波温度传感器的距离在5 m内，均能有效检测到反射信号， 30 ℃～100 ℃温度范围内无线测温系统的温度测量结果最大误差在±1 ℃。

图2 无线测温系统结构Fig.2 Structure of wireless temperature measurement system

在金属氧化物避雷器MOA的长期运行中，MOA的荷电率可能会超出其最大值，电阻片会老化导致击穿造成电力事故。对MOA运行状态的传统检测方式为测量MOA的泄漏电流全电流或泄漏电流的阻性分量来判断其状态，这种方法受MOA的电气参数影响较大，且测量结果不精确。文献[35]采用负温度系数热敏电阻对声表面波传感器进行校准，通过芯片ADM2587E连接声表面波传感器与主控制器，提高了控制可靠性，结合雷电流采集信息综合判断线路避雷器的运行状态。文献[36]提出通过测量MOA的温度来判断其运行状态，为了不影响MOA的密封性和电气性能，同时还能实时监测MOA内部温度，采用声表面波温度传感器来设计监测系统，通过对实际MOA的温度监测试验，结果表明基于声表面波传感器的温度监测系统不会影响MOA正常运行，且能有效测得其内部温度，为MOA运行状态检测提供了新方法。

2.5 示温变色材料技术

示温变色材料是一种在不同温度情况下，材料的物理或化学性质发生变化，自身吸收光谱发生改变，从而呈现出不同的颜色的材料。将示温变色材料制备成涂料涂覆在电气设备表面或制成贴片，当电气设备表面温度升高，示温变色材料温度变化达到变色温度时，示温变色材料呈现出不同的颜色。在示温变色材料中，根据示温是否可逆，可将示温变色材料分为可逆示温变色材料和不可逆示温变色材料。不可逆示温变色材料在使用过程中，只能记录以往的温度情况，但不能实时地监测温度。可逆示温变色材料可以较好地反映当前状态下被监测区的温度状况。20世纪80年代以后国外示温变色材料的发展趋向于低温及可逆两方面，并趋于向日常应用方面发展，如印刷、纺织服装和娱乐等。可逆示温变色材料在21世纪初也成为国内研究的重点。

目前对变色材料的研究集中在中低温范围和可逆技术方面，此类变色材料技术日本较为先进，国内在此方面的研究处于起步阶段，国内已有研究的变色温度范围一般在20 ℃～40 ℃，多应用于纺织、防伪等行业，而变色温度范围在40 ℃～70 ℃的可逆变色材料都采用国外产品。可逆变色材料的原理一般分为以下几类[37]：

(1)晶格转变。金属离子化合物在温度升高后晶格变化导致颜色改变，温度降低后晶格随之恢复，颜色恢复；

(2)结构或配位数改变。部分金属配合物的不同结构或配位数的颜色不同，这种随温度变化的结构或配位数变化是可逆的；

(3)结晶水得失机理。部分元素的无机盐如Co、Ni，其无机盐在有无结晶水时颜色不同，因此得失结晶水的可逆反应可以实现变色；

(4)PH值变化机理。部分高级脂肪酸在升温后羧基分子活化，PH值发生改变，与酸碱指示剂作用发生颜色变化；

(5)电子得失机理。这类材料由电子给予体、电子接受体和溶剂混合而成，电子给予体、电子接受体无色体发生电子转移形成发色结构显示颜色，升温后在溶剂中发色结构解体而消色。

文献[38]利用化学气相沉淀法在玻璃上制备了TiO2-VO2热敏性变色薄膜材料，这种复合材料具有光致亲水性、光催化性,在54 ℃具有热敏变色的性质。文献[39]利用结晶水得失机理来检测温度，让(CHN2)CuCl4物质吸水形成绿色的水合物(CHN2)CuCl4H2O，当温度升高到43 ℃左右时失去结晶水形成了(CHN2)2CuCl4，颜色变为黄色，当温度降低时又吸水形成绿色的(CHN2)2CuC14H2O。

目前在电气领域应用的温致变色材料极少，文献[40]根据220 kV输电线路工况特点选取变色材料做成的涂层，应用于输电线路金具的发热故障检测，其变色温度为150 ℃，试验测试结果表明在140 ℃时金具涂层颜色发生改变，能够满足220 kV输电线路金具的发热故障检测要求。文献[41]基于变色材料发明了一种输电线路接点温度指示器，防止因接头过热导致断线发生电气事故。

针对输配电设备发热故障的典型温度范围，团队研究了基于电子得失原理制备的可逆变色材料，用于输配电设备发热故障检测。选择结晶紫内酯和双酚A作为电子给予体和电子接受体，硬脂酸作为溶剂，通过试验筛选出最佳配比，制备出了变色温度在75 ℃的示温变色材料，为了提高示温涂料的耐候性能和避免涂料变色后融化，将示温涂料微胶囊化，选择尿素、甲醛溶液作为囊壁原材料，将其包裹在囊壁材料内，为变色材料提供一个与外界隔离的独立空间，选择硫化硅橡胶(RTV)作为填料，制备最终的示温涂料。变色性能试验结果表明，示温涂料从69 ℃蓝色开始变浅，77 ℃完全变为白色，且RTV含量越低，变色效果越明显，具有可逆性。

3 讨论与分析

随着传感器技术和材料科学的发展，以及测温原理的不断完善，输配电设备的温度检测技术水平也越来越高，目前红外测温技术、热电偶温度传感器、光纤光栅传感器、声表面波技术在包括电网在内的各领域应用较为广泛，但由于自身特性，光纤光栅传感器及声表面波技术在电网输配电设备温度测量中部分场景无法应用；示温材料测温发展相对较慢，在电网中的实际应用并不广泛。输配电设备发热故障温度指示技术均存在自身优势以及局限性。

(1)红外测温技术较为成熟，该技术不需要接触到被测物体，不会干扰被测设备的状态，测温仪本身也不受温度场的损伤；测量温度范围广，为非接触测温，所以红外测温仪可以不处于被测物体环境中，而是工作在正常的温度环境下，因此测量温度范围极大；测温响应时间快；灵敏度高，只要物体温度有微小变化，辐射能量就有较大改变，可进行微小温度变化的物体的温度测量和温度分布测量。其缺点在于易受环境因素影响，尤其对于光滑金属表面的测温读数影响较大，局限于测量物体外部温度，不方便测量物体内部和存在障碍物时的温度；

(2)热电偶温度传感器具有结构简单、温度测量范围宽、 准确度较高、稳定性好以及热惯性小的特点[42-43]。其缺点是灵敏度低，抗噪性差；热电偶必须要进行定期检定，人工检定工作量大，易出错，耗时长，而自动检定系统售价整体偏贵；热电极为金属材料，易腐蚀，需经常维护；热电偶温度传感器冷端的温度需要保持恒定，而随着输配电设备运行环境改变，温度也会不同，此时冷端的温度会随之改变且其冷端补偿困难。因此，热电偶温度传感器一般用于工业中的温度测量；

(3)光纤光栅传感器的材料绝缘水平高、体积小、重量轻，其温度测量精度高，无需供电，具有优异的绝缘性能和抗电磁干扰性能，稳定性好。其不足之处是用于输配电设备温度检测时，为了避开测温区域复杂的环境，光纤只作为光信号传输元件，由于存在光纤与传感头的光耦合问题，增加了系统的复杂性，且对机械振动之类的干扰较敏感；

(4)声表面波技术为无线无源的温度测量方式，不会影响被测物体的高压绝缘性能，无需电池，避免一定的安全隐患，安全性与可靠性高，安装简单。无源温度传感器体积小，与读取器之间数据无线传输，安装方便灵活，不受设备结构和空间影响；响应时间极快，可实现实时在线测温。不足之处在于其传感器设计较为困难，无线传输距离较短，一般在十米内，测量精度低，易受设备振动等外界因素影响；

(5)示温材料测温技术操作简单方便，不需要其他测量仪器设备，操作人员易掌握，特别适合于日常的发热故障巡视检测；该技术具有较宽的使用范围，对于金属与非金属物体均可以实现测温；对于机械运转部件、结构复杂设备、对温度分布不均且面积较大的设备的温度监控具有极大优势。其局限性在于不能测量封闭设备内部和肉眼所观察不到的部位，目前对于输配电设备发热故障温度点的示温材料研究较少，缺乏相应变色温度的材料。

输配电设备安全稳定运行是电网安全的一个重要环节，减少输配电设备发热故障，监测输配电设备运行温度对降低电网事故有着至关重要的作用[44]。因此要求对输变电设备运行过程中温度的进行实时监测管理，快速掌握其运行状况。结合现有温度指示技术的特点分析，未来研究方向应着重于解决温度指示技术中存在的不足，开发出受电磁场、振动等环境因素影响小，适用于复杂结构，操作及安装简单，响应快，稳定性好的温度指示技术。一方面，传感器技术的改进需要材料科学的进一步突破，研发出能应用于传感器技术且性能更为优异的新材料，但材料科学突破难度较大；另一方面，可考虑广泛应用示温变色材料，其变色机理研究较为成熟，有机物、无机物反应过程研究清晰，研究开发出适应输变电设备发热故障温度检测的示温变色材料的可行性较高，还可以通过图像识别技术实现远程监测，易于满足输变电设备发热故障温度检测的发展要求。

4 结束语

从现有研究中可以知道，各项技术均存在局限性，需要进一步地研究完善温度指示技术，实现在输配电设备温度指示的广泛应用。红外测温技术可远程测温，响应时间快，灵敏度高，缺点是易受环境影响，不适用于复杂结构；热电偶温度传感器结构简单，测温范围宽，稳定性好，缺点是灵敏度低，抗噪性差，维护工作复杂；光纤光栅传感器具有测量精度高、稳定性好的特点，缺点是易受机械振动干扰，在输配电设备测温中应用场景受限；声表面波技术安全可靠性高，结构简单，响应时间快，缺点是灵敏度较低，测量距离短：示温材料测温技术操作简单，应用环境广，缺点是不能测量封闭环境的物体温度。

输配电设备温度指示技术趋势是向无线无源，可视化，简单化，实时化的方向发展。而示温材料测温操作极为简单，不需要搭建线路、信号传输转换等，对被测物体形状结构没有要求，测量结果简单可视，可为输配电设备日常巡视提供极大方便，需要更多的研究者们探寻适用于输配电设备发热故障温度指示的示温材料，研究出颜色变化显著、变色灵敏、耐候性好、易于制备的示温材料，使其在输配电设备示温中广泛应用。