探討紅外測溫技術在高壓輸電線路中的應用

苗俊

摘 要：電網系統運行過程當中，高壓輸電線路每年都會發生多起包括污閃以及斷線在內的輸電事故與運行故障。電力部門以及相關工作人員應當如何保障高壓輸電線路運行的安全性與可靠性，這一問題備受各方關注與重視。在當前技術條件支持下，應用紅外測溫技術進行高壓輸電線路運行狀態檢測工作，這一問題是至關重要的。本文依據這一實際情況，以紅外測溫技術為研究對象，著眼于對高壓輸電線路的運行情況，簡要分析了紅外測溫技術的工作原理與應用優勢，進而詳細研究了在高壓輸電線路運行過程當中的常見故障問題及紅外測溫技術在故障檢測中的應用，旨在于引起各方人員的特別關注與重視。

關鍵詞：紅外測溫技術 高壓輸電線路 工作原理 應用優勢 故障分析

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0160-02

輸電線路，特別是高壓輸電線路在整個電力系統中占據著至關重要的地位，可以說，電力系統的運行質量與運行安全性在很大程度上直接取決于高壓輸電線路的運行狀態。從相關實踐經驗來看，我國多個地區都曾經發生過高壓輸電線路的運行故障以及安全事故。如何借助于對相關技術的應用，明確輸電線路的實時運行狀態，判別運行故障，這一問題備受各方工作人員的特別關注與重視。在將紅外測溫技術應用于高壓輸電線路的過程中，其作為突出的優勢在于：（1）不停電；（2）不接觸；（3）常態化。因此，詳細研究并分析紅外測溫技術在高壓輸電線路中的應用問題至關重要。本文試對其做詳細分析與說明。

1 紅外測溫技術工作原理及應用優勢分析

1.1 紅外測溫技術工作原理分析

紅外輻射是電磁頻譜中的一大關鍵組成部分。按照電磁屬性可將電磁波劃分為以下幾種類型：（1）微波；（2）紫外線；（3）無線電波；（4）可見光；（5）R射線；（6）X射線。其中，紅外線主要位于可見光與無線電波的中間位置，七波長主要表現在0.75～100.00 m范圍之內。更加關鍵的一點是：紅外輻射有著極為突出的普遍性特征。相關研究人員通過試驗研究的方式證實：任何溫度在零度以上的物體，均在持續且自發的向四周散發一定量的紅外輻射。與此同時，在諸多影響紅外線輻射能量的因素當中，最為關鍵的兩項指標為：（1）紅外線波長指標；（2）物體表面溫度指標。在將其應用與實踐工作的過程當中，可配合對紅外測溫專用設備的應用，及時接受物體自身的能量，并對其進行判定，從而得出物體具體的溫度狀態，由此可判定物體存在的熱缺陷及具體故障部位。

1.2 紅外測溫技術應用優勢分析

同傳統意義上的接觸式測溫技術相比，紅外測溫技術所表現出的主要優勢可以體現在以下幾個方面：（1）紅外測溫能夠在不直接與物體表面發生接觸的狀態下，通過接收物體所發射紅外輻射的方式，實現測溫的遠距離性，且兼顧極快的響應速度優勢；（2）紅外測溫技術適用于對多種物體的測量，其中包括帶電物體、高速運動物體、高溫物體、高壓物體以及熱接觸難度較大物體，在很大程度上彌補了傳統接觸式測溫技術應用的局限性；（3）紅外測溫技術在測量過程中不會對被測目標物體的溫度分布狀態產生變動，從而確保了測量結果的真實與可靠。

2 紅外測溫技術在高壓輸電線路中的應用分析

在我國近年來所發生的多起高壓輸電線路運行故障當中，一大關鍵原因即為：設備過熱。而進一步來說，高壓輸電線路電氣設備熱故障又可以分為兩種類型：其一為內部熱故障，此類故障主要是指在密封狀態下的電氣回路出現故障；其二為外部熱故障，此類故障主要是指因裸露在環境狀態下的接頭壓接性能不足問題，導致接頭溫度在大電流通過狀態下瞬時升高，進而引發安全隱患。而上述兩類熱故障均可以通過應用紅外測溫技術的方式妥善解決。具體可分以下幾類。

2.1 絕對溫差法

針對存在于高壓輸電線路運行過程中的熱故障而言，在我國現行相關標準規范當中均作出了明確規定：高壓輸電線路所應用鋼芯鋁絞線線路在正常工作狀態下的工作溫度max需要控制在70 ℃以內。然而，現階段，并不具備有關高壓交流線路、直流線路金屬器具具體的發熱溫度控制標準。參照我國現行《電力金具通用技術標準》中的相關規定來看，電氣接觸性能應當滿足以下幾點特性：（1）導線連續兩點之間的電阻應當在同等長度導線線路電阻數值以下；（2）導線線路續接位置溫升數值應當在被續接導線線路溫升數值之下。結合上述判定可得知：在高壓輸電線路處于正常負荷運行的情況下，包括壓接管、聯板、耐張線夾以及調整板在內相關部位溫度與直流輸電線路導線溫度之間的關系應當為：相等或者略小。從這一角度上來說，可在檢測過程中選取周邊運行導線的正常溫度作為參考溫度數值，以被測量線路的參考溫度為依據，計算具體的熱缺陷數值。按照此種方式，可在一定程度上消除因風速、太陽輻射、環境溫度、環境濕度等不確定因素對測定數值所造成的影響與干擾。

2.2 警戒溫升法

應用此種方法進行高壓輸電線路故障檢測的關鍵在于：判定整個高壓輸電線路發熱區域相對環境溫度溫升情況。在當前技術條件支持下，可借助于對溫升表的合理應用，達到上述目的。在實踐過程中需要特別重視的是：在應用溫升表過程中，通過設置警戒參數的方式，可實現對在不同負荷電流狀態下，輸電線路導線接頭發熱區域溫升情況的檢測。熱缺陷的判定標準為：檢測區域相對環境溫升數值在警戒溫升表溫度規定數值之上。同絕對誤差法相比，在應用警戒溫升法進行線路缺陷檢測的過程中，存在一定的缺陷與不足，需要在實際應用中加以特別重視。具體而言，涉及到以下幾個方面：（1）在負荷電流、運行環境、線路材質以及材料屬性條件完全一致的狀態下，受到臨近效應因素的影響，導致高壓交流線路所表現出的發熱現象較直流線路發熱現象更加明顯。在此過程當中，繼續采取以負荷電流以及導線型號為指標規定警戒溫升表參考溫度數值的方式，顯得不夠合理；（2）對于高壓輸電線路，特別是架空高壓輸電線路而言，受到多項因素的影響，導致在有關環境濕度指標、溫度指標、風速指標以及檢測距離指標的測定過程當中，存在一定的難度與局限性。在實際工作過程當中，為抑制這一影響，往往將檢測參數設置為：（1）地面環境溫度；（2）地面環境濕度；（3）地面環境風速，這使得最終所得出的檢測距離指標存在一定的估計性特征。更加關鍵的是：在警戒溫升法作用之下，所測定得出發熱點與環境溫度溫升之間存在比較大的誤差，可能導致有關高壓輸電線路熱缺陷及故障部位的判定出現明顯的偏差與失誤。上述兩項問題需要在應用警戒溫升法進行高壓輸電線路熱缺陷判定的過程中加以特別重視，并做好相應的控制措施，以保障紅外測溫技術應用水平的穩定與可靠。

3 結語

通過本文以上分析需要認識到：無論是對于絕對溫差法、還是警戒溫升法來說，在將其應用于高壓輸電線路故障檢測的過程中均有著各自的優勢與特點。若能夠妥善應用，則對于保障高壓輸電線路運行安全而言可以說是至關重要的。特別是在夏季高溫環境狀態下，及時且有效的檢測高壓輸電線路發熱故障，對于熱缺陷的及時診斷而言同樣是至關重要的。總而言之，本文針對有關紅外測溫技術在高壓輸電線路應用過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為后續實踐工作的開展提供一定參考與借鑒。

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