紅外熱像檢測診斷技術在輸電線路上的應用

杜海

摘要：文章介紹了紅外熱像檢測診斷技術在輸電線路的應用情況，并對電流致熱型、電壓致熱型輸電設備故障的熱像特征和紅外診斷進行了分析，以及時發現并消除線路中存在的隱患，提高輸電線路供電的可靠性。

關鍵詞：紅外熱成像檢測；熱像特征；紅外診斷；輸電線路

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0051-02

利用紅外熱像檢測診斷技術對輸電線路設備開展紅外檢測，具有不接觸、不停電、遠距離等特點，通過簡單的培訓，作業人員就能使用紅外檢測儀器對輸電線路設備進行紅外測溫，利用紅外檢測儀器分析輸電線路設備運行狀態信息，對設備中潛在的故障或事故隱患、具體位置和嚴重程度做出判斷。紅外檢測作為一種先進、有效、簡便的監測，可以及時了解輸電線路設備現狀，有效查找故障原因，并能預測設備未來狀態，近年來電力系統大力推廣應用紅外熱像檢測輸電線路設備。

1 線路導線接頭或連接金具故障的紅外診斷

1.1 線路導線接頭或連接金具故障診斷

線路導線接頭或連接金具（耐張線夾、接結管、修補管、并溝線夾、跳線線夾、T型線夾、設備線夾）故障，屬于外部缺陷，電流致熱型缺陷，因為接頭截面積大于導線截面積，在運行狀態下，良好的導線接頭通常只有很低的接觸電阻，接頭或連接處不會產生高溫過熱，而當導線接頭存在的接觸電阻大于導線電阻，在電流作用而引發發熱，一旦接頭與相鄰導線溫度相同或高于鄰近導體溫度，則表明該接頭已出現故障，造成線路接頭不良連接的主要原因包括：氧化腐蝕；導線接頭松動；安裝質量差等原因。

1.2 線路導線接頭或連接金具故障的熱像特征及診斷判別

（1）線路導線接頭或連接金具熱像特征為以線夾和接頭為中心的熱像，熱點明顯。（2）《架空送電線路運行規程》（DL/T741-2001）4.4規定，接續金具溫度高于導線溫度10℃時，即認為有熱缺陷，應進行處理。（3）實際操作時，取連接器附近1米遠處的導線溫度作為參考溫度to，再測量連接器的溫度t，兩者差值即為溫差△t。當△t大于等于10℃時，即認為有熱缺陷，應查明原因，進行處理。相對于取環境溫度作為基準溫度來測量溫升的方法，該方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響。（4）檢測時應盡量在線路負荷較大時進行，由于電流的大小決定溫度的高低，因此電流致熱型設備的檢測最好在高負荷或滿負荷下進行，一般不低于額定負荷的30%，以免因通過導線連接器電流過小，發熱不嚴重而導致溫差法誤判，實際檢測時最好采用相對溫差法進行校核，減少低負荷下的缺陷漏判。

2 絕緣子故障的紅外診斷

輸電線路上的電壓致熱型主要設備有絕緣子和線路避雷器，電壓致熱主要由泄漏電流決定，受濕度、雨雪、風速等影響較大，電壓致熱型設備的檢測最好在負荷較小，溫度大的天氣中進行，電壓致熱型設備特點是致熱效應主要由電壓所引起，而與負荷電流沒有關系。

2.1 輸電線路絕緣子故障

目前輸電線路絕緣子主要有瓷質絕緣子、玻璃絕緣子、合成絕緣子。瓷質絕緣子故障主要是指絕緣電阻劣化（低值絕緣子和零值絕緣子），瓷質絕緣子零值、劣質泄漏電流引起的發熱，由于瓷質絕緣子在線路中劣化和零值不易檢測，以前采用的方法是火花間隙放電叉或絕緣子串電壓分析儀，但這些方法勞動強度大、安全性差效率低、準確性不高，而零值絕緣子造成的事故往往非常嚴重，因而運用紅外檢測和診斷輸電線路絕緣子是非常重要的。合成絕緣子故障主要是絕緣的內部缺陷，由于密封不良滲水，在性能良好部位與絕緣性能已損壞部分的交界處產生發熱，而且合成絕緣子隨著運行年限的增加，也會出現嚴重的老化現象，使其機械和電氣性能下降，若不及時更換，很有可能導致絕緣子斷裂事故發生。絕緣子表面污穢，因絕緣子受到粉塵或工業污染物污染，在霧或毛毛雨的條件下污穢表面上形成一層濕潤膜，形成導電膜后絕緣子的表面爬電泄露電流增大，在絕緣子盤面污穢部位出現發熱。

2.2 劣化絕緣子和污穢絕緣子的熱像特征及診斷判別

（1）低值絕緣子在運行中的熱像特征是以鋼帽為發熱中心的熱像（亮如燈籠），其比正常絕緣子溫度高，相鄰絕緣子溫差很小。因為低值絕緣子溫度隨著阻值減小而增加，凡檢測中發熱類似熱像者，相應絕緣子應判別為低值不合格絕緣子。（2）零值絕緣子的熱像特征是與相鄰良好絕緣子相比呈暗色調（負溫升）的熱像，其發熱溫度比正常絕緣子要低。現場檢測時，凡發現絕緣子串中溫度分布不連續，且有暗色調的熱像者，可判為零值絕緣子。（3）合成絕緣子的熱像特征是絕緣子芯棒整體或局部溫度升高，由于絕緣子密封不良滲水，芯棒受潮，護套嚴重老化后，絕緣電阻下降所致電阻損耗發熱，發熱點多集中在靠近高壓端一側。（4）絕緣子出現表面污穢時，其本身絕緣電阻及分布電壓與在氣候干燥條件下并無太大改變。但當嚴重污穢時，因瓷瓶表面污穢層使表面電阻降低，通過瓷表面的爬電泄露電流明顯增加，從而導致瓷盤溫升增高。因此，污穢嚴重的絕緣子熱像特征是瓷盤溫升明顯高于無污穢絕緣子瓷盤溫升的熱像。這里與低值絕緣子有區別，低值絕緣子的發熱最亮點是在鋼帽處（內部鋼帽與鋼腳之間穿透性泄露電流增大或介損增大所致），而污穢絕緣子最熱點在瓷盤上（表面爬電泄露電流增大所致）。（5）一旦絕緣子串出現某種內部或外部缺陷，根據發熱情況，可判斷其有無缺陷，可判斷缺陷的類型和具體位置。根據溫升的大小，可判斷缺陷的嚴重程度。

3 高壓架空輸電線路故障診斷實例及原因分析

實例：2013年03月20日對110kV武十乙線進行紅外檢測時，發現#2中相導線小桿側耐張線夾測得線夾最高溫度為73.9℃，溫差57.8℃（圖1），通過安排檢修人員上塔檢查，發熱原因為耐張線夾螺栓松動引起的電阻性發熱（圖2），采取停電檢修時打磨線夾接觸面再緊固螺栓的處理方法，并通過復測處理結果進行對比，確保缺陷正常消除。

圖1 武十乙線#2中相耐張線夾發熱

圖2 線夾螺栓松動引起的發熱

4 結語

紅外熱像檢測診斷技術在檢測輸電線路導線接續金具以及絕緣子缺陷發現方面起著極其重要的作用，并且效果顯著，有利于及時發現并消除線路存在的隱患，提高輸電線路供電的可靠性。

參考文獻

[1] 電力設備紅外檢測診斷圖譜及應用規范[S].上海市電力公司，2004.

[2] 帶電設備紅外診斷技術應用導則（DL/T664-1999）[S].

[3] 帶電設備紅外診斷應用規范[S].北京：電力出版社，2008.

摘要：文章介紹了紅外熱像檢測診斷技術在輸電線路的應用情況，并對電流致熱型、電壓致熱型輸電設備故障的熱像特征和紅外診斷進行了分析，以及時發現并消除線路中存在的隱患，提高輸電線路供電的可靠性。

關鍵詞：紅外熱成像檢測；熱像特征；紅外診斷；輸電線路

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0051-02

利用紅外熱像檢測診斷技術對輸電線路設備開展紅外檢測，具有不接觸、不停電、遠距離等特點，通過簡單的培訓，作業人員就能使用紅外檢測儀器對輸電線路設備進行紅外測溫，利用紅外檢測儀器分析輸電線路設備運行狀態信息，對設備中潛在的故障或事故隱患、具體位置和嚴重程度做出判斷。紅外檢測作為一種先進、有效、簡便的監測，可以及時了解輸電線路設備現狀，有效查找故障原因，并能預測設備未來狀態，近年來電力系統大力推廣應用紅外熱像檢測輸電線路設備。

1 線路導線接頭或連接金具故障的紅外診斷

1.1 線路導線接頭或連接金具故障診斷

線路導線接頭或連接金具（耐張線夾、接結管、修補管、并溝線夾、跳線線夾、T型線夾、設備線夾）故障，屬于外部缺陷，電流致熱型缺陷，因為接頭截面積大于導線截面積，在運行狀態下，良好的導線接頭通常只有很低的接觸電阻，接頭或連接處不會產生高溫過熱，而當導線接頭存在的接觸電阻大于導線電阻，在電流作用而引發發熱，一旦接頭與相鄰導線溫度相同或高于鄰近導體溫度，則表明該接頭已出現故障，造成線路接頭不良連接的主要原因包括：氧化腐蝕；導線接頭松動；安裝質量差等原因。

1.2 線路導線接頭或連接金具故障的熱像特征及診斷判別

（1）線路導線接頭或連接金具熱像特征為以線夾和接頭為中心的熱像，熱點明顯。（2）《架空送電線路運行規程》（DL/T741-2001）4.4規定，接續金具溫度高于導線溫度10℃時，即認為有熱缺陷，應進行處理。（3）實際操作時，取連接器附近1米遠處的導線溫度作為參考溫度to，再測量連接器的溫度t，兩者差值即為溫差△t。當△t大于等于10℃時，即認為有熱缺陷，應查明原因，進行處理。相對于取環境溫度作為基準溫度來測量溫升的方法，該方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響。（4）檢測時應盡量在線路負荷較大時進行，由于電流的大小決定溫度的高低，因此電流致熱型設備的檢測最好在高負荷或滿負荷下進行，一般不低于額定負荷的30%，以免因通過導線連接器電流過小，發熱不嚴重而導致溫差法誤判，實際檢測時最好采用相對溫差法進行校核，減少低負荷下的缺陷漏判。

2 絕緣子故障的紅外診斷

輸電線路上的電壓致熱型主要設備有絕緣子和線路避雷器，電壓致熱主要由泄漏電流決定，受濕度、雨雪、風速等影響較大，電壓致熱型設備的檢測最好在負荷較小，溫度大的天氣中進行，電壓致熱型設備特點是致熱效應主要由電壓所引起，而與負荷電流沒有關系。

2.1 輸電線路絕緣子故障

目前輸電線路絕緣子主要有瓷質絕緣子、玻璃絕緣子、合成絕緣子。瓷質絕緣子故障主要是指絕緣電阻劣化（低值絕緣子和零值絕緣子），瓷質絕緣子零值、劣質泄漏電流引起的發熱，由于瓷質絕緣子在線路中劣化和零值不易檢測，以前采用的方法是火花間隙放電叉或絕緣子串電壓分析儀，但這些方法勞動強度大、安全性差效率低、準確性不高，而零值絕緣子造成的事故往往非常嚴重，因而運用紅外檢測和診斷輸電線路絕緣子是非常重要的。合成絕緣子故障主要是絕緣的內部缺陷，由于密封不良滲水，在性能良好部位與絕緣性能已損壞部分的交界處產生發熱，而且合成絕緣子隨著運行年限的增加，也會出現嚴重的老化現象，使其機械和電氣性能下降，若不及時更換，很有可能導致絕緣子斷裂事故發生。絕緣子表面污穢，因絕緣子受到粉塵或工業污染物污染，在霧或毛毛雨的條件下污穢表面上形成一層濕潤膜，形成導電膜后絕緣子的表面爬電泄露電流增大，在絕緣子盤面污穢部位出現發熱。

2.2 劣化絕緣子和污穢絕緣子的熱像特征及診斷判別

（1）低值絕緣子在運行中的熱像特征是以鋼帽為發熱中心的熱像（亮如燈籠），其比正常絕緣子溫度高，相鄰絕緣子溫差很小。因為低值絕緣子溫度隨著阻值減小而增加，凡檢測中發熱類似熱像者，相應絕緣子應判別為低值不合格絕緣子。（2）零值絕緣子的熱像特征是與相鄰良好絕緣子相比呈暗色調（負溫升）的熱像，其發熱溫度比正常絕緣子要低。現場檢測時，凡發現絕緣子串中溫度分布不連續，且有暗色調的熱像者，可判為零值絕緣子。（3）合成絕緣子的熱像特征是絕緣子芯棒整體或局部溫度升高，由于絕緣子密封不良滲水，芯棒受潮，護套嚴重老化后，絕緣電阻下降所致電阻損耗發熱，發熱點多集中在靠近高壓端一側。（4）絕緣子出現表面污穢時，其本身絕緣電阻及分布電壓與在氣候干燥條件下并無太大改變。但當嚴重污穢時，因瓷瓶表面污穢層使表面電阻降低，通過瓷表面的爬電泄露電流明顯增加，從而導致瓷盤溫升增高。因此，污穢嚴重的絕緣子熱像特征是瓷盤溫升明顯高于無污穢絕緣子瓷盤溫升的熱像。這里與低值絕緣子有區別，低值絕緣子的發熱最亮點是在鋼帽處（內部鋼帽與鋼腳之間穿透性泄露電流增大或介損增大所致），而污穢絕緣子最熱點在瓷盤上（表面爬電泄露電流增大所致）。（5）一旦絕緣子串出現某種內部或外部缺陷，根據發熱情況，可判斷其有無缺陷，可判斷缺陷的類型和具體位置。根據溫升的大小，可判斷缺陷的嚴重程度。

3 高壓架空輸電線路故障診斷實例及原因分析

實例：2013年03月20日對110kV武十乙線進行紅外檢測時，發現#2中相導線小桿側耐張線夾測得線夾最高溫度為73.9℃，溫差57.8℃（圖1），通過安排檢修人員上塔檢查，發熱原因為耐張線夾螺栓松動引起的電阻性發熱（圖2），采取停電檢修時打磨線夾接觸面再緊固螺栓的處理方法，并通過復測處理結果進行對比，確保缺陷正常消除。

圖1 武十乙線#2中相耐張線夾發熱

圖2 線夾螺栓松動引起的發熱

4 結語

紅外熱像檢測診斷技術在檢測輸電線路導線接續金具以及絕緣子缺陷發現方面起著極其重要的作用，并且效果顯著，有利于及時發現并消除線路存在的隱患，提高輸電線路供電的可靠性。

參考文獻

[1] 電力設備紅外檢測診斷圖譜及應用規范[S].上海市電力公司，2004.

[2] 帶電設備紅外診斷技術應用導則（DL/T664-1999）[S].

[3] 帶電設備紅外診斷應用規范[S].北京：電力出版社，2008.

摘要：文章介紹了紅外熱像檢測診斷技術在輸電線路的應用情況，并對電流致熱型、電壓致熱型輸電設備故障的熱像特征和紅外診斷進行了分析，以及時發現并消除線路中存在的隱患，提高輸電線路供電的可靠性。

關鍵詞：紅外熱成像檢測；熱像特征；紅外診斷；輸電線路

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0051-02

利用紅外熱像檢測診斷技術對輸電線路設備開展紅外檢測，具有不接觸、不停電、遠距離等特點，通過簡單的培訓，作業人員就能使用紅外檢測儀器對輸電線路設備進行紅外測溫，利用紅外檢測儀器分析輸電線路設備運行狀態信息，對設備中潛在的故障或事故隱患、具體位置和嚴重程度做出判斷。紅外檢測作為一種先進、有效、簡便的監測，可以及時了解輸電線路設備現狀，有效查找故障原因，并能預測設備未來狀態，近年來電力系統大力推廣應用紅外熱像檢測輸電線路設備。

1 線路導線接頭或連接金具故障的紅外診斷

1.1 線路導線接頭或連接金具故障診斷

線路導線接頭或連接金具（耐張線夾、接結管、修補管、并溝線夾、跳線線夾、T型線夾、設備線夾）故障，屬于外部缺陷，電流致熱型缺陷，因為接頭截面積大于導線截面積，在運行狀態下，良好的導線接頭通常只有很低的接觸電阻，接頭或連接處不會產生高溫過熱，而當導線接頭存在的接觸電阻大于導線電阻，在電流作用而引發發熱，一旦接頭與相鄰導線溫度相同或高于鄰近導體溫度，則表明該接頭已出現故障，造成線路接頭不良連接的主要原因包括：氧化腐蝕；導線接頭松動；安裝質量差等原因。

1.2 線路導線接頭或連接金具故障的熱像特征及診斷判別

（1）線路導線接頭或連接金具熱像特征為以線夾和接頭為中心的熱像，熱點明顯。（2）《架空送電線路運行規程》（DL/T741-2001）4.4規定，接續金具溫度高于導線溫度10℃時，即認為有熱缺陷，應進行處理。（3）實際操作時，取連接器附近1米遠處的導線溫度作為參考溫度to，再測量連接器的溫度t，兩者差值即為溫差△t。當△t大于等于10℃時，即認為有熱缺陷，應查明原因，進行處理。相對于取環境溫度作為基準溫度來測量溫升的方法，該方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響。（4）檢測時應盡量在線路負荷較大時進行，由于電流的大小決定溫度的高低，因此電流致熱型設備的檢測最好在高負荷或滿負荷下進行，一般不低于額定負荷的30%，以免因通過導線連接器電流過小，發熱不嚴重而導致溫差法誤判，實際檢測時最好采用相對溫差法進行校核，減少低負荷下的缺陷漏判。

2 絕緣子故障的紅外診斷

輸電線路上的電壓致熱型主要設備有絕緣子和線路避雷器，電壓致熱主要由泄漏電流決定，受濕度、雨雪、風速等影響較大，電壓致熱型設備的檢測最好在負荷較小，溫度大的天氣中進行，電壓致熱型設備特點是致熱效應主要由電壓所引起，而與負荷電流沒有關系。

2.1 輸電線路絕緣子故障

目前輸電線路絕緣子主要有瓷質絕緣子、玻璃絕緣子、合成絕緣子。瓷質絕緣子故障主要是指絕緣電阻劣化（低值絕緣子和零值絕緣子），瓷質絕緣子零值、劣質泄漏電流引起的發熱，由于瓷質絕緣子在線路中劣化和零值不易檢測，以前采用的方法是火花間隙放電叉或絕緣子串電壓分析儀，但這些方法勞動強度大、安全性差效率低、準確性不高，而零值絕緣子造成的事故往往非常嚴重，因而運用紅外檢測和診斷輸電線路絕緣子是非常重要的。合成絕緣子故障主要是絕緣的內部缺陷，由于密封不良滲水，在性能良好部位與絕緣性能已損壞部分的交界處產生發熱，而且合成絕緣子隨著運行年限的增加，也會出現嚴重的老化現象，使其機械和電氣性能下降，若不及時更換，很有可能導致絕緣子斷裂事故發生。絕緣子表面污穢，因絕緣子受到粉塵或工業污染物污染，在霧或毛毛雨的條件下污穢表面上形成一層濕潤膜，形成導電膜后絕緣子的表面爬電泄露電流增大，在絕緣子盤面污穢部位出現發熱。

2.2 劣化絕緣子和污穢絕緣子的熱像特征及診斷判別

（1）低值絕緣子在運行中的熱像特征是以鋼帽為發熱中心的熱像（亮如燈籠），其比正常絕緣子溫度高，相鄰絕緣子溫差很小。因為低值絕緣子溫度隨著阻值減小而增加，凡檢測中發熱類似熱像者，相應絕緣子應判別為低值不合格絕緣子。（2）零值絕緣子的熱像特征是與相鄰良好絕緣子相比呈暗色調（負溫升）的熱像，其發熱溫度比正常絕緣子要低。現場檢測時，凡發現絕緣子串中溫度分布不連續，且有暗色調的熱像者，可判為零值絕緣子。（3）合成絕緣子的熱像特征是絕緣子芯棒整體或局部溫度升高，由于絕緣子密封不良滲水，芯棒受潮，護套嚴重老化后，絕緣電阻下降所致電阻損耗發熱，發熱點多集中在靠近高壓端一側。（4）絕緣子出現表面污穢時，其本身絕緣電阻及分布電壓與在氣候干燥條件下并無太大改變。但當嚴重污穢時，因瓷瓶表面污穢層使表面電阻降低，通過瓷表面的爬電泄露電流明顯增加，從而導致瓷盤溫升增高。因此，污穢嚴重的絕緣子熱像特征是瓷盤溫升明顯高于無污穢絕緣子瓷盤溫升的熱像。這里與低值絕緣子有區別，低值絕緣子的發熱最亮點是在鋼帽處（內部鋼帽與鋼腳之間穿透性泄露電流增大或介損增大所致），而污穢絕緣子最熱點在瓷盤上（表面爬電泄露電流增大所致）。（5）一旦絕緣子串出現某種內部或外部缺陷，根據發熱情況，可判斷其有無缺陷，可判斷缺陷的類型和具體位置。根據溫升的大小，可判斷缺陷的嚴重程度。

3 高壓架空輸電線路故障診斷實例及原因分析

實例：2013年03月20日對110kV武十乙線進行紅外檢測時，發現#2中相導線小桿側耐張線夾測得線夾最高溫度為73.9℃，溫差57.8℃（圖1），通過安排檢修人員上塔檢查，發熱原因為耐張線夾螺栓松動引起的電阻性發熱（圖2），采取停電檢修時打磨線夾接觸面再緊固螺栓的處理方法，并通過復測處理結果進行對比，確保缺陷正常消除。

圖1 武十乙線#2中相耐張線夾發熱

圖2 線夾螺栓松動引起的發熱

4 結語

紅外熱像檢測診斷技術在檢測輸電線路導線接續金具以及絕緣子缺陷發現方面起著極其重要的作用，并且效果顯著，有利于及時發現并消除線路存在的隱患，提高輸電線路供電的可靠性。

參考文獻

[1] 電力設備紅外檢測診斷圖譜及應用規范[S].上海市電力公司，2004.

[2] 帶電設備紅外診斷技術應用導則（DL/T664-1999）[S].

[3] 帶電設備紅外診斷應用規范[S].北京：電力出版社，2008.