配電線路狀態檢修中紅外測溫技術的應用

劉欣+李向鑫

摘 ?要：狀態檢修模式對提升配電線路穩定安全性十分有利，作為其中一種常用方法，紅外測溫技術憑借自身優勢應用得越來越多。文章先對此技術及各種測量方法做了簡單介紹，然后結合實例對其實際應用進行了分析。

關鍵詞：配電線路;狀態檢修;紅外測溫技術

中圖分類號：TM755 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2014）35-0052-02

作為電網的一部分，配電線路擔負著輸配電能的重任，為確保線路安全可靠，須做好檢修工作。定期檢修模式存在有缺陷，往往不能實時反映配電系統所處狀態，且易造成設備資源浪費。經過不斷改進，狀態檢修備受關注，成了目前應用最廣的檢修方式，在配電線路穩定運行中發揮著重要作用。具體的檢修方法有很多，如紅外測溫、配變負荷測量、絕緣子零值測量等，尤其是紅外測溫技術，無需與設備線路接觸便能得到溫度信息，安全性高、速度快、壽命長，值得推廣應用。

1 ?紅外測溫技術及常見的檢測方法

1.1 ?故障分析

判斷配電設備是否異常，可通過獲取相關信息來分析判定，如氣味、聲音、溫度、振動頻率等。其中，根據溫度判斷較為常見，因為溫度引發的故障頗為頻繁，而且故障發生時溫度會有明顯變動。配電線路正常運行時，系統各參數較為穩定，處于平衡狀態，當有異常出現時，其穩定性遭到破壞，參數發生改變，溫度隨之變化。引起故障的原因很多，如環境潮濕、腐蝕物作用等，配電線路長期暴露于空氣中，受外界因素影響，導電性能逐漸削弱，絕緣遭到破壞。此時極易出現阻抗增加、泄漏電流變大、損耗增多等現象，使得各部件負荷加重，溫度升高，進而燒毀設備元件，影響到設備的正常運行。

1.2 ?紅外測溫

任何物質在運動中都會輻射一定的熱紅外能量，配電線路設備本身具有溫度，會隨時散發出紅外線。這是一種電磁波，按照波長可分為遠近四個等級。紅外測溫就是利用專業儀器探測這些電磁波，將其轉換成其他信號，與物體的溫度相對照。分析處理后可得到相關溫度信息，并能夠在屏幕上繪制出熱像圖，以此來判斷所測對象的溫度是否正常，是否有故障發生。紅外測溫儀器主要包括光電探測器、信號放大器，以及處理顯示幾部分。對設備表面進行掃描，便可獲得所需信息，這種方式與接觸式測溫方法相比，在速度、安全性等方面都較有優勢。

故障通常有兩種：一是外部故障，紅外熱像圖容易觀察，故障檢測和判斷難度相對較小;二是內部故障，不明顯，發熱持續時間長，檢測難度較大。

一般來說，紅外測溫儀只能測量表面溫度，難以對內部溫度有精確地測量，而且測溫時要注意觀察是否被塵土覆蓋，否則測量結果會受到影響。另外，若所處環境溫差較大，應及時對測溫設備進行調整。

1.3 ?具體方法

主要有以下幾種：

①表面溫度判斷法。在簡單的外部熱故障中使用較多，先設定正常工作狀態下的溫度標準和升溫極限值，然后測量配電線路的表面溫度，一旦超過規定標準，則很有可能發生了故障;

②熱譜圖法。在采集溫度信息后，將其分析結果整理成熱譜圖，方便檢修人員觀察。然后與正常狀態下的熱譜圖相比，若差距較大，則可判斷為故障。

③相對溫差判別法。在因電流引起的故障中應用較多，可有效削弱環境對溫度測量值的影響。方法為先選定與測量部分各參數較為相似的部分，比較兩者的差值，再計算溫度與環境差，經相關計算求得表征溫度，進而做出判斷。

④同類比較法。電氣回路中三相線的溫度變化不同，對其進行比較判斷是否有故障存在。當三項設備都有異常發生時，通常會選用同回路的同類設備作為比較對象。

2 ?實例分析紅外測溫技術在配電線路狀態檢修中的

應用

2.1 ?案例分析

某供電公司擔負著為當地群眾供電的重任，隨著經濟水平提升，用電需求大幅增長。2009年，增設A段輸配電線路，總長度12.5 km，由于峰谷期調節不當，導致出現電能分配不均、大面積停電等故障頻頻發生。加上環境因素和人為因素的影響，在2009～2011年間，發生多起電力安全事故。公司為此制訂了完善的管理制度，采用狀態檢修方式，并引入紅外測溫技術，建立紅外測溫系統，可實時對線路設備進行檢查，獲取其溫度值，進而判斷其所處狀態。

2010年4月17日，A段線路某處配變的C相低壓樁頭發出異常信號，溫度持續升高，顯示值為148 ℃。檢修人員立即趕赴現場，經檢查發現，高溫已使得C相樁頭嚴重受損，局部已燒壞，且有滲油現象發生。確定原因后，檢修人員更換了變壓器，依然有異常發生。再次檢查后，測得低壓出線的三相負荷存在差異，穩定性被破壞，C相的電流明顯要比其他兩相高，于是對其及時進行了調整，線路很快恢復。

2011年2月26日，6號桿電纜頭B相電纜終端發生故障，利用紅外測溫儀器很快測得終端的溫度值，高達112 ℃。經檢查，檢修人員發現終端瓷套內部的油量不足，削弱了絕緣強度。運行中有局部性放電現象發生，設備內部溫度升高，出現故障。檢修人員更換終端頭后，填充適量的絕緣油，最終解決了故障。

紅外測溫技術的應用，能夠根據溫度變化準確判斷出線路所處狀態，且操作簡單，安全性高，不會威脅到檢修人員的安全，解決了很多次重大事故，避免了損失。公司對熱缺陷仔細分析后，根據不同類型制定了不同的處理方法，既可以優化安排檢修計劃，又可以及時停電消缺，有效避免了缺陷的擴大，提高了電網的穩定可靠性，事故發生率明顯降低。

2.2 ?檢測要求

風速盡量≤0.5 m/s;設備通電時間≥6 h，最好在24 h以上;檢測期間天氣為陰天、夜間或晴天日落2 h后;被檢測設備周圍應具有均衡的背景輻射，應盡量避開附近熱輻射源的干擾，某些設備被檢測時還應避開人體熱源等的紅外輻射;避開強電磁場，防止強電磁場影響紅外熱像儀的正常工作。

操作時，儀器在開機后需進行內部溫度校準，待圖像穩定后即可開始工作。一般先遠距離對所有被測設備進行全面掃描，發現有異常后，再針對性地近距離對異常部位和重點被測設備進行準確檢測。事先設定幾個不同的方向和角度，確定最佳檢測位置，并可做上標記，以供今后的復測用，提高互比性和工作效率。正確選擇被測設備的輻射率，特別要考慮金屬材料表面氧化對選區輻射率的影響。將大氣溫度、相對濕度、測量距離等補償參數輸入，進行必要修正，并選擇適當的測溫范圍。記錄被檢設備的實際負荷電流、額定電流、運行電壓，被檢物體溫度及環境參照體的溫度值。

3 ?結 ?語

配電線路一旦有故障發生，將影響到整個電力系統的正常運行，這就要求必須采用狀態檢修方法，實時掌握系統變動。紅外測溫是其中一種較為常用的手段，利用光電系統和現代化技術，通過對配電線路溫度變化的測量，可及時發現配內外部缺陷，并采取相應的解決措施。今后，還應對紅外測溫技術加以改進，提高其智能化水平，增強分析計算能力。

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