高壓電力線路紅外檢測探討

夏勇 夏政 郭向陽

摘 要：隨著各地區經濟飛速發展，電力負荷持續攀升，人們對電力需求的依賴性越來越強，電力安全生產的持續可靠性越來越重要。電力負荷的攀升導致高壓輸電設備發熱，如果控制不當就會引發電力跳閘事故。本文從紅外檢測電力設備的工作原理、紅外檢測注意事項等角度，探索和把脈電力設備運行信息，從而確保輸電線路健康優質運行。

關鍵詞：紅外測溫；電力設備，發熱點

隨著我國國民經濟持續穩定發展，電力規模也隨著快速發展，人們對電力需求的依賴性越來越強，國家對電力生產的安全性、穩定性要求越來越高，但是，電力系統因高壓設備發熱引起的事故仍頻繁發生，而紅外檢測診斷能夠迅速、準確地發現電力設備隱蔽的功能性過熱故障，提前檢測出故障信息，使設備維修工作處于主動位置，并降低維修成本，因此，加強高壓設備紅外溫度檢測工作，對電力生產安全、穩定地運行起到越來越重要的作用。

1、紅外熱像儀工作原理

紅外熱像儀是把被檢測設備表面溫度分布，借助紅外輻射信號的形式，經接受系統成像在紅外探測器上，再由探測器將其轉換為視頻信號，通過終端顯示器，顯示出被測設備表面溫度分布的熱像圖。

紅外熱像儀探測的是電力設備熱缺陷發射的紅外能量，一旦被測設備存在缺陷，相應部位溫場會發生溫度變化，這一變化可以被紅外熱像儀精確地捕捉到，它把缺陷設備不可見的表面熱分布，轉換為可見光的圖象，還能進行精確的局部溫度顯示，被測物體表面的熱場分布成像清晰，揭示缺陷設備內部的異常狀況，為設備故障判斷提供準確的數據。

2、檢測注意事項

高壓電力線路紅外檢測的準確性受多種因素的影響，如：設備運行狀況、設備部件的發射率、環境溫度、天氣情況等，為了提高紅外檢測的準確度，必須對影響紅外檢測結果的各種因素有充分的估計，并采取相應的措施：

2.1 如果電氣設備未在額定的電壓、電流狀態下運行，即使存在嚴重的故障，也不會有足夠的發熱功率使其表面產生應有的故障熱區象征，因此應選擇高壓設備在滿負荷狀態運行時進行紅外檢測。

2.2 任何紅外檢測儀器都是通過檢測設備表面紅外輻射功率來獲得設備溫度信息的，當儀器接受相同輻射功率時，發射率越低的物體，顯示的溫度越高，見檢測之前，應查出被檢測設備部件表面的發射率值，以便檢測中修正發射率，物體的發射率主要取決于材料的性質和表面狀態（表面氧化、污穢狀況、涂層材料、粗糙程度）。

2.3 環境溫度劇烈變化時不宜進行檢測。在炎熱的夏季，有過高的大氣環境溫度，在熱平衡狀態下，即使設備不運行也有較高的溫度，設備溫度的絕對測量會給出虛假的熱故障象征；在冬季，設備與環境溫差越大散熱越快，使故障接頭與導線溫差大大降低，而影響診斷的可靠性。

2.4 一般檢測環境要求：被測設備是帶電運行設備，應盡量避開視線中的封閉遮擋物。環境溫度一般不低于5攝氏度，相對濕度一般不大于85%。白天檢測設備時，太陽輻射可改變故障設備的溫度分布（太陽輻射可引起設備表面產生10～20℃的附加穩升），影響被測設備的紅外熱像特征，有時可能造成露檢或虛假判斷，為克服白天太陽和背景輻射的影響，應選擇在夜晚或陰天紅外檢測，必須在太陽輻射強烈時檢測，可在儀器系統中加裝紅外濾光片，以便濾出太陽輻射。

2.5 不良天氣條件（如大風、雨、雪、霧等）會給紅外檢測帶來不利的影響。風力（風速）是影響設備表面對流散熱的重要因素，風速越大，對流散熱越多，使故障檢測變的越加困難，檢測時應注意，不能穿過透明表面（如玻璃、塑料的窗戶）進行檢測。

2.6 輸電線路帶電檢測周期：一般在大負荷前進行。對正常運行的500kV及以上架空線路和重要的220kV架空線路接續工具，每年宜檢測一次；110kV線路和其他的220kV線路，可每兩年進行一次。新投產和做相關大修后的線路，應在投運帶負荷后不超過1個月內（但至少24h以后）進行一次檢測。對于線路上的瓷質絕緣子以及合成絕緣子，有條件和經驗的也可進行檢測。對正常運行的電纜每年至少一次。對重負荷線路，運行環境差時應適當縮短檢測周期；重大事件、重大節日、重要負荷以及設備負荷突然增加等特殊情況應增加檢測次數。

3、高壓電力線路檢測

3.1 高壓電力線路紅外檢測診斷以國家經貿委發布的《帶電設備紅外診斷技術應用導則》為準。電力線路紅外診斷測溫普測周期一般每年兩次，在負荷高峰時進行，其中一次應在高溫季節進行，對于缺陷（隱患）的設備部件應加強跟蹤檢測，以便為設備缺陷診斷分析提供條件。

3.2 高壓電力線路導線故障的紅外檢測診斷項目主要有：導線接頭壓接管、導線斷股及斷股修補處過熱缺陷、導線引流線夾、跳線夾、耐張線夾等螺絲松動形成的過熱故障的診斷。

3.3 高壓輸電線路設備發熱的顯現程度與運行狀態有關，檢測時，必須提供使設備故障特征能充分暴露出來的條件，應選擇高壓設備在滿負荷狀態運行的時機進行紅外檢測才有效率。

3.4 設備檢測過程中，在確保儀器基本參數設置正確外，還應掌握測溫距離適宜、方向合理，對過熱點的搜尋應從多角度、全方位對運行設備進行掃描，一旦發現過熱點，應將攝取設備紅外熱像的位置固定（拍照），以便在以后檢測中仍在原位置檢測，保證不同時期相同位置的檢測結果具有可比性，掌握設備隱患的發展變化情況，為分析診斷提供準確的信息。

3.5 缺陷分為一般缺陷、重要缺陷、緊急缺陷。一般缺陷指設備存在過熱，有一定溫差，但還不會引起事故，一般要求記錄在案，注意觀察其缺陷的發展，利用停電檢修機會，有計劃地安排試驗檢修消除缺陷；重要缺陷指設備存在過熱，程度嚴重，溫度場分布梯度較大，溫差較大，應盡快安排處理。緊急缺陷指設備最高溫度超過GB/T11022—2011規定的最高允許溫度，應立即安排處理。

3.6 在高壓設備現場檢測時應注意，在檢測15米以上的設備發熱點時，一是注意紅外鏡頭反映的目標小，注意捕捉發熱點不使遺漏，二是檢測較遠目標熱點的溫度要適當增加10℃的修正值。

3.7 高壓輸電設備三相運行、正常時通過的三相電路的電流相同，因此，三相之間存在可比性。在進行故障診斷時，對同一設備三相間的溫度比較，對同一設備同一相不同部位的溫度比較，對判斷故障屬性和定位有益，在檢測導線接頭（壓接管等）溫度時，可以參考同相導線一米處溫升來鑒別（溫差超過10℃時，說明存在連接不良故障）。

3.8 歷史（時間）狀態比較：測溫后，以采集的設備各部位的熱相數據，以及歷次紅外檢測時記錄的熱相數據為基礎，借助“圖象減法處理技術”就能得到新檢測熱像與存儲雜同一設備熱像之間的差異，從而發現兩者之間存在多大差異，發現兩者之間在何處存在差異，并對設備缺陷隨時間發生變化做出及時診斷。