研究輸電線路檢測中紅外診斷技術(shù)的運(yùn)用

許武

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

研究輸電線路檢測中紅外診斷技術(shù)的運(yùn)用

許武

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

輸電線路的檢測工作是整個(gè)電網(wǎng)檢測中至關(guān)重要的一項(xiàng)工作，是各類輸電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)的重要保障。以往電力企業(yè)在對(duì)輸電線路進(jìn)行檢測時(shí)，都有規(guī)定的時(shí)間周期，雖然這種檢測模式可準(zhǔn)確的檢測出輸電線路運(yùn)行時(shí)的故障，但檢測的局限性也比較大。而紅外診斷則可以直接在輸電線路正常運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行檢測作業(yè)，將檢測結(jié)果以圖像形式顯示出來，大幅度提升了輸電線路運(yùn)行異常檢測工作的效率，與傳統(tǒng)的停電檢測相比較，紅外診斷技術(shù)的應(yīng)用使檢測工作更有針對(duì)性。本文主要就紅外診斷技術(shù)的原理進(jìn)行分析，并對(duì)其在輸電線路檢測中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述。

輸電線路；檢測；紅外診斷技術(shù)

前言

紅外診斷技術(shù)是一種新型的輸電線路檢測技術(shù)，主要是通過紅外熱像儀器對(duì)輸電線路進(jìn)行檢測，可以對(duì)電力設(shè)備因?yàn)楣收弦鸬妮旊娋€路發(fā)熱或者溫升現(xiàn)象準(zhǔn)確的檢測，通過紅外圖譜將線路中具體的溫度分布情況顯示出來，然后使用專業(yè)的分析軟件，對(duì)線路所有點(diǎn)和線溫度值進(jìn)行測定，并依據(jù)測定的結(jié)果對(duì)外部或者內(nèi)部缺陷進(jìn)行診斷。運(yùn)用紅外的診斷技術(shù)可直接在運(yùn)行的輸電線路進(jìn)行檢測，無需進(jìn)行停電檢測，具有遠(yuǎn)距離、高效準(zhǔn)確以及安全可靠等多種優(yōu)點(diǎn)。

1 紅外診斷技術(shù)概述

1.1 紅外診斷技術(shù)的檢測原理

紅外診斷技術(shù)主要是運(yùn)用紅外物理理論與研究成果，依據(jù)各類設(shè)備檢修工作的實(shí)際需求，將紅外輻射的特性對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷的一項(xiàng)綜合性檢測技術(shù)（紅外溫度診斷的設(shè)計(jì)原理如圖1所示）。紅外診斷技術(shù)屬于紅外技術(shù)的一個(gè)分支，也是現(xiàn)代電力企業(yè)用來進(jìn)行輸電線路檢測的一項(xiàng)重要技術(shù)。任何物體只要其本身絕對(duì)溫度大于零，就會(huì)散發(fā)出肉眼看到的紅外輻射能量，且溫度越高，其散發(fā)出來的紅外輻射能量也就越強(qiáng)，紅外診斷技術(shù)針對(duì)這一現(xiàn)象，對(duì)輸電線路發(fā)出的紅外輻射能量進(jìn)行檢測，并將其轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，再由電信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行處理后，以圖像的方式將輸電線路的表面溫度分布情況準(zhǔn)確的顯示出來，并依據(jù)顯示的結(jié)果判定出輸電線路發(fā)生的故障或存在的故障隱患。此外，紅外診斷技術(shù)可以依據(jù)不同電力設(shè)備性質(zhì)、部位以及故障程度的不同，對(duì)設(shè)備表面的溫升值情況與空間的分布特征進(jìn)行全面的檢測與分析，以此來對(duì)各類設(shè)備中的隱形故障、故障隱患屬性、具體的故障位置以及故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行科學(xué)的判定。

圖1 紅外溫度診斷的設(shè)計(jì)原理

1.2 紅外診斷在輸電線路監(jiān)測中的發(fā)展現(xiàn)狀

輸電線路和其他電設(shè)備一樣，只要其絕對(duì)溫度高于零，就會(huì)處于一定的熱狀態(tài)中，而輸電線路在運(yùn)行過程中處于哪一種熱狀態(tài)，可以直接反映出其運(yùn)行是否出現(xiàn)異常。正常情況下，輸電線路在運(yùn)行的過程中，受到電流或者電壓等因素的影，會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，這種熱量包括電流效應(yīng)導(dǎo)致線路發(fā)熱產(chǎn)生的熱量、電壓效應(yīng)導(dǎo)致線路發(fā)熱產(chǎn)生的熱量，當(dāng)輸電線路出現(xiàn)缺陷或者故障時(shí)，其缺陷部位的溫升的快速發(fā)生變，而這種溫度變化度就為紅外診斷技術(shù)在輸電線路檢測中的檢測的提供了條件與參數(shù)[1]。

1.3 紅診斷技術(shù)的特點(diǎn)分析

①無需接觸、無需停電、無需取樣以及無需解體。②運(yùn)用被動(dòng)式的檢測，操作簡單方便。③可快速完成大面積的掃描成像，狀態(tài)顯示更加快捷、靈敏、形象以及直觀，監(jiān)測效率較高，可減少檢測人員的工作量。④紅外診斷技術(shù)可以在電廠、變電站、輸電線路、配電等各類電力設(shè)備的故障檢測中應(yīng)用，具有很強(qiáng)的通用性。⑤更方便計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析，也推動(dòng)輸電線路檢測的智能化發(fā)展。⑥紅外監(jiān)測和故障診斷，進(jìn)一步推動(dòng)了輸電線路狀態(tài)管理向狀態(tài)檢測體制方面發(fā)展，可以對(duì)管轄范圍之內(nèi)的所有電力設(shè)備進(jìn)行溫度管理，依據(jù)不同設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有目的檢測，提高設(shè)備檢測的質(zhì)量。

1.4 紅外診斷技術(shù)的監(jiān)測方法

（1）正常情況下，對(duì)輸電線路進(jìn)行紅外監(jiān)測時(shí)，先采用紅外熱像儀對(duì)需要檢測的位置進(jìn)行完整的掃描，找到溫度異常的具體部位，之后再對(duì)該部位進(jìn)行重點(diǎn)檢測，對(duì)其溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，并采集熱譜圖（如圖2所示），然后使用專業(yè)的分析軟件對(duì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行全面的分析，對(duì)故障的性質(zhì)和嚴(yán)重程度進(jìn)行確定，并制定出合理的處理措施，最后將診斷的最終報(bào)告與異常熱譜圖上報(bào)。

圖2 紅外診斷熱譜圖

（2）依據(jù)檢測線路的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度作為的參照體，對(duì)線路的發(fā)熱點(diǎn)、正常溫度的對(duì)應(yīng)點(diǎn)以及環(huán)境參照溫度進(jìn)行測量時(shí)，需采用同一臺(tái)儀器依次進(jìn)行測量，同類型之間進(jìn)行對(duì)比時(shí)，應(yīng)確保儀器和各個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離和方位保持一致，并從不同的方位進(jìn)行檢測，最終得出熱量最大部位的溫度值。

2 紅外診斷技術(shù)在輸電線路檢測中的具體應(yīng)用

2.1 在導(dǎo)線、壓接管以及線夾故障檢測中的應(yīng)用

采用紅外診斷技術(shù)對(duì)輸電線路中的接頭、線夾以及壓接管等連接位置的溫度差進(jìn)行檢測，依據(jù)檢測的結(jié)果判定該輸電線路是否存在故障或者故障隱患，這類檢測主要是以溫度差異對(duì)線路中是否存在缺陷進(jìn)行判定，若輸電線路的傳輸功率正常，線路則不會(huì)出現(xiàn)異常的發(fā)熱現(xiàn)象。因此，以溫度差異對(duì)輸電線路的故障進(jìn)行檢測時(shí)，需確保線路的傳輸功率和外部大氣環(huán)境維持一致。輸電線路出發(fā)熱異常的原因主要包括以下幾方面：①接觸面出現(xiàn)氧化，線路接頭部位壓接管的壓力不足，導(dǎo)線的接觸面過小時(shí)會(huì)增加線路的電阻，導(dǎo)致線路的出現(xiàn)局部發(fā)熱。②線夾位置的螺絲出現(xiàn)松動(dòng)，引發(fā)線路出現(xiàn)局部發(fā)熱異常。③一般情況下，導(dǎo)線都是多股組成，若導(dǎo)線出現(xiàn)斷股現(xiàn)象，也會(huì)增大線路的電阻，導(dǎo)致的線路出現(xiàn)異常發(fā)熱。這此輸電線路的異常狀態(tài)可以依據(jù)其嚴(yán)重程度分為的三類：一般缺陷、緊急缺陷以及重大缺陷[2]。

2.2 紅外診斷技術(shù)在玻璃或者瓷絕緣子故障檢測中應(yīng)用

在輸電線路的運(yùn)行過程中，導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)異常發(fā)熱的因素主要包括以下三個(gè)方面：①電流電場對(duì)線路產(chǎn)生了作用，導(dǎo)致電介質(zhì)出現(xiàn)極化效應(yīng)，引起絕緣子異常發(fā)熱。②絕緣子的內(nèi)部穿透性持續(xù)增強(qiáng)，導(dǎo)致電流泄漏后引起絕緣子異常發(fā)熱。③絕緣子表面上的爬電電流發(fā)生泄漏引起絕緣子異常發(fā)熱。正常情況下，如果絕緣子處于正常運(yùn)行狀態(tài)，其發(fā)出的熱量非常小，因此，經(jīng)過紅外診斷后，如果絕緣子處于正常狀態(tài)，熱像圖會(huì)呈現(xiàn)馬鞍形狀，且相鄰的絕緣子間的溫度差較小，基本＜1℃，而當(dāng)絕緣子劣化時(shí)，其發(fā)熱量會(huì)快速上升，其中溫度變化最明顯部位為鋼帽內(nèi)，鋼帽內(nèi)部的溫度和其鄰邊絕緣子溫度超過1℃時(shí)，就可判定絕緣出現(xiàn)異常。此外，絕緣子表面灰塵積壓過多，也會(huì)降低絕緣子內(nèi)部的電阻，此時(shí)，絕緣子的主要發(fā)熱部位為磁盤。

2.3 紅外診斷在復(fù)合絕緣子故障檢測中的應(yīng)用

正常情況下，復(fù)合絕緣子內(nèi)部的電阻都比較大，因此，可以從絕緣子內(nèi)部通過的電流較小，此時(shí)其發(fā)出的熱量可以忽略不計(jì)，但是，如果復(fù)合絕緣子的某個(gè)部位電阻持續(xù)下降，此時(shí)通過絕緣子的電流會(huì)快速增加，就會(huì)導(dǎo)致絕緣的局部異常發(fā)熱，在絕緣子芯棒與保護(hù)套完好的情況下可以保障正常運(yùn)行，但如果保護(hù)套破損，就會(huì)在絕緣子局部產(chǎn)生強(qiáng)場，導(dǎo)致絕緣子局部出現(xiàn)大量放電現(xiàn)象，這時(shí)使用紅外診斷，就能將絕緣子的故障發(fā)熱圖準(zhǔn)確的顯示出來，進(jìn)而將輸電線路的故障情況清晰、直觀反映出來。

3 結(jié)束語

綜上所述，紅外診斷技術(shù)在輸電線路故障檢測中有著至著重要的作用，通過紅外診斷技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)的輸電線路的故障情況、故障位置以及嚴(yán)重程度，并立即制定出科學(xué)、有效的檢修對(duì)策，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大，避免對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。并且，隨著現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，紅外檢測和診斷技術(shù)日益完善，紅外診斷在輸電線路中的檢測精度也更加準(zhǔn)確，紅外診斷技術(shù)在電力系統(tǒng)故障檢測中的應(yīng)用也越來越廣泛，不僅為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障，更滿足了廣大電力用戶的用電需求，為我國電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展做了巨大的貢獻(xiàn)。

[1]諸葛葳.輸電設(shè)備狀態(tài)檢測中紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用探析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，09：41～42.

[2]蔣同軍，張雪然，蔣碧鶯，等.紅外測溫技術(shù)在合肥10kV配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].安徽電力，2015，03：29～32+53.

TM755

A

1004-7344（2016）12-0080-02

2016-3-28

許武（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電線路檢修工作。