紅外檢測在高壓輸電線路上的應用研究

劉峰，王維明，侯飛，高中元

（國網山西省電力公司太原供電公司，山西 太原 030012）

紅外檢測在高壓輸電線路上的應用研究

劉峰，王維明，侯飛，高中元

（國網山西省電力公司太原供電公司，山西 太原 030012）

紅外熱像測溫技術是利用紅外熱輻射探測輸電線路中各種電氣設備表面輻射的紅外線輻射狀態的熱信息轉換成溫度進行顯示的一種先進技術，是一種被動的、非接觸式的設備過熱檢測手段。本文以紅外檢測為研究對象，分析其在高壓輸電線路上的應用優勢以及具體的應用方面。

紅外檢測；高壓輸電線；應用

1 紅外檢測的基本概述與優勢

紅外檢測技術是利用輸電線路中電氣設備表面輻射的肉眼看不到的紅外線輻射，將其探測、收集，然后轉換成光譜圖像，通過計算機軟件進行顯示的技術。這是一種被動的、非接觸式的檢測手段。通過對高壓輸電線路運行狀態的在線監測,可提高壓輸電線路運行的安全性并大大節約成本,降低線路的維護成本。輸電線路的溫度信息可以利用紅外圖像信息進行有效判斷。紅外熱像可以將熱信息迅速圖像化，通過無線通信方式把檢測結果發送到管理中心并進行對比分析的先進檢測技術。發現熱缺陷，該系統能充分發揮計算機技術的優勢，實現對指定區域溫度數據和圖像的采集并進行分析，紅外熱像儀就是利用該技術制作而成的檢測設備，此法具有檢測精確度高，不斷電、遠距離安全操作的特點，具體來說紅外檢測技術具有下面幾點優勢。

首先是紅外檢測技術不受電磁場的干擾，所以工作精確值較高，紅外檢測技術由于是非接觸測量，所以相關人員在工作過程中十分安全，并且當前我國高壓輸電線路多采用高架構造，一般檢測方法比較費時費力，紅外檢測技術對高架構設備測量更加方便省力。其次，具有定性成像與定量測量的雙重功能，并有較高空間識別率和溫度識別率，能夠準確識別很小的溫差。熱能及時、準確、清晰的顯示在屏幕上，為熱數據庫的建立提供了充分條件，具備了采集、儲存、分析于一體的功能。紅外檢測部分由紅外測溫探頭和攝像頭構成，用紅外熱成像儀檢測設備，屬于遠距離非接觸式的掃描檢測，可以確保人身的安全。用攝像機錄像紅外熱成像儀檢測設備，能夠迅速的對大面積的設備進行檢測，能夠準確發現與電力設備運行有關的設備缺陷，還可對缺陷的性質、位置、程度做出準確的判斷。

2 紅外檢測在高壓輸電線路中的應用

通過上述分析我們已經了解到了紅外檢測的基本概念以及應用優勢，隨著科學技術的不斷進步，供電企業供電任務嚴峻亟需新的產品更新換代，既解決人力、物力上的浪費，也能起到防患于未然的作用，實現電力故障可預、可防、可控。

因此努力研究輸電線路紅外熱像在線測溫儀技術，對電力設備安全運行有著積極的意義，可以大大降低電力設備運行熱故障事故發生。

2.1 絕對溫差法

在高壓輸電線路工作過程中，由于高負荷電壓長期通過電線會產生大量熱量，這時候高壓斷路器的出現就是將電流產生的能量轉變溫熱能，從而使得高壓輸電電氣材料溫度升高不會超過規定范圍，但是一旦高壓斷路器出現問題就會使電氣材料溫度升高超過規定范圍，最終使得相關性能下降，導致故障出現，所以我們可以根據電氣材料的溫度狀況來進行檢測，保證高壓輸電線路的正常運作。

我國對于高壓輸電線路運行過程中，可能出現的熱故障情況，在相關規范中做出了明確的規定，在高壓電線正常工作負荷狀態下，高壓電線的鋼芯線溫度不能超過 70℃，但是目前在我國現行高壓輸電線路標準中，關于高壓交流線路和直流線路金屬器的發熱溫度卻沒有明確規定，通過對我國相關電力金屬通用技術標準進行分析得知，電氣接觸性能需要達到以下兩個方面的標準。

（1）在紅外檢測技術進行工作時，高壓輸電線路兩個檢測點之間的電阻數值應該控制在同等長度導線線路的電阻數值以下。

（2）在紅外檢測技術進行工作時，檢測點連續位置的溫升數值應該控制在被連續連接的導線線路溫升數值以下。

通過上面的兩個標準我們可以得知，當利用紅外檢測技術對高壓輸電線路進行絕對溫差法檢測時，應該將周邊導線溫度的數值作為參考項之一，對熱缺陷數值進行計算，不過這里我們應該注意的是，在這種技術方法運用過程中，能夠將外部環境，如風速、溫度、太陽輻射等進行有效的避免，給檢測過程提供一個良好的工作環境。

2.2 警戒溫升法

警戒溫升法也是一項常見運用手法，通過這種方法能夠對高壓輸電線路發熱區域進行溫升情況判定， 在實際工程檢測過程中，警戒溫升法的運用要設置警戒參數，然后通過采用不同電流導入的方法，對故障區域進行溫度檢測，這里需要注意的是，在進行故障排查過程中，需要保證檢測區域的相對溫度超過之前設立的警戒溫差值，這樣才能發出警報確定故障點的位置，與上述我們提到的絕對誤差法比較，警戒溫升法具有一定的局限性，所以在進行紅外檢測過程中我們需要注意兩點：

第一，當紅外檢測技術采用警戒溫升法時，如果高壓輸電線路的負荷電流、線路材質以及材料屬性因素差別不大，那么這種方法就會收到鄰近效應的影響，使得被檢測的高壓交流線路的發熱現象比直流電發熱現象更加明顯，如果此時依舊運用直流電作為負荷電流在觀察警戒溫升表的話，其實是不嚴謹的。

第二，我國一些地區的高壓輸電線路屬于高架高壓輸電線路，受到風速以及周邊環境的影響較大，這就致使警戒溫升法存在很大的局限性。

所以如果采取警戒溫升法作為紅外技術在高壓輸電線路中的運用手段，不可以將地面環境溫度、濕度以及風速作為參考數值，因為這樣會導致最后檢測到的數值指標具有較大的估計性特點。所以在運用警戒溫升法時，要采取嚴格的控制方法，保證警戒溫升法技術的穩定性與可靠性。

總之，無論是絕對溫差法還是警戒溫升法都不是沒有缺點的，在技術方面都有一點問題，所以在對高壓輸電線路進行檢測時，要進行恰當、合理的選擇，保障高壓輸電線路能夠安全、穩定的運行，特別是在特殊環境下，高壓電線發熱較大，就需要及時發現故障并進行排除。

3 紅外檢測技術的發展前景建議

隨著科學技術的不斷發展，紅外檢測技術也應該隨著高壓輸電線路的改變做出相應的改變，要想保證紅外檢測技術的良好發展前景，應該對其發展路線做一個比較系統性的設計與規劃。

一方面，在高壓輸電線路安裝施工期間，應該設立專門的紅外線檢測基點，加強紅外線對高壓輸電線路的監督能力。

另一方面，對一些會影響紅外線檢測的構件進行處理，例如接頭、導線等，加強紅外檢測導體監督及技術檢測方法的管理。

最后，嚴格執行驗收標準，實現無隱患投運，強化驗收人員施工標準、流程的培訓，持續提高驗收人員的專業水平；在驗收過程中嚴格執行“一法、兩書、一表、一卡、兩記錄”，即工程項目管理辦法、HSE 項目計劃書、作業指導書、安全檢查表、工程項目管理指導卡、施工日志、安全質量檢查記錄，發現問題及時處理，例如電纜保護管與電纜溝結合部是否進行了良好保護、電纜支架、穿管管口是否光滑、鋼管桿電纜支架安裝平不平整、電纜固定夾具是否牢固等。只有通過推行標準化管理，電纜線路管理水平穩步提升，在今后工作中工區將繼續加強標準化推進力度，向著科學化、標準化邁進，嚴把驗收質量關，及時消除隱患做到零缺陷投運，增強電纜線路抵御風險的能力，確保紅外檢測工作的平穩運行。

4 結語

綜上所述，隨著電力系統的現代化建設的發展，高智能化、自動化已成為電力系統的發展方向之一。因此，需要尋找一種新型的快速、高效、高精度、低成本的監測方式，利用紅外熱成像技術來進行監測電力設備的運行狀況以及環境，可以提高對高壓輸電線路監測的自動化程度，具有積極的意義。要從實際工作出發，虛心鉆研學習，利用已掌握的遠紅外監測技術，多實踐、勤總結，為輸電線路安全平穩運行提供更有力的技術保障。

[1]吳毅，劉涵，王沾 .紅外測溫技術在耦合電容器故障判斷中的應用 [J].電氣開關，2014(1).

[2]曲懷忠，郭立丹 .淺談電氣裝備安全生產問題 [J].科技信息，2013(20).

[3]熊軍華，贠超，王亭嶺 .基于多源信息融合的熱缺陷監測系統研究 [J].電力系統保護與控制，2013(5).

[4]張揚 .一例紅外測溫技術診斷 220kV 隔離開關過熱缺陷 [J].江蘇電機工程，2012(5).

TM75；TN219

A

1671-0711（2017）03（下）-0062-02