紅外測溫技術(shù)在配電線路故障定位方法中的應(yīng)用

徐世華+施繼棟

摘 要：紅外測溫技術(shù)是對電力運(yùn)行設(shè)備的一種非接觸和遠(yuǎn)距離的故障診斷技術(shù)；而金屬氧化物避雷器局部放電，伴隨局部溫升，紅外技術(shù)能快速、有效的發(fā)現(xiàn)此類故障。本文結(jié)合實(shí)例對紅外測溫技術(shù)配電線路故障定位方法中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：故障分析；紅外測溫；配電線路

1 前言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，用電量年年遞增，對10kV配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行要求越來越高。10kV線路和設(shè)備發(fā)生故障不但給供電企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，也會影響電網(wǎng)正常運(yùn)行和居民的正常生活。根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行狀況，對所發(fā)生的10kV配電運(yùn)行事故進(jìn)行分類分析，積極探索快速故障定位并消除故障的方法，特別對于占其中大部分的短路故障，這對于提高配電網(wǎng)管理水平具有重要意義。

2 技術(shù)基礎(chǔ)與支持

紅外測溫設(shè)備，是通過探測物體表面所輻射的紅外線的設(shè)備，反映的是物體表面的紅外輻射場，即溫度場，并由此根據(jù)物體表面的溫度場，定量地測量物體表面具體部位的溫度。

正常狀況下，電力線路中的避雷器熱像特征是整體出現(xiàn)輕微發(fā)熱，一般較熱點(diǎn)位于上部，同相間的熱場分布是均勻的；一旦出現(xiàn)故障，整體熱像會發(fā)生變化，溫度分布不均勻，出現(xiàn)局部過熱情況，故障嚴(yán)重程度和溫度分布是成正比的。運(yùn)用紅外測溫技術(shù)對其檢測，發(fā)現(xiàn)避雷器某相具有發(fā)熱現(xiàn)象，與其他相比較，溫度有差異情況存在，得到過電壓致熱發(fā)生，及時應(yīng)運(yùn)用相間溫差來判斷故障相與定位故障點(diǎn)。

當(dāng)MOA避雷器遭受過電壓的沖擊時，避雷器中出現(xiàn)的沖擊電流會改變其U-I 特性，使避雷器發(fā)生劣化。圖l 為MOA閥片的伏安特性，當(dāng)電流達(dá)到kA 級（圖中a點(diǎn)）時，特性曲線會上翹，電壓劇增，大電流產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。

3 實(shí)例分析

其基本原理是：由圖1，可知MOA避雷器當(dāng)出現(xiàn)過電壓時，溫度可能暫時會有所上升，但會慢慢恢復(fù)，線路發(fā)生短暫的短路后，開展故障巡視時，可以對這一溫升進(jìn)行測量，從而獲取有用的信息，定位故障發(fā)生地點(diǎn)。雖然測量溫度不是一種了解運(yùn)行狀態(tài)的直接方法，但溫度是影響MOA避雷器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的綜合結(jié)果，在電壓作用下MOA避雷器的過熱直接與能量損失相關(guān)，而與運(yùn)行電壓的質(zhì)量及外界干擾等無直接關(guān)系。

實(shí)例（XX桿C相重合閘）

對比上面四張側(cè)得溫度圖，A、B、C三相避雷器所測得的溫度，可以明顯看出C相溫度最高，B相和A相溫度接近，其他桿上避雷器的溫度作為參考溫度，

C相溫度明顯高于其他兩相溫度，而本桿上避雷器溫度均高于參考溫度。

可以初步得出結(jié)論：瞬時短路故障，可能發(fā)生在C相附近，而對A相和B相避雷器也產(chǎn)生了一定的影響，由此推斷可能為異物或者小動物，造成的瞬間短路故障，發(fā)生在C相裸露部分處，由接觸處流經(jīng)下方避雷器橫擔(dān)，形成短路回路，而同時也對其他兩相也有一定的影響；電力系統(tǒng)又重合閘成功，故障已經(jīng)消除，溫升小于5度，溫度差2度左右，線路可以繼續(xù)安全運(yùn)行，說明不用進(jìn)行設(shè)備更換，但需要以后對于此處進(jìn)行重點(diǎn)狀態(tài)巡視與檢修工作。

進(jìn)一步觀察后，發(fā)現(xiàn)C相避雷器和連接線上有電弧灼傷痕跡，帶電取下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析后，避雷器未被擊穿，仍可運(yùn)行。

4 結(jié)束語

氧化鋅避雷器是線路運(yùn)行中重要和常見的設(shè)備；紅外熱像儀能夠快速、準(zhǔn)確地確定隱患點(diǎn)、故障點(diǎn)的位置，并測量出該點(diǎn)的溫度，且保留有圖像資料，為設(shè)備的正常運(yùn)行和檢修工作提供了可靠的依據(jù)，結(jié)合紅外熱像儀在運(yùn)行中的電氣設(shè)備的故障診斷的優(yōu)勢，對避雷器進(jìn)行必要的研究和探索，對于開展線路故障定位有著不可忽視的作用。電氣設(shè)備故障紅外診斷的基礎(chǔ)在于探測與識別故障目標(biāo)溫度的特征性變化與分布，進(jìn)一步注意日常積累經(jīng)驗(yàn)，使紅外熱像儀的作用得到最大限度的發(fā)揮，從而實(shí)現(xiàn)線路故障定位的快速和準(zhǔn)確。這都需要在以后的線運(yùn)工作中，著重付出努力，積累和分析各類情況和其表現(xiàn)的數(shù)據(jù)，發(fā)展和探索紅外診斷避雷器狀態(tài)量，實(shí)現(xiàn)確定故障位置要求。

參考文獻(xiàn)

[1]曹春梅，劉小文，高壓輸電線路熱故障紅外診斷的一維瞬態(tài)理論模型， 激光與紅外，2009（1），39-49

[2]明愛紅 衛(wèi)新輝， 深討氧化鋅避雷器運(yùn)行中異常發(fā)熱問題， 中國科技縱橫，2013（19），83-84

[3]陳星，陳元斐，紅外檢測技術(shù)在電力線路運(yùn)行中的應(yīng)用，中國電業(yè)（技術(shù)版），2011（10），7-11

作者簡介

徐世華（1986-），男，上海人，2009年本科學(xué)士畢業(yè)于上海電力學(xué)院，職稱為助理工程師，主要研究方向是配電線路運(yùn)行，在國網(wǎng)上海市區(qū)供電公司從事配電線路工作。