電力線路運(yùn)行中紅外檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

張曉雷 樊星 趙佰棟 申學(xué)德 潘慶明

【摘 要】紅外檢測(cè)技術(shù)是一種新型的檢測(cè)技術(shù)，具有非接觸、遠(yuǎn)距離、快速、簡(jiǎn)便等多種優(yōu)勢(shì)，所以廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)中。借助紅外檢測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大面積掃描，還可以進(jìn)行局部缺陷的定點(diǎn)測(cè)溫，可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)與診斷，因而確保了電氣線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】電力線路；運(yùn)行檢測(cè)；紅外檢測(cè)技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

目前，隨著電力線路設(shè)備不斷被改善、升級(jí)，以往的檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前電力線路設(shè)備的檢測(cè)需求。為了能夠提高電力線路運(yùn)行的質(zhì)量與檢測(cè)精度。紅外檢測(cè)技術(shù)在融合企業(yè)信息化進(jìn)程與計(jì)算機(jī)管理，以及紅外熱像儀等技術(shù)后，在不停電和取樣等條件下，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)物體向外輻射紅外能，利用紅外熱像儀對(duì)該紅外能進(jìn)行成像，以此判斷電力設(shè)備表面的溫度及溫度分布，來(lái)確定電力線路運(yùn)行中設(shè)備是否存在過(guò)熱故障。

一、紅外檢測(cè)技術(shù)的基本原理

紅外檢測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要借助紅外輻射儀，需要測(cè)量目標(biāo)通過(guò)紅外輻射可以將信息傳遞到探測(cè)器中，這一技術(shù)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備的溫度變化情況。紅外檢測(cè)技術(shù)的基本原理是：由于任何物體的溫度會(huì)高于絕對(duì)零度，所以會(huì)釋放紅外線輻射，可以采用紅外線輻射對(duì)溫度特征進(jìn)行分析。紅外探測(cè)器進(jìn)行信號(hào)采集后，信息通過(guò)放大處理會(huì)形成視頻信號(hào)，因此在顯示器中可以顯出線路不同部位的溫度狀況，因此可以確定線路各部位的發(fā)熱狀況。熱圖像的形成是通過(guò)紅外探測(cè)器完成信息的收集，視頻信號(hào)包括線路的各個(gè)部位的溫度情況。熱像儀通過(guò)灰度的明暗顯示出電力線路的溫度。熱像儀的灰度暗表明相關(guān)區(qū)域的溫度低。熱像儀灰度會(huì)對(duì)應(yīng)線路不同位置的溫度。

電力線路運(yùn)行中所產(chǎn)生的紅外輻射可以借助紅外探測(cè)器采集信號(hào)，然后采用電子信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，顯示屏?xí)@示出熱像圖。電力線路的溫度分布狀態(tài)可以直觀地表達(dá)出來(lái)。電路線路在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)熱現(xiàn)象和電流效應(yīng)與電壓效應(yīng)有關(guān)，如果電力設(shè)備存在異常狀況，設(shè)備局部會(huì)伴有異常發(fā)熱，在紅外熱圖像中可以發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)發(fā)亮。

二、電力線路運(yùn)行中紅外檢測(cè)技術(shù)的影響因素

在紅外診斷中，通常采用的紅外探測(cè)器主要有三種類(lèi)型。紅外單元探測(cè)器的主要作用是對(duì)光電信號(hào)進(jìn)行收集轉(zhuǎn)換。多元列陣探測(cè)器實(shí)施紅外診斷時(shí)，要通過(guò)取樣處理，紅外探測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)是視頻信號(hào)。具有信息處理功能的探測(cè)器可以將攝像頭輸出的信號(hào)直接顯示出來(lái)。

對(duì)電力線路進(jìn)行紅外檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)結(jié)果會(huì)受到多方面因素的影響，因此檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性受到影響，所以為了保證紅外檢測(cè)的效果，除了要掌握正確的檢測(cè)方法外，還要分析紅外檢測(cè)的影響因素。在電力線路的運(yùn)行中，紅外檢測(cè)主要是結(jié)合被測(cè)物體的溫度分布情況，針對(duì)溫度變化判斷故障部位，所以溫度信息可以成為電力線路是否發(fā)生故障的判斷依據(jù)。借助紅外線可以準(zhǔn)確分析出電力設(shè)備發(fā)生故障的位置與類(lèi)型，可以判斷出故障的嚴(yán)重程度。但是紅外檢測(cè)的結(jié)果特別容易受到外界因素的影響，所以需要分析檢測(cè)條件和環(huán)境因素。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)要采取多種措施，以保證檢測(cè)處于良好的條件下，保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。

在電力線路中應(yīng)用紅外檢測(cè)技術(shù)要考慮到檢測(cè)位置與環(huán)境溫度，另外還要考慮到太陽(yáng)與背景輻射，這些條件都會(huì)產(chǎn)生影響作用。在實(shí)施紅外檢測(cè)時(shí)，如果檢測(cè)位置和被測(cè)目標(biāo)的位置存在差異，不僅難以保證檢測(cè)線路全部充滿(mǎn)檢測(cè)儀器的視角，還會(huì)影響到輻射表面上的投影面積。所以在檢測(cè)時(shí)要結(jié)合紅外檢測(cè)設(shè)備的設(shè)定范圍，結(jié)合電力設(shè)備的實(shí)際高度，選擇合適的距離來(lái)進(jìn)行檢測(cè)；如果檢測(cè)時(shí)環(huán)境溫度偏高，會(huì)影響到線路的溫度，在沒(méi)有運(yùn)行的條件下溫度也會(huì)偏高，所以測(cè)量會(huì)存在虛假熱現(xiàn)象。如果環(huán)境溫度比較低，線路溫度會(huì)由于周?chē)鷾夭畹淖饔霉收宵c(diǎn)會(huì)存在虛假溫差，導(dǎo)致故障點(diǎn)難以正確識(shí)別；在太陽(yáng)的輻射作用下電力線路在運(yùn)行中的溫度會(huì)升高，因此也會(huì)影響到檢測(cè)的真實(shí)性。此外，電力線路在運(yùn)行時(shí)，由于接頭部位長(zhǎng)期暴露于大氣中，會(huì)受到風(fēng)吹雨淋的作用，導(dǎo)體表面容易發(fā)生氧化和銹蝕，電阻會(huì)變大導(dǎo)致發(fā)熱。如果導(dǎo)線發(fā)生松動(dòng)，電力線路的安裝質(zhì)量不符合要求，電能發(fā)生損耗也會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。

三、電力線路如何采用紅外檢測(cè)技術(shù)

紅外檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要結(jié)合電力線路的發(fā)熱特點(diǎn)，要考慮到檢測(cè)距離、角度，存在的輻射，環(huán)境條件等，檢測(cè)要重點(diǎn)檢測(cè)熔絲和電纜頭、桿刀和導(dǎo)線接點(diǎn)，以及T字結(jié)等部位。要注意尋找電力線路的最佳觀測(cè)點(diǎn)。要消除遮擋物的影響，確保整個(gè)觀測(cè)點(diǎn)都要進(jìn)入到紅外熱像儀范圍內(nèi)。測(cè)量時(shí)還要確保角度的合理性，以免周邊物體熱輻射發(fā)生反射，影響到檢測(cè)的精度。還要結(jié)合電力線路的特點(diǎn)進(jìn)行紅外檢測(cè)，在進(jìn)行巡視時(shí)，要對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行全面掃描，特別要是監(jiān)測(cè)設(shè)備的發(fā)熱狀況，要考慮到距離、角度以及輻射、環(huán)境等因素的影響，這有利于對(duì)電力線路的運(yùn)行故障進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。檢測(cè)要還要考慮到運(yùn)行時(shí)段，準(zhǔn)確把握電力線路運(yùn)行時(shí)段的特點(diǎn)，發(fā)揮紅外檢測(cè)技術(shù)的作用分析熱故障。

四、電力線路運(yùn)行中紅外檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

（一）紅外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)

為了保證電力線路的穩(wěn)定運(yùn)行，電力企業(yè)可以借助信息自動(dòng)化系統(tǒng)，將線路檢測(cè)到的紅外數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送到測(cè)溫網(wǎng)，電力企業(yè)可以建立具有專(zhuān)業(yè)紅外圖像的數(shù)據(jù)庫(kù)，不同的數(shù)據(jù)在匯總后可以共享，便以提升分析的準(zhǔn)確性。電力企業(yè)的線路管理人員可以及時(shí)獲取紅外數(shù)據(jù)資料，這有利于提升電力企業(yè)的線路管理水平。紅外檢測(cè)儀器獲得的紅外熱圖可以和線路運(yùn)行的資料相互結(jié)合，以提升線路管理的效果。

（二）紅外檢測(cè)技術(shù)分析電力線路缺陷

紅外檢測(cè)可以采取系統(tǒng)化的管理方式，將電力線路生成的紅外檢測(cè)記錄和診斷報(bào)告實(shí)施系統(tǒng)化管理。通過(guò)完善線路紅外診斷系統(tǒng)與專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)熱缺陷進(jìn)行趨勢(shì)分析，有利于提升分析的準(zhǔn)確性。比如對(duì)熱故障進(jìn)行分析判斷，數(shù)據(jù)處理等。結(jié)合線路存在異常狀態(tài)和正常狀態(tài)的溫度進(jìn)行對(duì)比，可以分析出檢測(cè)數(shù)據(jù)潛在的信息，根據(jù)熱參數(shù)的變化情況，確定電力線路存在的缺陷和故障的變化情況。通過(guò)電力企業(yè)紅外檢測(cè)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)線路故障類(lèi)型和故障等級(jí)；借助升溫檢測(cè)診斷信息，來(lái)分析線路的歷史運(yùn)行狀況。

（三）檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)刀口和線夾發(fā)熱

由于隔離開(kāi)關(guān)的刀口長(zhǎng)期處于空氣中，在長(zhǎng)時(shí)間的作用下會(huì)發(fā)生氧化，電流會(huì)難以正常流通，發(fā)生電阻堆積導(dǎo)致局部溫度上升。由于隔離開(kāi)關(guān)刀口還會(huì)受到應(yīng)力的影響，電阻會(huì)增大，溫度會(huì)升高，借助紅外檢測(cè)可以檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)刀口的溫度變化，有利于防止發(fā)生安全事故。在電力線路的運(yùn)行中，線夾導(dǎo)線的接觸部位也會(huì)由于外界環(huán)境的影響發(fā)生氧化作用，線夾會(huì)發(fā)生松動(dòng)或接觸不良，電阻因此而增大，由于發(fā)熱形成安全隱患。借助紅外檢測(cè)技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)異常，提醒檢修人員此處線路存在異常狀態(tài)，需要進(jìn)行診斷檢修。

五、結(jié)束語(yǔ)

由于當(dāng)前紅外檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)中，因此為電力線路檢修提供了直接的依據(jù)，電力線路的穩(wěn)定性和可靠性得以提升。在電力線路的維護(hù)中，借助紅外檢測(cè)技術(shù)可以準(zhǔn)確分析出線路熱故障的原因。作為一項(xiàng)新技術(shù)，紅外檢測(cè)技術(shù)在預(yù)防電力事故方面發(fā)揮著重要的作用。

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