探究基于紅外測溫法的故障絕緣子在線檢測技術

金 峰，寧 利，馬德志

（1.國網白城供電公司鎮賚檢修分公司，白城 137300；2.國網吉林省電力有限公司鎮賚縣供電公司，白城 137300）

隨著社會文明及經濟的發展，電能這種清潔型的二次能源給人們的生活帶來了巨大的便利，獲得越來越廣泛的作用。在電網運行的過程中，因為電壓和電流之間的相互作用，及時作為輸電線路中主要絕緣部件的絕緣子也會出現發熱的現象，進而產生故障，影響到電網輸電線路的正常運行。因此加強對故障絕緣子的在線檢測就變得十分必要。針對絕緣子故障檢測，國內外諸多的專家學者提出了數種檢測方式，如：分布電壓法、脈沖電源電流法、電場法、敏感絕緣子法、泄漏電流法、絕緣電阻測定法等。但這些檢測方式都是利用表征絕緣子狀態的特征進行故障的早期預報，已收到電磁的干擾，精度較低，且具有較大的安全隱患，同時檢測的成本也較高。因此，這些檢測方式不具備廣譜性。所以，探索有效且具有廣譜性的故障絕緣子在線檢測技術就變得十分必要且緊迫。

1 絕緣子發熱現象的原因分析

絕緣子是電網系統中輸電線路重要的組成部分，是保障輸電線路電氣性能最重要的部件。在實際運行中，由于絕緣子上存在著鋼腳和鋼帽等金具部分，加之其常年受到電壓和電流的相互作用，因此，在其鋼腳、鋼帽以及接地桿塔之間存在著較多的雜散電容，導致其電壓分布極不穩定：其靠近輸電線路部位的絕緣子承擔著極大地電壓降，而其接地桿塔部位的絕緣子承擔的電壓降則較小。在長期的不均衡電壓下，絕緣子的電介質會因極化效應引起局部發熱現象。其次，是因為絕緣子內部存在質量問題，導致其內部因穿透性泄漏電流引起嚴重的發熱現象。最后，因為絕緣子長期暴露在野外，受風吹日曬雨淋等天氣現象的影響，其外部表面會逐漸產生很多污穢物質，進而導致其表面產生爬電泄漏電流，這樣也會導致其表面產生發熱現象。根據相關人士的研究結果顯示，正常的絕緣子發熱情況較低，并與其電壓的分布情況成正比。但當絕緣子出現劣化現象后，其鋼帽內部發熱功率就會快速增多，導致鋼帽的溫度快速上升。尤其是當絕緣子表面存在較多的污穢時，更會影響到其表面的溫度。而且，在相同電壓下，絕緣子表面的污穢現象越嚴重，其發熱量就越大。一旦絕緣子溫度過高，就會嚴重影響到電網輸電線路的正常運行。

2 紅外測溫法簡介

紅外測溫法是一種利用紅外成像設備監控某物體內部冷熱程度的方法。在自然界中，當物體的溫度高于絕對零度時，其內部就會存在著熱運動，并不斷向四周輻射電磁波。在其輻射的電磁波中，包含著波長處于0.75～100μm 的紅外線。借助紅外測量工具，測量這些物體自身輻射的紅外能量，能準確地測定其表面的溫度。這也是紅外測溫法依據的客觀原理。目前，在實際應用中，人們普遍采用的是非接觸式紅外測溫儀，這種測溫儀具有使用方便、反應速度快、靈敏度高、測溫范圍廣等諸多的優勢。

3 基于紅外測溫法的故障絕緣子在線檢測技術具體的應用

基于紅外測溫法的故障絕緣子在線檢測技術，其本質就是借助紅外測溫設備向被測的絕緣子發出紅外線，然后根據測定絕緣子自身輻射的紅外能量，準確測定其表面的溫度，從而準確判斷該絕緣子是否存在局部發熱的情況（見圖1）。其具體的應用如下：

圖1 紅外測溫系統結構圖

首先，檢測人員必須確定被測絕緣子的溫度范圍、目標尺寸、波長范圍、外界環境條件以及光學分辨率，以此確定選擇合適的紅外測溫儀。

其次，在確定紅外測溫儀以后，檢測人員還必須對紅外測溫儀進行調試，以確定該儀器的響應時間、信號處理功能，同時還需調試儀器內的算法，并根據知識校正目標發射率，從而對其進行準確標定，確保胡須檢測工作所得數值的準確性。

第三，合理選擇在線檢測的方式。目前，應用紅外測溫在線檢測技術，主要有全輻射測量、亮度測量、雙波段測量、多波段測量以及最大波長測量這幾種方式。監測人員可以根據實際需求，合理選擇一種或幾種測量方式開展在線檢測。

最后，檢測人員根據在線檢測的結果，與正常絕緣子的各項數據進行對比，確定其表面溫度大小，并根據被測絕緣子表面的熱分布情況，準確判斷其與熱分布有關的其他性質。一旦發現存在問題，及時上報，對故障絕緣子進行檢修或更換，從而為電網輸電線路的安全運行提供保障。

4 結束語

綜上所述，隨著我國社會經濟的發展，人們對于電能的需求越來越大，對其安全性和穩定性都提出了較為嚴格的要求。絕緣子作為電網輸電線路重要組成的絕緣部件，對電網運行的安全性和穩定性具有極大的影響，一旦出現故障，就會影響大電網運行的安全性和穩定性。通過采用紅外測溫法進行在線檢測，能準確、及時地發現問題并及時予以解決，從而保證并提高電網輸電線路運行的安全性和穩定性，滿足人們的用電需求。