探討紅外測(cè)溫技術(shù)在高壓輸電線路中的應(yīng)用

苗俊

摘 要：電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，高壓輸電線路每年都會(huì)發(fā)生多起包括污閃以及斷線在內(nèi)的輸電事故與運(yùn)行故障。電力部門以及相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)如何保障高壓輸電線路運(yùn)行的安全性與可靠性，這一問(wèn)題備受各方關(guān)注與重視。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行高壓輸電線路運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)工作，這一問(wèn)題是至關(guān)重要的。本文依據(jù)這一實(shí)際情況，以紅外測(cè)溫技術(shù)為研究對(duì)象，著眼于對(duì)高壓輸電線路的運(yùn)行情況，簡(jiǎn)要分析了紅外測(cè)溫技術(shù)的工作原理與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而詳細(xì)研究了在高壓輸電線路運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的常見(jiàn)故障問(wèn)題及紅外測(cè)溫技術(shù)在故障檢測(cè)中的應(yīng)用，旨在于引起各方人員的特別關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：紅外測(cè)溫技術(shù) 高壓輸電線路 工作原理 應(yīng)用優(yōu)勢(shì) 故障分析

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（b）-0160-02

輸電線路，特別是高壓輸電線路在整個(gè)電力系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，可以說(shuō)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行安全性在很大程度上直接取決于高壓輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)。從相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，我國(guó)多個(gè)地區(qū)都曾經(jīng)發(fā)生過(guò)高壓輸電線路的運(yùn)行故障以及安全事故。如何借助于對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，明確輸電線路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，判別運(yùn)行故障，這一問(wèn)題備受各方工作人員的特別關(guān)注與重視。在將紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電線路的過(guò)程中，其作為突出的優(yōu)勢(shì)在于：（1）不停電；（2）不接觸；（3）常態(tài)化。因此，詳細(xì)研究并分析紅外測(cè)溫技術(shù)在高壓輸電線路中的應(yīng)用問(wèn)題至關(guān)重要。本文試對(duì)其做詳細(xì)分析與說(shuō)明。

1 紅外測(cè)溫技術(shù)工作原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

1.1 紅外測(cè)溫技術(shù)工作原理分析

紅外輻射是電磁頻譜中的一大關(guān)鍵組成部分。按照電磁屬性可將電磁波劃分為以下幾種類型：（1）微波；（2）紫外線；（3）無(wú)線電波；（4）可見(jiàn)光；（5）R射線；（6）X射線。其中，紅外線主要位于可見(jiàn)光與無(wú)線電波的中間位置，七波長(zhǎng)主要表現(xiàn)在0.75～100.00 m范圍之內(nèi)。更加關(guān)鍵的一點(diǎn)是：紅外輻射有著極為突出的普遍性特征。相關(guān)研究人員通過(guò)試驗(yàn)研究的方式證實(shí)：任何溫度在零度以上的物體，均在持續(xù)且自發(fā)的向四周散發(fā)一定量的紅外輻射。與此同時(shí)，在諸多影響紅外線輻射能量的因素當(dāng)中，最為關(guān)鍵的兩項(xiàng)指標(biāo)為：（1）紅外線波長(zhǎng)指標(biāo)；（2）物體表面溫度指標(biāo)。在將其應(yīng)用與實(shí)踐工作的過(guò)程當(dāng)中，可配合對(duì)紅外測(cè)溫專用設(shè)備的應(yīng)用，及時(shí)接受物體自身的能量，并對(duì)其進(jìn)行判定，從而得出物體具體的溫度狀態(tài)，由此可判定物體存在的熱缺陷及具體故障部位。

1.2 紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

同傳統(tǒng)意義上的接觸式測(cè)溫技術(shù)相比，紅外測(cè)溫技術(shù)所表現(xiàn)出的主要優(yōu)勢(shì)可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）紅外測(cè)溫能夠在不直接與物體表面發(fā)生接觸的狀態(tài)下，通過(guò)接收物體所發(fā)射紅外輻射的方式，實(shí)現(xiàn)測(cè)溫的遠(yuǎn)距離性，且兼顧極快的響應(yīng)速度優(yōu)勢(shì)；（2）紅外測(cè)溫技術(shù)適用于對(duì)多種物體的測(cè)量，其中包括帶電物體、高速運(yùn)動(dòng)物體、高溫物體、高壓物體以及熱接觸難度較大物體，在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)接觸式測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用的局限性；（3）紅外測(cè)溫技術(shù)在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)對(duì)被測(cè)目標(biāo)物體的溫度分布狀態(tài)產(chǎn)生變動(dòng)，從而確保了測(cè)量結(jié)果的真實(shí)與可靠。

2 紅外測(cè)溫技術(shù)在高壓輸電線路中的應(yīng)用分析

在我國(guó)近年來(lái)所發(fā)生的多起高壓輸電線路運(yùn)行故障當(dāng)中，一大關(guān)鍵原因即為：設(shè)備過(guò)熱。而進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，高壓輸電線路電氣設(shè)備熱故障又可以分為兩種類型：其一為內(nèi)部熱故障，此類故障主要是指在密封狀態(tài)下的電氣回路出現(xiàn)故障；其二為外部熱故障，此類故障主要是指因裸露在環(huán)境狀態(tài)下的接頭壓接性能不足問(wèn)題，導(dǎo)致接頭溫度在大電流通過(guò)狀態(tài)下瞬時(shí)升高，進(jìn)而引發(fā)安全隱患。而上述兩類熱故障均可以通過(guò)應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)的方式妥善解決。具體可分以下幾類。

2.1 絕對(duì)溫差法

針對(duì)存在于高壓輸電線路運(yùn)行過(guò)程中的熱故障而言，在我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范當(dāng)中均作出了明確規(guī)定：高壓輸電線路所應(yīng)用鋼芯鋁絞線線路在正常工作狀態(tài)下的工作溫度max需要控制在70 ℃以內(nèi)。然而，現(xiàn)階段，并不具備有關(guān)高壓交流線路、直流線路金屬器具具體的發(fā)熱溫度控制標(biāo)準(zhǔn)。參照我國(guó)現(xiàn)行《電力金具通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)規(guī)定來(lái)看，電氣接觸性能應(yīng)當(dāng)滿足以下幾點(diǎn)特性：（1）導(dǎo)線連續(xù)兩點(diǎn)之間的電阻應(yīng)當(dāng)在同等長(zhǎng)度導(dǎo)線線路電阻數(shù)值以下；（2）導(dǎo)線線路續(xù)接位置溫升數(shù)值應(yīng)當(dāng)在被續(xù)接導(dǎo)線線路溫升數(shù)值之下。結(jié)合上述判定可得知：在高壓輸電線路處于正常負(fù)荷運(yùn)行的情況下，包括壓接管、聯(lián)板、耐張線夾以及調(diào)整板在內(nèi)相關(guān)部位溫度與直流輸電線路導(dǎo)線溫度之間的關(guān)系應(yīng)當(dāng)為：相等或者略小。從這一角度上來(lái)說(shuō)，可在檢測(cè)過(guò)程中選取周邊運(yùn)行導(dǎo)線的正常溫度作為參考溫度數(shù)值，以被測(cè)量線路的參考溫度為依據(jù)，計(jì)算具體的熱缺陷數(shù)值。按照此種方式，可在一定程度上消除因風(fēng)速、太陽(yáng)輻射、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等不確定因素對(duì)測(cè)定數(shù)值所造成的影響與干擾。

2.2 警戒溫升法

應(yīng)用此種方法進(jìn)行高壓輸電線路故障檢測(cè)的關(guān)鍵在于：判定整個(gè)高壓輸電線路發(fā)熱區(qū)域相對(duì)環(huán)境溫度溫升情況。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，可借助于對(duì)溫升表的合理應(yīng)用，達(dá)到上述目的。在實(shí)踐過(guò)程中需要特別重視的是：在應(yīng)用溫升表過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置警戒參數(shù)的方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)在不同負(fù)荷電流狀態(tài)下，輸電線路導(dǎo)線接頭發(fā)熱區(qū)域溫升情況的檢測(cè)。熱缺陷的判定標(biāo)準(zhǔn)為：檢測(cè)區(qū)域相對(duì)環(huán)境溫升數(shù)值在警戒溫升表溫度規(guī)定數(shù)值之上。同絕對(duì)誤差法相比，在應(yīng)用警戒溫升法進(jìn)行線路缺陷檢測(cè)的過(guò)程中，存在一定的缺陷與不足，需要在實(shí)際應(yīng)用中加以特別重視。具體而言，涉及到以下幾個(gè)方面：（1）在負(fù)荷電流、運(yùn)行環(huán)境、線路材質(zhì)以及材料屬性條件完全一致的狀態(tài)下，受到臨近效應(yīng)因素的影響，導(dǎo)致高壓交流線路所表現(xiàn)出的發(fā)熱現(xiàn)象較直流線路發(fā)熱現(xiàn)象更加明顯。在此過(guò)程當(dāng)中，繼續(xù)采取以負(fù)荷電流以及導(dǎo)線型號(hào)為指標(biāo)規(guī)定警戒溫升表參考溫度數(shù)值的方式，顯得不夠合理；（2）對(duì)于高壓輸電線路，特別是架空高壓輸電線路而言，受到多項(xiàng)因素的影響，導(dǎo)致在有關(guān)環(huán)境濕度指標(biāo)、溫度指標(biāo)、風(fēng)速指標(biāo)以及檢測(cè)距離指標(biāo)的測(cè)定過(guò)程當(dāng)中，存在一定的難度與局限性。在實(shí)際工作過(guò)程當(dāng)中，為抑制這一影響，往往將檢測(cè)參數(shù)設(shè)置為：（1）地面環(huán)境溫度；（2）地面環(huán)境濕度；（3）地面環(huán)境風(fēng)速，這使得最終所得出的檢測(cè)距離指標(biāo)存在一定的估計(jì)性特征。更加關(guān)鍵的是：在警戒溫升法作用之下，所測(cè)定得出發(fā)熱點(diǎn)與環(huán)境溫度溫升之間存在比較大的誤差，可能導(dǎo)致有關(guān)高壓輸電線路熱缺陷及故障部位的判定出現(xiàn)明顯的偏差與失誤。上述兩項(xiàng)問(wèn)題需要在應(yīng)用警戒溫升法進(jìn)行高壓輸電線路熱缺陷判定的過(guò)程中加以特別重視，并做好相應(yīng)的控制措施，以保障紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用水平的穩(wěn)定與可靠。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文以上分析需要認(rèn)識(shí)到：無(wú)論是對(duì)于絕對(duì)溫差法、還是警戒溫升法來(lái)說(shuō)，在將其應(yīng)用于高壓輸電線路故障檢測(cè)的過(guò)程中均有著各自的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。若能夠妥善應(yīng)用，則對(duì)于保障高壓輸電線路運(yùn)行安全而言可以說(shuō)是至關(guān)重要的。特別是在夏季高溫環(huán)境狀態(tài)下，及時(shí)且有效的檢測(cè)高壓輸電線路發(fā)熱故障，對(duì)于熱缺陷的及時(shí)診斷而言同樣是至關(guān)重要的。總而言之，本文針對(duì)有關(guān)紅外測(cè)溫技術(shù)在高壓輸電線路應(yīng)用過(guò)程中所涉及到的相關(guān)問(wèn)題做出了簡(jiǎn)要分析與說(shuō)明，希望能夠?yàn)楹罄m(xù)實(shí)踐工作的開(kāi)展提供一定參考與借鑒。

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