高壓輸電線路設備紅外診斷與檢測技術分析

羅昳昀

(國網湖北省電力公司宜昌供電公司,湖北宜昌,443001)

高壓輸電線路是電力系統(tǒng)中的核心部分，輸電線路的正常運行，能確保整個電力系統(tǒng)的安全和效益。目前，紅外線在線診斷技術的研發(fā)和使用，為高壓輸電線路檢修方式的轉變提供了技術支持，常見的紅外線熱像儀就是我們同程使用的診斷設備。這種診斷技術能把設備表面溫度分布情況轉化為視頻信號，然后經過熱像儀以圖片形式更加直觀地將具體變化情況展現在工作人員眼前，讓工作人員能更好地了解高壓輸電線路。

1 高壓輸電線路設備紅外診斷與檢測技術原理

高壓輸電線路出現設備故障的原因有很多，如天氣惡劣、有害氣體腐蝕、風雨雪霧等自然作用力的影響以及施工人員施工水平等都會影響著整個電力系統(tǒng)的正常運行。一般的診斷和檢測原則是金屬導流設備會出現表面氧化、接頭松動，導致接觸電阻增加，使得部位發(fā)熱其表面溫度上升；或者是由于絕緣設備老化、介質損耗增大，使得絕緣體表面的電壓分布不均勻，出現漏電等現象，導致設備運行異常。

2 高壓輸電線路設備紅外診斷與檢測技術優(yōu)勢

紅外診斷與檢測技術具有很多使用優(yōu)勢，它可以彌補一般性檢測的不足，縮小誤差，同時，它具有良好的性能，不接觸、不停電、不取樣，并且能在系統(tǒng)運行的情況下進行檢測，檢測效率高，且不影響正常運行。此外，這種檢測技術能快速、直觀以及靈敏地診斷設備故障問題，讓工作人員能馬上“對癥下藥”，解決輸電線路問題，確保電能的正常傳輸，確保用戶安全用電。

3 高壓輸電線路設備紅外診斷和檢測設備使用方法類型

3.1 發(fā)熱設備分類

高壓輸電線路發(fā)熱設備一般分為兩種，一種為電流致熱設備，這種設備主要是由電流作用而引發(fā)發(fā)熱的設備。在整個高壓輸電線路中能發(fā)出電流的主要有導線、耐張線夾、跳線線夾、接續(xù)管以及并溝線夾、引流板以及導線接頭等。另一種發(fā)熱設備主要是指電壓致熱設備，這種設備主要是由于電壓作用而引發(fā)發(fā)熱的設備，高壓輸電線路中有絕緣子和線路避雷器等設備。這兩種發(fā)熱設備都是很重要的基礎設備，且使用的設備質量一定要好，確保不會因為設備故障，而影響輸電線路的正常運行。

3.2 紅外熱像儀檢測方法

對高壓輸電線路的紅外檢測方法主要有兩種，一種為一般性檢測，這種檢測方法適用于大面積的設備故障檢查，能夠快速掃描高壓輸電線路。另一種為準確性檢測，其檢測方法的精準度比較高，一般適用于對故障準確檢測。在高壓輸電線路中，電流致熱設備的發(fā)熱點熱像比較明顯，出現故障問題的線路段也很容易檢測處理，這種情況可以直接采用一般性檢測，如果是一般性檢測無法找到結果，可以將兩種檢測方法結合使用。兩者結合時，先要對整個設備進行全面快速的掃描檢測，先確定故障線路區(qū)段，檢測中一旦發(fā)現異常發(fā)熱現象，就必須要對發(fā)熱點進行準確檢測，盡快找到故障處理方法。兩者相結合的處理方法不僅可以快速對發(fā)熱缺陷進行確定，還能極大地提升維修工作的效率。而在電壓致熱設備檢測中，一般電壓致熱發(fā)熱現象沒有電流致熱明顯，主要是發(fā)熱點的溫度和正常時候的溫度差別比較小，一般性檢測方法不適用此種情況，所以必須采用更為精準的措施對電壓致熱設備進行檢測。兩種方法的對比情況如下圖1所示：

圖1

4 高壓輸電線路設備缺陷和故障診斷方法

4.1 溫度差區(qū)別法

電流致熱和電壓致熱其基本表現都是溫度的變化，所以一種基本的故障診斷方法就是通過表面溫度來判斷其故障區(qū)段，這方法比較簡單、直觀，且使用性較強，但是對于負荷比較小的線路區(qū)段不是很實用，其發(fā)熱現象不是很明顯，在這種情況下有可能出現漏判、誤判現象，因此，這種方法的科學性和可靠性還有待進一步驗證。

4.2 溫差值計算檢測法

溫差值計算方法就是將設備型號、安裝點以及環(huán)境等其他條件都統(tǒng)一設置為一樣的條件，然后將兩個對應測點之間的溫差和其中較熱測點溫升進行對比，得出兩者之間的比值，用百分比表示。具體計算Δt=(t1-t2)/t2=(T1-T2)/(T1-T0),其中，t1、T1表示發(fā)熱點的溫升和溫度，T2、t2表示正常情況下，對應進測點的溫升和溫度，T0表示環(huán)境參照體的溫度。相對溫差的檢測方法一般適用于電流致熱設備故障診斷，其主要優(yōu)點就是能排除負荷以及環(huán)境溫度不同時對紅外診斷結果的影響，提升結果的準確度，盡可能地避免誤判和漏判現象。但是這種方法不夠直接，其故障檢測需要花費的時間也比較多，一般不適合快速診斷。其一般電路診斷解析圖如下圖2所示：

4.3 熱圖譜分析法

紅外熱像儀故障檢測法是由熱像儀提供熱像變化圖，工作人員根據同類設備異常狀態(tài)的熱圖譜差異判斷、診斷設備是否正常，這種方法的精確度很高，也是目前高壓輸電線路設備診斷和檢測中最為常見的工作方法。由于這種檢測方法采用了先進的技術設備，科學化和規(guī)范化程度高，人為干擾程度低，因此，這種方法還有另一個優(yōu)勢就是需要的勞動力資源比較少。幾種診斷方法對比分析，結果如下圖3所示：

上述各種高壓輸電線路設備紅外診斷與檢測方法，各具優(yōu)勢，工作人員要根據實際情況采用有效的故障診斷方法。由于高壓輸電線路設備檢測是一項復雜的工作，在設備診斷和檢測中，為了確保測量結果的準確無誤，工作人員必須嚴格注意以下幾個方面。第一，選擇合適的天氣，一般陰天無風的情況是最佳的檢測環(huán)境，尤其要避免在雨、雷、霧等天氣下檢測，同時，在檢測時，檢測溫度應該在5攝氏度以上，空氣濕度應該在85%左右。第二，打開紅外熱像儀以后要進行內部溫度校準工作，然后再投入使用。第三，檢測時，還要選擇適合的溫度范圍和溫度分辨率，避免高溫破壞儀器。第四，當附近有磁場感應時，一定要進行多次檢測，如果多次檢測結果均出現不穩(wěn)定現象，那么需要進行校準。這些細節(jié)問題需要工作人員根據實際情況，控制檢測條件，盡量縮小誤差范圍。

5 結束語

綜上所述，高壓輸電線路設備紅外診斷和檢測技術水平的提升，極大地提高了工作效率。上述主要介紹了目前使用比較普遍的設備紅外診斷和檢測技術的工作方法和故障診斷方法。高壓輸電線路設備紅外診斷主要有電流致熱和電壓致熱兩個方面，而主要采用的方法就是一般診斷和準確診斷，并且介紹了故障診斷的幾種方法，提出工作人員在檢測前和檢測中需要注意的問題，本文對診斷方法的介紹還不是很完善，故障診斷方法有很多種，文本只介紹了幾種常見的診斷方法，希望有經驗的專業(yè)技術人員能夠提出自己的經驗，為紅外熱成像技術在高壓輸電線路中的應用提供一個技術交流平臺。

圖3

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