研究輸電線路檢測中紅外診斷技術的運用

許武

（廣西電網有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

研究輸電線路檢測中紅外診斷技術的運用

許武

（廣西電網有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

輸電線路的檢測工作是整個電網檢測中至關重要的一項工作，是各類輸電設備穩定運的重要保障。以往電力企業在對輸電線路進行檢測時，都有規定的時間周期，雖然這種檢測模式可準確的檢測出輸電線路運行時的故障，但檢測的局限性也比較大。而紅外診斷則可以直接在輸電線路正常運行的狀態下進行檢測作業，將檢測結果以圖像形式顯示出來，大幅度提升了輸電線路運行異常檢測工作的效率，與傳統的停電檢測相比較，紅外診斷技術的應用使檢測工作更有針對性。本文主要就紅外診斷技術的原理進行分析，并對其在輸電線路檢測中的具體應用進行闡述。

輸電線路；檢測；紅外診斷技術

前言

紅外診斷技術是一種新型的輸電線路檢測技術，主要是通過紅外熱像儀器對輸電線路進行檢測，可以對電力設備因為故障引起的輸電線路發熱或者溫升現象準確的檢測，通過紅外圖譜將線路中具體的溫度分布情況顯示出來，然后使用專業的分析軟件，對線路所有點和線溫度值進行測定，并依據測定的結果對外部或者內部缺陷進行診斷。運用紅外的診斷技術可直接在運行的輸電線路進行檢測，無需進行停電檢測，具有遠距離、高效準確以及安全可靠等多種優點。

1 紅外診斷技術概述

1.1 紅外診斷技術的檢測原理

紅外診斷技術主要是運用紅外物理理論與研究成果，依據各類設備檢修工作的實際需求，將紅外輻射的特性對設備的運行狀態進行診斷的一項綜合性檢測技術（紅外溫度診斷的設計原理如圖1所示）。紅外診斷技術屬于紅外技術的一個分支，也是現代電力企業用來進行輸電線路檢測的一項重要技術。任何物體只要其本身絕對溫度大于零，就會散發出肉眼看到的紅外輻射能量，且溫度越高，其散發出來的紅外輻射能量也就越強，紅外診斷技術針對這一現象，對輸電線路發出的紅外輻射能量進行檢測，并將其轉換成的電信號，再由電信號處理系統對其進行處理后，以圖像的方式將輸電線路的表面溫度分布情況準確的顯示出來，并依據顯示的結果判定出輸電線路發生的故障或存在的故障隱患。此外，紅外診斷技術可以依據不同電力設備性質、部位以及故障程度的不同，對設備表面的溫升值情況與空間的分布特征進行全面的檢測與分析，以此來對各類設備中的隱形故障、故障隱患屬性、具體的故障位置以及故障的嚴重程度進行科學的判定。

圖1 紅外溫度診斷的設計原理

1.2 紅外診斷在輸電線路監測中的發展現狀

輸電線路和其他電設備一樣，只要其絕對溫度高于零，就會處于一定的熱狀態中，而輸電線路在運行過程中處于哪一種熱狀態，可以直接反映出其運行是否出現異常。正常情況下，輸電線路在運行的過程中，受到電流或者電壓等因素的影，會產生一定的熱量，這種熱量包括電流效應導致線路發熱產生的熱量、電壓效應導致線路發熱產生的熱量，當輸電線路出現缺陷或者故障時，其缺陷部位的溫升的快速發生變，而這種溫度變化度就為紅外診斷技術在輸電線路檢測中的檢測的提供了條件與參數[1]。

1.3 紅診斷技術的特點分析

①無需接觸、無需停電、無需取樣以及無需解體。②運用被動式的檢測，操作簡單方便。③可快速完成大面積的掃描成像，狀態顯示更加快捷、靈敏、形象以及直觀，監測效率較高，可減少檢測人員的工作量。④紅外診斷技術可以在電廠、變電站、輸電線路、配電等各類電力設備的故障檢測中應用，具有很強的通用性。⑤更方便計算機系統分析，也推動輸電線路檢測的智能化發展。⑥紅外監測和故障診斷，進一步推動了輸電線路狀態管理向狀態檢測體制方面發展，可以對管轄范圍之內的所有電力設備進行溫度管理，依據不同設備的實際運行狀態進行有目的檢測，提高設備檢測的質量。

1.4 紅外診斷技術的監測方法

（1）正常情況下，對輸電線路進行紅外監測時，先采用紅外熱像儀對需要檢測的位置進行完整的掃描，找到溫度異常的具體部位，之后再對該部位進行重點檢測，對其溫度進行準確的測量，并采集熱譜圖（如圖2所示），然后使用專業的分析軟件對監測結果進行全面的分析，對故障的性質和嚴重程度進行確定，并制定出合理的處理措施，最后將診斷的最終報告與異常熱譜圖上報。

圖2 紅外診斷熱譜圖

（2）依據檢測線路的具體情況，選擇適當的環境溫度作為的參照體，對線路的發熱點、正常溫度的對應點以及環境參照溫度進行測量時，需采用同一臺儀器依次進行測量，同類型之間進行對比時，應確保儀器和各個對應點之間的距離和方位保持一致，并從不同的方位進行檢測，最終得出熱量最大部位的溫度值。

2 紅外診斷技術在輸電線路檢測中的具體應用

2.1 在導線、壓接管以及線夾故障檢測中的應用

采用紅外診斷技術對輸電線路中的接頭、線夾以及壓接管等連接位置的溫度差進行檢測，依據檢測的結果判定該輸電線路是否存在故障或者故障隱患，這類檢測主要是以溫度差異對線路中是否存在缺陷進行判定，若輸電線路的傳輸功率正常，線路則不會出現異常的發熱現象。因此，以溫度差異對輸電線路的故障進行檢測時，需確保線路的傳輸功率和外部大氣環境維持一致。輸電線路出發熱異常的原因主要包括以下幾方面：①接觸面出現氧化，線路接頭部位壓接管的壓力不足，導線的接觸面過小時會增加線路的電阻，導致線路的出現局部發熱。②線夾位置的螺絲出現松動，引發線路出現局部發熱異常。③一般情況下，導線都是多股組成，若導線出現斷股現象，也會增大線路的電阻，導致的線路出現異常發熱。這此輸電線路的異常狀態可以依據其嚴重程度分為的三類：一般缺陷、緊急缺陷以及重大缺陷[2]。

2.2 紅外診斷技術在玻璃或者瓷絕緣子故障檢測中應用

在輸電線路的運行過程中，導致絕緣子出現異常發熱的因素主要包括以下三個方面：①電流電場對線路產生了作用，導致電介質出現極化效應，引起絕緣子異常發熱。②絕緣子的內部穿透性持續增強，導致電流泄漏后引起絕緣子異常發熱。③絕緣子表面上的爬電電流發生泄漏引起絕緣子異常發熱。正常情況下，如果絕緣子處于正常運行狀態，其發出的熱量非常小，因此，經過紅外診斷后，如果絕緣子處于正常狀態，熱像圖會呈現馬鞍形狀，且相鄰的絕緣子間的溫度差較小，基本＜1℃，而當絕緣子劣化時，其發熱量會快速上升，其中溫度變化最明顯部位為鋼帽內，鋼帽內部的溫度和其鄰邊絕緣子溫度超過1℃時，就可判定絕緣出現異常。此外，絕緣子表面灰塵積壓過多，也會降低絕緣子內部的電阻，此時，絕緣子的主要發熱部位為磁盤。

2.3 紅外診斷在復合絕緣子故障檢測中的應用

正常情況下，復合絕緣子內部的電阻都比較大，因此，可以從絕緣子內部通過的電流較小，此時其發出的熱量可以忽略不計，但是，如果復合絕緣子的某個部位電阻持續下降，此時通過絕緣子的電流會快速增加，就會導致絕緣的局部異常發熱，在絕緣子芯棒與保護套完好的情況下可以保障正常運行，但如果保護套破損，就會在絕緣子局部產生強場，導致絕緣子局部出現大量放電現象，這時使用紅外診斷，就能將絕緣子的故障發熱圖準確的顯示出來，進而將輸電線路的故障情況清晰、直觀反映出來。

3 結束語

綜上所述，紅外診斷技術在輸電線路故障檢測中有著至著重要的作用，通過紅外診斷技術可以及時發現的輸電線路的故障情況、故障位置以及嚴重程度，并立即制定出科學、有效的檢修對策，防止故障進一步擴大，避免對整個電網系統的運行造成影響。并且，隨著現代的科學技術的進一步發展，紅外檢測和診斷技術日益完善，紅外診斷在輸電線路中的檢測精度也更加準確，紅外診斷技術在電力系統故障檢測中的應用也越來越廣泛，不僅為電力系統的安全穩定運行提供了保障，更滿足了廣大電力用戶的用電需求，為我國電力事業的進一步發展做了巨大的貢獻。

[1]諸葛葳.輸電設備狀態檢測中紅外熱成像技術的應用探析[J].企業技術開發，2015，09：41～42.

[2]蔣同軍，張雪然，蔣碧鶯，等.紅外測溫技術在合肥10kV配電網中的應用[J].安徽電力，2015，03：29～32+53.

TM755

A

1004-7344（2016）12-0080-02

2016-3-28

許武（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電線路檢修工作。