紅外測溫技術在配電線路故障定位方法中的應用

徐世華+施繼棟

摘 要：紅外測溫技術是對電力運行設備的一種非接觸和遠距離的故障診斷技術；而金屬氧化物避雷器局部放電，伴隨局部溫升，紅外技術能快速、有效的發現此類故障。本文結合實例對紅外測溫技術配電線路故障定位方法中的應用進行了闡述。

關鍵詞：故障分析；紅外測溫；配電線路

1 前言

近年來，隨著社會經濟不斷發展，用電量年年遞增，對10kV配電網的安全可靠運行要求越來越高。10kV線路和設備發生故障不但給供電企業造成經濟損失，也會影響電網正常運行和居民的正常生活。根據配電網絡的實際運行狀況，對所發生的10kV配電運行事故進行分類分析，積極探索快速故障定位并消除故障的方法，特別對于占其中大部分的短路故障，這對于提高配電網管理水平具有重要意義。

2 技術基礎與支持

紅外測溫設備，是通過探測物體表面所輻射的紅外線的設備，反映的是物體表面的紅外輻射場，即溫度場，并由此根據物體表面的溫度場，定量地測量物體表面具體部位的溫度。

正常狀況下，電力線路中的避雷器熱像特征是整體出現輕微發熱，一般較熱點位于上部，同相間的熱場分布是均勻的；一旦出現故障，整體熱像會發生變化，溫度分布不均勻，出現局部過熱情況，故障嚴重程度和溫度分布是成正比的。運用紅外測溫技術對其檢測，發現避雷器某相具有發熱現象，與其他相比較，溫度有差異情況存在，得到過電壓致熱發生，及時應運用相間溫差來判斷故障相與定位故障點。

當MOA避雷器遭受過電壓的沖擊時，避雷器中出現的沖擊電流會改變其U-I 特性，使避雷器發生劣化。圖l 為MOA閥片的伏安特性，當電流達到kA 級（圖中a點）時，特性曲線會上翹，電壓劇增，大電流產生發熱現象。

3 實例分析

其基本原理是：由圖1，可知MOA避雷器當出現過電壓時，溫度可能暫時會有所上升，但會慢慢恢復，線路發生短暫的短路后，開展故障巡視時，可以對這一溫升進行測量，從而獲取有用的信息，定位故障發生地點。雖然測量溫度不是一種了解運行狀態的直接方法，但溫度是影響MOA避雷器運行狀態參數的綜合結果，在電壓作用下MOA避雷器的過熱直接與能量損失相關，而與運行電壓的質量及外界干擾等無直接關系。

實例（XX桿C相重合閘）

對比上面四張側得溫度圖，A、B、C三相避雷器所測得的溫度，可以明顯看出C相溫度最高，B相和A相溫度接近，其他桿上避雷器的溫度作為參考溫度，

C相溫度明顯高于其他兩相溫度，而本桿上避雷器溫度均高于參考溫度。

可以初步得出結論：瞬時短路故障，可能發生在C相附近，而對A相和B相避雷器也產生了一定的影響，由此推斷可能為異物或者小動物，造成的瞬間短路故障，發生在C相裸露部分處，由接觸處流經下方避雷器橫擔，形成短路回路，而同時也對其他兩相也有一定的影響；電力系統又重合閘成功，故障已經消除，溫升小于5度，溫度差2度左右，線路可以繼續安全運行，說明不用進行設備更換，但需要以后對于此處進行重點狀態巡視與檢修工作。

進一步觀察后，發現C相避雷器和連接線上有電弧灼傷痕跡，帶電取下進行實驗分析后，避雷器未被擊穿，仍可運行。

4 結束語

氧化鋅避雷器是線路運行中重要和常見的設備；紅外熱像儀能夠快速、準確地確定隱患點、故障點的位置，并測量出該點的溫度，且保留有圖像資料，為設備的正常運行和檢修工作提供了可靠的依據，結合紅外熱像儀在運行中的電氣設備的故障診斷的優勢，對避雷器進行必要的研究和探索，對于開展線路故障定位有著不可忽視的作用。電氣設備故障紅外診斷的基礎在于探測與識別故障目標溫度的特征性變化與分布，進一步注意日常積累經驗，使紅外熱像儀的作用得到最大限度的發揮，從而實現線路故障定位的快速和準確。這都需要在以后的線運工作中，著重付出努力，積累和分析各類情況和其表現的數據，發展和探索紅外診斷避雷器狀態量，實現確定故障位置要求。

參考文獻

[1]曹春梅，劉小文，高壓輸電線路熱故障紅外診斷的一維瞬態理論模型， 激光與紅外，2009（1），39-49

[2]明愛紅 衛新輝， 深討氧化鋅避雷器運行中異常發熱問題， 中國科技縱橫，2013（19），83-84

[3]陳星，陳元斐，紅外檢測技術在電力線路運行中的應用，中國電業（技術版），2011（10），7-11

作者簡介

徐世華（1986-），男，上海人，2009年本科學士畢業于上海電力學院，職稱為助理工程師，主要研究方向是配電線路運行，在國網上海市區供電公司從事配電線路工作。