輸電線路運維中紅外測溫技術的運用分析

陳海林

（廣西電網有限責任公司崇左供電局　廣西崇左　532200）

由于地區經濟的高速發展，電網建設在不斷向負荷集中度高與網架覆蓋面廣的方向邁進，用電量的攀升與負荷電流周期性的峰谷效應對電力設備的承載性提出了更高的要求。這使得供電企業在保障電力設備安穩運行上投入了大量的物力與財力。其中針對負荷可能集中出現的時期，運維部門制定了相應的電網風險預警處置及保供電方案，但常規的巡視通常難以行之有效地覆蓋所有隱患點，及時發現特殊運行方式下高負荷電流可能帶來的設備故障或停運風險，這對于輸電線路安穩運行常態化與設備工況持續良好形成不利影響。紅外測溫技術所具有的不停電非接觸直測與大面積快速平掃的特點，不僅克服了線路覆蓋面廣與設備眾多導致的巡視盲區，解決了常規特殊巡視不能有效監控隱患點的問題，也滿足了運維策略中防事故于未然的特殊要求。紅外測溫工作的有效實施與開展與線路設備的安全運轉息息相關。本文將從不同運行方式及設備的器質性缺陷出發，論述紅外測溫技術如何與運維策略相關聯，實現對線路設備的高效管控與維護。

1　紅外測溫技術的特點及應用條件

1.1　紅外測溫技術的特點

運行中的輸電線路由電流熱效應產生紅外輻射作用，進而在導線表面產生一定的溫度場，紅外測溫技術通過吸收這些自溫度場散發的紅外輻射能量，經由電效應及放大器與A/D轉換器等部件形成有效可讀的可見光圖像，該技術具有測試效果直觀與靈敏度高的特點，能夠檢測出設備細微的熱狀態變化，有效反映出設備內外部發熱情況，可靠性高，對發現設備隱患極為有效。紅外測溫儀顯示界面如圖1所示。

1.2　紅外測溫技術的應用條件

圖1　紅外測溫儀顯示界面

紅外測溫技術是針對正在運行的設備進行非接觸式檢測，拍攝其溫度場的分布，對于電流致熱型設備隱患，如高負荷運行方式下導致的導線接頭、耐張線夾或并溝線夾等連接部件的發熱情況，紅外測溫在陰天或傍晚進行，能夠有效降低環境對測量結果的干擾度。導線溫升與負荷電流的關系如圖2所示。對于電壓致熱型設備隱患，如絕緣子發生的氧化腐蝕，紅外測溫的應用條件為低風速與低濕度的天氣環境。

2　紅外測溫的基本方法

2.1　表面溫度判斷法

對導線接頭等熱效應區域的側溫，使用儀器測量部件表面的溫度，比照相關標準規定中的相應設備、材料溫升范圍與允許值，確定部件的溫升是否處于合理范圍。對設備存在過熱，溫度場存在一定梯度的情況，通過反復測量及多角度的觀察，確定設備缺陷的分類及定級，實現缺陷的持續管控。

圖2　導線溫升與負荷電流的關系

2.2　相對溫升判斷法

對于電流致熱型設備的溫升判斷，通常采用此法。在運行工況基本相同的兩臺設備組合選取兩個檢測點，通過計算檢測點溫升之差與參照體溫升的百分數，或計算檢測點之間溫差與參照體對應環境溫度之差的百分數來確定設備發熱程度。該方法能夠有效排除環境溫度對測試結果帶來的干擾。

2.3　同類比較法

針對輸電線路設備種類較單一、數量龐大、重復度高、分布面廣的特點，使用同類比較法能夠有效而快速地判斷某一設備的溫升水平。對同一回路的同一型設備、同一設備的三相或具備同樣工況的同型號在運設備，在確保環境溫度及背景相同，并確保不同時存在發熱故障的前提下，可對比不同設備的發熱情況，對其相應部位的溫度值進行綜合比較。

3　紅外測溫在預防器質性缺陷中的運用

3.1　鋼化玻璃絕緣子

鋼化玻璃絕緣子具有特殊條件下發生零值自爆的特點。南方地區雷雨天氣及雨霧潮濕天氣的發生，在較長周期內使玻璃絕緣子發生氧化腐蝕，進而導致雷電燒傷或電暈損耗的發生，腐蝕后的劣質絕緣子，在電壓作用下導致泄漏電流增大，產生發熱作用，使用紅外測溫儀器在太陽下山2h后進行檢測，易于發現其溫升缺陷。

3.2　復合絕緣子

復合絕緣子使用耐電材料制作的聚合物芯棒，在超過其耐受電場強度的電蝕作用下，不可避免地發生電介質擊穿。每當聚合物具有足夠的介電損耗或電導損耗，由于溫度上升增加了電導率，其就存在由熱效應導致擊穿的可能性。交流電場中多個松弛過程所產生的熱，預示了其熱效應，紅外測溫作業在這一階段對設備的及時檢測，對預見失控受熱條件的突然開始尤為重要。

3.3　無間隙避雷器

無間隙避雷器的閥片具有非線性、均一性差的特點，運行一段時間后，在閥片劣化作用下易使電壓分布不均，造成阻性電流與功耗增加，因荷電率增高，負擔加重，導致老化速度進一步加快，最終使整套避雷器發熱崩潰。閥片劣化失效使得泄漏電流上升，內部放電作用會導致氣體壓力與溫度上升，能否在該階段運用紅外檢測技術及時發現設備故障，是有效避免避雷器本體擊穿的關鍵所在。

黃立又來電話了。我說黃領導，有何吩咐？黃立說，有個重要的事情要告訴你。我的心一下提到了嗓子眼。黃立說，你們的訂單不能發了。我忙問怎么回事？黃立說，今天江老板找我了，說林老板找了他，要求中汕廠立即停止給景花廠訂單。我和阿花都吃了一驚，中汕廠現在是景花廠最大的客戶，一旦停發了，后果不堪設想。林強信這個王八蛋！阿花氣乎乎地說，我要去會會中汕廠的老板。

4　基于紅外測溫技術的高效運維策略

4.1　與特殊運行方式的關聯

迎峰度夏或電網處于N-1運行方式期間，在運線路承載較平時更高的負荷電流，當負荷程度達到滿負荷的80%以上，應在可預期的重負荷到來前，對線路全線的重點連接部位進行紅外測溫。對正常運行的500kV線路連接器及重要的220kV架空線路的重要連接器，應在每年迎峰度夏前進行一次檢測。對于老舊、運行環境差，或存在固有缺陷的線路，在重負荷運行期間，應適當增加紅外測溫作業的頻次與樣本數。表1為不同負荷運行期間對某線路#246塔A相耐張線夾的測溫數據。

4.2　對新投運線路的管控

新投運的線路由于安裝工藝、壓接工藝等環節的影響，導線受壓后易于在高長金屬物體雙股形原理的作用下，在連接器附近出現散股。散股后導線的基本結構受到破壞，容易出現局部過熱的現象。同時，連接頭中也可能存在不良連接，導致接觸處電阻率升高，從而造成溫度較其他部位偏高的過熱缺陷。通常新投運線路要求運維單位在投運的一個月內進行一次全線重點連接部位的測溫。

表1　某線路#246塔A相耐張線夾在不同負荷時的測溫數據

4.3　后續的缺陷管理

電流致熱設備在被紅外測溫作業確定其缺陷狀況后，應持續關注其缺陷發展狀態，視其缺陷級別及具體情況確定是否降低負荷電流進行事故規避，并盡快安排停電檢修進行消缺。電壓致熱的設備應立即降低負荷電流，并安排其他測試手段進一步確定缺陷具體位置及性質，待性質得到確認后，立即安排消缺。

5　結束語

紅外測溫技術隨著電子技術的日趨完善，已逐漸與輸電線路高效運維策略相融合，運用紅外測溫技術拓展運維思路，創新更靈活有效的運維策略，完善線路安穩運行條件是時代發展的需求。運用紅外測溫技術對線路設備進行檢測，實現了非接觸式測量，體現了遙測技術的理念，其靈敏度高、覆蓋面大、用途廣泛的特點很好地運用到了設備全生命周期管控的思路中，與設備風險管控原則及線路運維的先進理念相符合。基于紅外測溫技術的線路運維方式方法在未來將會具有越來越大的優勢。