試析如何提高架空輸電線路導(dǎo)線接頭紅外測(cè)溫的準(zhǔn)確性

何重吉

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試析如何提高架空輸電線路導(dǎo)線接頭紅外測(cè)溫的準(zhǔn)確性

何重吉

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526000）

我國(guó)的輸電線路通常采用了架空的形式，其可能會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)線接頭溫度過高的問題。紅外測(cè)溫技術(shù)可以提升遠(yuǎn)距離測(cè)量輸電線路接頭的穩(wěn)定性，因此，提高紅外測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)保障輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。概述了紅外測(cè)溫技術(shù)，并分析了其在架空輸電線路中有效使用的優(yōu)勢(shì)，探究了提高導(dǎo)線接頭的紅外測(cè)溫精確度的有效策略，為保證輸電線路的安全性能提供了參考。

紅外測(cè)溫；架空輸電線路；電阻；溫度驟升

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的明顯提升都使我國(guó)的用電量劇增，負(fù)荷電流持續(xù)攀升，輸電線路上的導(dǎo)線接頭可能因?yàn)榫€路電荷的不斷變化出現(xiàn)電阻增大、溫度驟升等問題，嚴(yán)重時(shí)可能影響整個(gè)輸電線路的運(yùn)行。紅外測(cè)溫技術(shù)可以遠(yuǎn)程測(cè)量輸電線路的接頭溫度，其技術(shù)方法具有操作簡(jiǎn)便、精確度高的特點(diǎn)，提高紅外測(cè)溫技術(shù)的準(zhǔn)確性有利于保障架空輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 紅外測(cè)溫技術(shù)的基本概述

紅外測(cè)溫主要是利用了紅外線的輻射原理，并通過遠(yuǎn)距離不接觸的方式對(duì)被測(cè)量物體的表面進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度測(cè)量與記錄。檢測(cè)物體的表面溫度實(shí)際上就是檢測(cè)物體輻射功率，這也與物體的基本材質(zhì)、形狀、加熱條件、表面屬性、基本構(gòu)造、物體內(nèi)部設(shè)計(jì)缺陷和故障以及物體所處的外在環(huán)境息息相關(guān)。

同一被測(cè)物體如果存在一定的設(shè)計(jì)缺陷和自身故障，在測(cè)量其表面溫度時(shí)就會(huì)得出相應(yīng)的溫度分布變化，而物體的材料性質(zhì)與形狀屬性發(fā)生變化，也會(huì)相應(yīng)地體現(xiàn)在溫度變化上。因此，紅外測(cè)溫技術(shù)不僅能有效掌控物體溫度，也是掌握被測(cè)物缺陷故障和使用情況的重要方法。

2 合理運(yùn)用紅外測(cè)溫的優(yōu)勢(shì)

2.1 遠(yuǎn)距離測(cè)溫、不停電測(cè)量

架空輸電線路無法通過常規(guī)的測(cè)溫儀器進(jìn)行溫度測(cè)量，紅外測(cè)量?jī)x可以遠(yuǎn)程測(cè)量導(dǎo)線的接口處溫度，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)溫。此外，整個(gè)測(cè)溫過程不需要進(jìn)行停電處理，可以保證操作人員全面掌握輸電線路運(yùn)行狀態(tài)下的接頭溫度，從而采取更有針對(duì)性和可靠性的安全保障措施。

2.2 快速、全方位地掃描成像

紅外測(cè)量可以通過紅外線的成像圖譜直接反映被測(cè)物體被測(cè)位置的準(zhǔn)確溫度。此外，紅外測(cè)溫的響應(yīng)速度極快，數(shù)據(jù)采樣效率很高，也不會(huì)受到各種天氣條件和地理位置的影響，是提高作業(yè)有效性、降低工作強(qiáng)度的測(cè)量方法。

3 提高紅外測(cè)溫精確度的有效策略

本文應(yīng)用的是DL-500型紅外測(cè)溫儀，其主要是需要通過以下內(nèi)容進(jìn)行測(cè)溫，并不斷提升測(cè)溫準(zhǔn)確性：①由于紅外測(cè)溫采用逐點(diǎn)分析的方式，因此，需要注意輻射率的設(shè)定，在對(duì)桿塔進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，針對(duì)測(cè)量的部位應(yīng)及時(shí)修正所設(shè)定的輻射率。②測(cè)定距離也是比較重要的內(nèi)容，即距離系數(shù)（=∶）是測(cè)溫儀到目標(biāo)的距離與測(cè)溫目標(biāo)直徑的比值，其對(duì)紅外測(cè)溫的精確度會(huì)產(chǎn)生較大的影響，且值越大，要求紅外測(cè)溫儀的分辨率越高。基于此，在對(duì)輸電線路桿塔進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，應(yīng)保證所用的紅外測(cè)溫儀的光學(xué)分辨率滿足測(cè)量要求，以減少測(cè)量的誤差。另外，對(duì)輸電線路設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，如果紅外測(cè)溫儀的分辨率達(dá)不到測(cè)量的精確要求，則要求測(cè)量人員登塔測(cè)量。

3.1 有效控制設(shè)備表面的發(fā)射率

所有的紅外測(cè)溫儀器都是以測(cè)量線路或設(shè)備表面的紅外輻射實(shí)際功率，來得到被測(cè)位置的各種溫度信息，相同功率的紅外目標(biāo)輻射也會(huì)因?yàn)楸粶y(cè)物體表面不同的發(fā)射率，而使測(cè)量呈現(xiàn)出不同的結(jié)果[1]。

一般而言，發(fā)射率較低，就會(huì)得出較高的測(cè)量溫度，這與物體表層的表面形態(tài)與材料性質(zhì)有關(guān)。在進(jìn)行紅外測(cè)溫之前，要對(duì)發(fā)射率進(jìn)行調(diào)整與修正，保證獲得的測(cè)量檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。

3.2 把握紅外測(cè)溫儀的工作與響應(yīng)時(shí)間

響應(yīng)時(shí)間可以集中反映紅外測(cè)溫儀掌握被測(cè)物體溫度變化時(shí)所展現(xiàn)出來的反映速度和工作效率。精確把握紅外測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間可以準(zhǔn)確了解被測(cè)物體的溫度實(shí)時(shí)變化情況。具體而言，如果被測(cè)物溫度急速升溫或快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，就要更換工作效率更高、響應(yīng)時(shí)間更短的紅外測(cè)溫儀器，以便于準(zhǔn)確獲取溫度信息，而對(duì)靜止不動(dòng)的被測(cè)物或熱慣性較大的被測(cè)物，則可以在一定程度上放寬紅外測(cè)溫的響應(yīng)時(shí)間要求。需要注意的是，在輸電線路進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，不能透過石英玻璃；當(dāng)環(huán)境溫差在20 ℃或更大的環(huán)境中時(shí)，需要讓紅外測(cè)溫儀在新環(huán)境溫度中適應(yīng)15 min以后才能進(jìn)行測(cè)試，以免影響其測(cè)溫的精度[2]。

詳細(xì)的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)如表1所示。

表1 某線路#246塔A相耐張線夾在不同負(fù)荷時(shí)的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)

塔號(hào)設(shè)備名稱測(cè)量溫度/℃導(dǎo)線溫度/℃環(huán)境溫度/℃線路負(fù)荷/MW導(dǎo)線相對(duì)溫升/℃相對(duì)環(huán)境溫度/℃ 246A相小號(hào)側(cè)耐張線夾9.68.581 3501.11.6 A相大號(hào)側(cè)耐張線夾9.98.581 3501.41.9 A相小號(hào)側(cè)耐張線夾11.810.5101 6501.31.8 A相大號(hào)側(cè)耐張線夾1210.5101 6501.52 A相小號(hào)側(cè)耐張線夾13.211.6112 0001.62.2 A相大號(hào)側(cè)耐張線夾1311.6112 0001.42

3.3 設(shè)置合適的環(huán)境條件

紅外測(cè)溫儀會(huì)因?yàn)楸粶y(cè)物體周圍環(huán)境和儀器所處環(huán)境的不同得出不同的測(cè)量結(jié)果，因此，操作人員需要充分掌握各種環(huán)境因素對(duì)測(cè)溫結(jié)果的影響，盡可能提高測(cè)溫的實(shí)際精確度。

一般來說，架空輸電線路導(dǎo)線因?yàn)橥ㄟ^負(fù)荷電流，在運(yùn)行的狀態(tài)下，其溫度會(huì)高于環(huán)境溫度，同時(shí)，環(huán)境溫度升高與當(dāng)?shù)氐娜照諒?qiáng)度有關(guān)，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)為了減少誤差，應(yīng)加強(qiáng)研究環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量的影響，以提升觀測(cè)的準(zhǔn)確性。

3.4 清潔鏡頭和標(biāo)定測(cè)溫儀

測(cè)溫儀設(shè)備的自身狀況也會(huì)影響到測(cè)溫結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果測(cè)溫儀的鏡頭上存在灰塵和污漬，就需要及時(shí)清理鏡頭，可以用專用的鏡頭紙或者棉球清潔，以保證測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)殓R頭不清晰而產(chǎn)生偏差。此外，在使用測(cè)溫儀之前還要校對(duì)標(biāo)定測(cè)溫儀，如果標(biāo)定時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差較大，則還需要退回維修中心進(jìn)行重新設(shè)定[3]。

3.5 開展紅外普測(cè)并建立檢測(cè)數(shù)據(jù)庫

相關(guān)部門和單位不僅要定期開展對(duì)輸電線路導(dǎo)線接頭的紅外測(cè)溫工作，保證輸電線路可以在復(fù)雜多變的環(huán)境氣候下保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，還要加強(qiáng)用電高峰季節(jié)的交跨線溫度檢測(cè)工作，全面掌握輸電線路的承載能力。在完成每一次溫度檢測(cè)工作之后，要整理和匯總數(shù)據(jù)信息，并建立起紅外檢測(cè)的數(shù)據(jù)庫，以便于相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)分析，動(dòng)態(tài)地掌控輸電線路的運(yùn)行情況[4]。

4 結(jié)束語

架空輸電線路的導(dǎo)線溫度關(guān)系到整個(gè)輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。相關(guān)部門和單位要加強(qiáng)紅外測(cè)溫工作的實(shí)效性和準(zhǔn)確性，為后期的線路檢修和維護(hù)做好充足準(zhǔn)備，建立完備的數(shù)據(jù)庫，并通過分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌控輸電線路的運(yùn)行情況，切實(shí)維護(hù)好用戶的用電安全和國(guó)家的財(cái)產(chǎn)安全。

［1］李巖峰，張志杰，趙晨陽，等.利用紅外熱像儀進(jìn)行物體表面波段法向發(fā)射率測(cè)量［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2017，30（09）：1348-1351.

［2］王敏.紅外測(cè)溫技術(shù)在電氣設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)用與管理［J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018（04）：84.

［3］楊宗卓.變電運(yùn)維中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2018（10）：230.

［4］陳海林.輸電線路運(yùn)維中紅外測(cè)溫技術(shù)的運(yùn)用分析［J］.建材與裝飾，2018（27）：223-224.

2095－6835（2018）21－0130－02

R185

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.130

〔編輯：張思楠〕