配電線路狀態(tài)檢修中紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用

劉欣+李向鑫

摘 ?要：狀態(tài)檢修模式對提升配電線路穩(wěn)定安全性十分有利，作為其中一種常用方法，紅外測溫技術(shù)憑借自身優(yōu)勢應(yīng)用得越來越多。文章先對此技術(shù)及各種測量方法做了簡單介紹，然后結(jié)合實(shí)例對其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：配電線路;狀態(tài)檢修;紅外測溫技術(shù)

中圖分類號：TM755 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2014）35-0052-02

作為電網(wǎng)的一部分，配電線路擔(dān)負(fù)著輸配電能的重任，為確保線路安全可靠，須做好檢修工作。定期檢修模式存在有缺陷，往往不能實(shí)時反映配電系統(tǒng)所處狀態(tài)，且易造成設(shè)備資源浪費(fèi)。經(jīng)過不斷改進(jìn)，狀態(tài)檢修備受關(guān)注，成了目前應(yīng)用最廣的檢修方式，在配電線路穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。具體的檢修方法有很多，如紅外測溫、配變負(fù)荷測量、絕緣子零值測量等，尤其是紅外測溫技術(shù)，無需與設(shè)備線路接觸便能得到溫度信息，安全性高、速度快、壽命長，值得推廣應(yīng)用。

1 ?紅外測溫技術(shù)及常見的檢測方法

1.1 ?故障分析

判斷配電設(shè)備是否異常，可通過獲取相關(guān)信息來分析判定，如氣味、聲音、溫度、振動頻率等。其中，根據(jù)溫度判斷較為常見，因?yàn)闇囟纫l(fā)的故障頗為頻繁，而且故障發(fā)生時溫度會有明顯變動。配電線路正常運(yùn)行時，系統(tǒng)各參數(shù)較為穩(wěn)定，處于平衡狀態(tài)，當(dāng)有異常出現(xiàn)時，其穩(wěn)定性遭到破壞，參數(shù)發(fā)生改變，溫度隨之變化。引起故障的原因很多，如環(huán)境潮濕、腐蝕物作用等，配電線路長期暴露于空氣中，受外界因素影響，導(dǎo)電性能逐漸削弱，絕緣遭到破壞。此時極易出現(xiàn)阻抗增加、泄漏電流變大、損耗增多等現(xiàn)象，使得各部件負(fù)荷加重，溫度升高，進(jìn)而燒毀設(shè)備元件，影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.2 ?紅外測溫

任何物質(zhì)在運(yùn)動中都會輻射一定的熱紅外能量，配電線路設(shè)備本身具有溫度，會隨時散發(fā)出紅外線。這是一種電磁波，按照波長可分為遠(yuǎn)近四個等級。紅外測溫就是利用專業(yè)儀器探測這些電磁波，將其轉(zhuǎn)換成其他信號，與物體的溫度相對照。分析處理后可得到相關(guān)溫度信息，并能夠在屏幕上繪制出熱像圖，以此來判斷所測對象的溫度是否正常，是否有故障發(fā)生。紅外測溫儀器主要包括光電探測器、信號放大器，以及處理顯示幾部分。對設(shè)備表面進(jìn)行掃描，便可獲得所需信息，這種方式與接觸式測溫方法相比，在速度、安全性等方面都較有優(yōu)勢。

故障通常有兩種：一是外部故障，紅外熱像圖容易觀察，故障檢測和判斷難度相對較小;二是內(nèi)部故障，不明顯，發(fā)熱持續(xù)時間長，檢測難度較大。

一般來說，紅外測溫儀只能測量表面溫度，難以對內(nèi)部溫度有精確地測量，而且測溫時要注意觀察是否被塵土覆蓋，否則測量結(jié)果會受到影響。另外，若所處環(huán)境溫差較大，應(yīng)及時對測溫設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。

1.3 ?具體方法

主要有以下幾種：

①表面溫度判斷法。在簡單的外部熱故障中使用較多，先設(shè)定正常工作狀態(tài)下的溫度標(biāo)準(zhǔn)和升溫極限值，然后測量配電線路的表面溫度，一旦超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則很有可能發(fā)生了故障;

②熱譜圖法。在采集溫度信息后，將其分析結(jié)果整理成熱譜圖，方便檢修人員觀察。然后與正常狀態(tài)下的熱譜圖相比，若差距較大，則可判斷為故障。

③相對溫差判別法。在因電流引起的故障中應(yīng)用較多，可有效削弱環(huán)境對溫度測量值的影響。方法為先選定與測量部分各參數(shù)較為相似的部分，比較兩者的差值，再計(jì)算溫度與環(huán)境差，經(jīng)相關(guān)計(jì)算求得表征溫度，進(jìn)而做出判斷。

④同類比較法。電氣回路中三相線的溫度變化不同，對其進(jìn)行比較判斷是否有故障存在。當(dāng)三項(xiàng)設(shè)備都有異常發(fā)生時，通常會選用同回路的同類設(shè)備作為比較對象。

2 ?實(shí)例分析紅外測溫技術(shù)在配電線路狀態(tài)檢修中的

應(yīng)用

2.1 ?案例分析

某供電公司擔(dān)負(fù)著為當(dāng)?shù)厝罕姽╇姷闹厝危S著經(jīng)濟(jì)水平提升，用電需求大幅增長。2009年，增設(shè)A段輸配電線路，總長度12.5 km，由于峰谷期調(diào)節(jié)不當(dāng)，導(dǎo)致出現(xiàn)電能分配不均、大面積停電等故障頻頻發(fā)生。加上環(huán)境因素和人為因素的影響，在2009～2011年間，發(fā)生多起電力安全事故。公司為此制訂了完善的管理制度，采用狀態(tài)檢修方式，并引入紅外測溫技術(shù)，建立紅外測溫系統(tǒng)，可實(shí)時對線路設(shè)備進(jìn)行檢查，獲取其溫度值，進(jìn)而判斷其所處狀態(tài)。

2010年4月17日，A段線路某處配變的C相低壓樁頭發(fā)出異常信號，溫度持續(xù)升高，顯示值為148 ℃。檢修人員立即趕赴現(xiàn)場，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，高溫已使得C相樁頭嚴(yán)重受損，局部已燒壞，且有滲油現(xiàn)象發(fā)生。確定原因后，檢修人員更換了變壓器，依然有異常發(fā)生。再次檢查后，測得低壓出線的三相負(fù)荷存在差異，穩(wěn)定性被破壞，C相的電流明顯要比其他兩相高，于是對其及時進(jìn)行了調(diào)整，線路很快恢復(fù)。

2011年2月26日，6號桿電纜頭B相電纜終端發(fā)生故障，利用紅外測溫儀器很快測得終端的溫度值，高達(dá)112 ℃。經(jīng)檢查，檢修人員發(fā)現(xiàn)終端瓷套內(nèi)部的油量不足，削弱了絕緣強(qiáng)度。運(yùn)行中有局部性放電現(xiàn)象發(fā)生，設(shè)備內(nèi)部溫度升高，出現(xiàn)故障。檢修人員更換終端頭后，填充適量的絕緣油，最終解決了故障。

紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，能夠根據(jù)溫度變化準(zhǔn)確判斷出線路所處狀態(tài)，且操作簡單，安全性高，不會威脅到檢修人員的安全，解決了很多次重大事故，避免了損失。公司對熱缺陷仔細(xì)分析后，根據(jù)不同類型制定了不同的處理方法，既可以優(yōu)化安排檢修計(jì)劃，又可以及時停電消缺，有效避免了缺陷的擴(kuò)大，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠性，事故發(fā)生率明顯降低。

2.2 ?檢測要求

風(fēng)速盡量≤0.5 m/s;設(shè)備通電時間≥6 h，最好在24 h以上;檢測期間天氣為陰天、夜間或晴天日落2 h后;被檢測設(shè)備周圍應(yīng)具有均衡的背景輻射，應(yīng)盡量避開附近熱輻射源的干擾，某些設(shè)備被檢測時還應(yīng)避開人體熱源等的紅外輻射;避開強(qiáng)電磁場，防止強(qiáng)電磁場影響紅外熱像儀的正常工作。

操作時，儀器在開機(jī)后需進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)，待圖像穩(wěn)定后即可開始工作。一般先遠(yuǎn)距離對所有被測設(shè)備進(jìn)行全面掃描，發(fā)現(xiàn)有異常后，再針對性地近距離對異常部位和重點(diǎn)被測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。事先設(shè)定幾個不同的方向和角度，確定最佳檢測位置，并可做上標(biāo)記，以供今后的復(fù)測用，提高互比性和工作效率。正確選擇被測設(shè)備的輻射率，特別要考慮金屬材料表面氧化對選區(qū)輻射率的影響。將大氣溫度、相對濕度、測量距離等補(bǔ)償參數(shù)輸入，進(jìn)行必要修正，并選擇適當(dāng)?shù)臏y溫范圍。記錄被檢設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流、額定電流、運(yùn)行電壓，被檢物體溫度及環(huán)境參照體的溫度值。

3 ?結(jié) ?語

配電線路一旦有故障發(fā)生，將影響到整個電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這就要求必須采用狀態(tài)檢修方法，實(shí)時掌握系統(tǒng)變動。紅外測溫是其中一種較為常用的手段，利用光電系統(tǒng)和現(xiàn)代化技術(shù)，通過對配電線路溫度變化的測量，可及時發(fā)現(xiàn)配內(nèi)外部缺陷，并采取相應(yīng)的解決措施。今后，還應(yīng)對紅外測溫技術(shù)加以改進(jìn)，提高其智能化水平，增強(qiáng)分析計(jì)算能力。

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