紅外檢測在高壓輸電線路上的應用剖析

王海平　張振麗　楊文鵬

【摘 要】在電網(wǎng)運行過程中，高壓輸電線路是故障高發(fā)區(qū)，所以需要加強對高壓輸電線路的運行安全的管理。目前在高壓輸電線路運行過程中，通常會采用紅外測溫技術來對其進行檢測，確保更好的實現(xiàn)對高壓輸電線路運行狀態(tài)的掌握。本文就對紅外檢測在高壓輸電線路上的應用措施進行深入探討。

【關鍵詞】紅外測溫技術;高壓輸電線路;應用

隨著狀態(tài)檢修與提高供電可靠性等理念的相繼提出，國內(nèi)眾多電力企業(yè)也加強了帶電紅外檢測工作。高壓輸電線路運行狀態(tài)的檢測、在線監(jiān)控以及故障診斷，對提高線路可靠性、降低維護成本以及經(jīng)濟性運行有著重要意義。紅外線診斷技術采用專門的測溫儀器，從設備表面發(fā)出的紅外輻射信息來判斷設備狀況和缺陷性質(zhì)的一種先進技術，它是利用帶電設備的熱效應，對及時發(fā)現(xiàn)、處理以及預防重大事故的發(fā)生起到?jīng)Q定性的作用。紅外線檢測技術具有不停電、不接觸以及大面積快速檢測等特點，在對合理安排檢修工作以及保障高壓輸電線路安全穩(wěn)定運行起著重要的作用。

1、紅外檢測的基本概述與優(yōu)勢

紅外檢測技術是利用輸電線路中電氣設備表面輻射的肉眼看不到的紅外線輻射，將其探測、收集，然后轉(zhuǎn)換成光譜圖像，通過計算機軟件進行顯示的技術。這是一種被動的、非接觸式的檢測手段。通過對高壓輸電線路運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，可提高壓輸電線路運行的安全性并大大節(jié)約成本，降低線路的維護成本。輸電線路的溫度信息可以利用紅外圖像信息進行有效判斷。紅外熱像可以將熱信息迅速圖像化，通過無線通信方式把檢測結果發(fā)送到管理中心并進行對比分析的先進檢測技術。發(fā)現(xiàn)熱缺陷，該系統(tǒng)能充分發(fā)揮計算機技術的優(yōu)勢，實現(xiàn)對指定區(qū)域溫度數(shù)據(jù)和圖像的采集并進行分析，紅外熱像儀就是利用該技術制作而成的檢測設備，此法具有檢測精確度高，不斷電、遠距離安全操作的特點，具體來說紅外檢測技術具有下面幾點優(yōu)勢。首先是紅外檢測技術不受電磁場的干擾，所以工作精確值較高，紅外檢測技術由于是非接觸測量，所以相關人員在工作過程中十分安全，并且當前我國高壓輸電線路多采用高架構造，一般檢測方法比較費時費力，紅外檢測技術對高架構設備測量更加方便省力。

2、紅外檢測在高壓輸電線路中的應用

2.1高壓輸電線路中紅外檢測的方法

利用紅外檢測技術進行檢測時，一般會先利用紅外熱像儀全面地掃描所有應該測量的部位，通過掃描快速地找出熱態(tài)出現(xiàn)異常的位置，接著將重點檢測的線路以及出現(xiàn)異常的部位進行精確地測溫，同時獲得熱譜圖，再利用相關的分析軟件對其進行詳細的分析，從而確定其故障的性質(zhì)，并提出有效地處理方案，向上報告診斷結果以及出現(xiàn)異常的熱譜圖。根據(jù)不同的檢測對象來選擇不同的環(huán)境溫度的參照物。

2.2高壓輸電線路紅外檢測故障判別方法

2.2.1表面溫度判斷法

依照國家標準763的相關規(guī)定，再結合測量出的電氣設備的表面的溫度值，接著根據(jù)電氣設備溫度的超標度、負荷率的大小及其重要性來明確電氣設備的缺陷的性質(zhì)。表面溫度判斷法的實用性較強，但是它只適用于輸電線路外部熱故障的判斷。

2.2.2同類比較法

同類比較法指的是在同一個電氣回路中，如果兩相或者三相的電氣設備相同，并且和三相電流對稱，只要對兩相或三相的電氣設備所對應部位的溫升值進行比較，就可以判斷出電氣設備是否正常。當三相發(fā)生同時異常的情況時，可以將其與同一或相同回路中的同類設備進行比較，而且，如果與三相電流不對稱的話，還要考慮負荷電流對其所造成的影響。同類比較法適用于電流致熱型設備以及電壓致熱型設備。

2.2.3熱圖譜分析法

熱圖譜分析法指的是工作人員利用紅外熱像儀所提供的溫度變化圖譜來判斷電氣設備運行狀態(tài)的方法。因為熱圖譜法的測量精度較高，所以在高壓輸電線路的檢修中常常會用到該種方法。同時，熱圖譜分析法需要用到的人力資源較少，人為造成的干擾也較小，而且采用的設備都比較先進，規(guī)范化程度也比較高。

2.3警戒溫升法

警戒溫升法也是一項常見運用手法，通過這種方法能夠?qū)Ω邏狠旊娋€路發(fā)熱區(qū)域進行溫升情況判定，在實際工程檢測過程中，警戒溫升法的運用要設置警戒參數(shù)，然后通過采用不同電流導入的方法，對故障區(qū)域進行溫度檢測，這里需要注意的是，在進行故障排查過程中，需要保證檢測區(qū)域的相對溫度超過之前設立的警戒溫差值，這樣才能發(fā)出警報確定故障點的位置，與上述我們提到的絕對誤差法比較，警戒溫升法具有一定的局限性，所以在進行紅外檢測過程中我們需要注意兩點：第一，當紅外檢測技術采用警戒溫升法時，如果高壓輸電線路的負荷電流、線路材質(zhì)以及材料屬性因素差別不大，那么這種方法就會收到鄰近效應的影響，使得被檢測的高壓交流線路的發(fā)熱現(xiàn)象比直流電發(fā)熱現(xiàn)象更加明顯，如果此時依舊運用直流電作為負荷電流在觀察警戒溫升表的話，其實是不嚴謹?shù)?。第二，我國一些地區(qū)的高壓輸電線路屬于高架高壓輸電線路，受到風速以及周邊環(huán)境的影響較大，這就致使警戒溫升法存在很大的局限性。所以如果采取警戒溫升法作為紅外技術在高壓輸電線路中的運用手段，不可以將地面環(huán)境溫度、濕度以及風速作為參考數(shù)值，因為這樣會導致最后檢測到的數(shù)值指標具有較大的估計性特點。所以在運用警戒溫升法時，要采取嚴格的控制方法，保證警戒溫升法技術的穩(wěn)定性與可靠性?？傊瑹o論是絕對溫差法還是警戒溫升法都不是沒有缺點的，在技術方面都有一點問題，所以在對高壓輸電線路進行檢測時，要進行恰當、合理的選擇，保障高壓輸電線路能夠安全、穩(wěn)定的運行，特別是在特殊環(huán)境下，高壓電線發(fā)熱較大，就需要及時發(fā)現(xiàn)故障并進行排除。

3、紅外檢測技術的發(fā)展前景建議

隨著科學技術的不斷發(fā)展，紅外檢測技術也應該隨著高壓輸電線路的改變做出相應的改變，要想保證紅外檢測技術的良好發(fā)展前景，應該對其發(fā)展路線做一個比較系統(tǒng)性的設計與規(guī)劃。一方面，在高壓輸電線路安裝施工期間，應該設立專門的紅外線檢測基點，加強紅外線對高壓輸電線路的監(jiān)督能力。另一方面，對一些會影響紅外線檢測的構件進行處理，例如接頭、導線等，加強紅外檢測導體監(jiān)督及技術檢測方法的管理。最后，嚴格執(zhí)行驗收標準，實現(xiàn)無隱患投運，強化驗收人員施工標準、流程的培訓，持續(xù)提高驗收人員的專業(yè)水平;在驗收過程中嚴格執(zhí)行“一法、兩書、一表、一卡、兩記錄”，即工程項目管理辦法、HSE項目計劃書、作業(yè)指導書、安全檢查表、工程項目管理指導卡、施工日志、安全質(zhì)量檢查記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，例如電纜保護管與電纜溝結合部是否進行了良好保護、電纜支架、穿管管口是否光滑、鋼管桿電纜支架安裝平不平整、電纜固定夾具是否牢固等。只有通過推行標準化管理，電纜線路管理水平穩(wěn)步提升，在今后工作中工區(qū)將繼續(xù)加強標準化推進力度，向著科學化、標準化邁進，嚴把驗收質(zhì)量關，及時消除隱患做到零缺陷投運，增強電纜線路抵御風險的能力，確保紅外檢測工作的平穩(wěn)運行。

4、結語

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設的發(fā)展，高智能化、自動化已成為電力系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。因此，需要尋找一種新型的快速、高效、高精度、低成本的監(jiān)測方式，利用紅外熱成像技術來進行測電力設備的運行狀況以及環(huán)境，可以提高對高壓輸電線路監(jiān)測的自動化程度，具有積極的意義。要從實際工作出發(fā)，虛心鉆研學習，利用已掌握的遠紅外監(jiān)測技術，多實踐、勤總結，為輸電線路安全平穩(wěn)運行提供更有力的技術保障。

參考文獻：

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[2]曲懷忠，郭立丹.淺談電氣裝備安全生產(chǎn)問題[J].科技信息，2017（20）.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司朔州供電公司）