基于500kV輸電線路檢修中紅外診斷技術(shù)分析

中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司百色局 蒙壽山

500kV輸電線路的電氣設(shè)備在出現(xiàn)故障時，極易出現(xiàn)升溫和發(fā)熱的狀況，因此可憑借紅外熱像進(jìn)行全方位的檢測故障，然后再通過紅外熱像只檢測紅外圖譜，從而有利于分析出溫度的分布狀況。再根據(jù)具備專業(yè)性的軟件，對溫度值的進(jìn)行分析。另外，以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，能夠診斷出輸電線路中的缺陷和出現(xiàn)故障原因。所以，在500kV輸電線路的檢修中，有效地運(yùn)用紅外診斷技術(shù)，能夠發(fā)揮出更好的作用，從而實(shí)現(xiàn)最佳的檢修效果。

1 紅外診斷技術(shù)的工作原理

所有存在溫度的物體都會將能量向外界散發(fā)，這些能量很難通過肉眼被發(fā)現(xiàn)，因此對于物理學(xué)而言，這些能量叫作輻射能量，其中物體在散發(fā)能量的過程中，其能量與熱力學(xué)4次方成正比，用E=oe(T*-T)公式來表達(dá)。E代表輻射出射度，σ表示波爾茲曼系數(shù)，e表示物體的幅射率，T*和T依次表示物體周邊環(huán)境和物體溫度。只須得到射度E，就可以通過公式算出溫度值。紅外線溫度儀所運(yùn)用的就是此原理，在對溫度進(jìn)行檢測中，溫度越高，物體就會向外輻射更多的能量。由于此種測量方法無需與被測量物體存在任何接觸。因此，此種方式又叫作非接觸式測量。結(jié)合相關(guān)發(fā)射原理，可把電力設(shè)備劃分為電流致熱型設(shè)備、電壓致熱型設(shè)備、綜合致熱型設(shè)備。因?yàn)?00kV輸電線路所產(chǎn)生的熱量通常是輸電線路中的電阻和電流為依托，因此該設(shè)備是電流致熱型設(shè)備。倘若所散發(fā)熱量達(dá)到相應(yīng)的數(shù)值，輸電線路中的電流就不會出現(xiàn)更大的改變，因此輸電線路中所存在的電阻是影響溫度變化的決定性因素，對500kV輸電線路中存在的故障進(jìn)行診斷，僅須對發(fā)生故障處的電阻值作出判斷，然后與其他位置的電阻進(jìn)行比較，故障處電阻值大就能夠找到發(fā)生故障位置。

2 紅外診斷技術(shù)對外界環(huán)境的要求

使用紅外診斷技術(shù)對500kV輸電線路進(jìn)行控制，必須把控好外界環(huán)境。第一，在應(yīng)用紅外診斷技術(shù)的過程中，外界環(huán)境溫度不能高于4℃。倘若利用紅外線來診斷低溫物體，外界溫度必須比物體本身溫度低。第二，還須注重定時更換流量計(jì)。因?yàn)榭諝庵写嬖谒蜐駳?，很容易滲透進(jìn)流量計(jì)中，因此，必須經(jīng)常更換流量計(jì)。第三，在運(yùn)用紅外診斷技術(shù)的過程中，必須讓外界濕度保持在84%內(nèi)。遇到極端天氣的情況下，就不提倡應(yīng)用紅外診斷技術(shù)對電力傳輸線進(jìn)行恢復(fù)。倘若風(fēng)速在診斷的過程中發(fā)生速度的變化，就須迅速對風(fēng)速進(jìn)行檢測，結(jié)合數(shù)據(jù)對目前的速度值作出診斷，值得注意的是，必須在日落對500kV輸電線路作出處理，得以實(shí)現(xiàn)更加有效的診斷。

3 2500kV線路的紅外診斷技術(shù)存在的優(yōu)勢與不足

3.1 500kV線路的紅外診斷技術(shù)的優(yōu)勢

第一，操作安全。紅外監(jiān)控在操作的過程中十分安全，所以其無需與設(shè)備直接接觸。特別是在帶電設(shè)備、高空設(shè)備的監(jiān)控中有著顯著的表現(xiàn)。第二，靈敏度高。目前紅外探測器可以有效的檢測紅外輻射。檢測器的紅外檢測器的高溫分辨率極為高，能夠精準(zhǔn)的監(jiān)測出設(shè)備熱狀態(tài)的細(xì)節(jié)。第三，診斷效率高。因?yàn)榧t外探測器具備極快的響應(yīng)速度，可達(dá)到納秒級別，所以能夠十分快速的進(jìn)行采集，對設(shè)備的紅外輻射進(jìn)行處理，能夠更加快速地對設(shè)備作出監(jiān)控和診斷。

3.2 500kV線路的紅外診斷技術(shù)

紅外監(jiān)測技術(shù)存在的不足為：紅外測量以表面熱狀態(tài)為重點(diǎn)，違法對物體中的熱狀態(tài)作出判斷。再次，無損檢測設(shè)備屬于高科技產(chǎn)品，更新?lián)Q代快速，生產(chǎn)成本十分低，并且對于其他收集器以及已有監(jiān)測設(shè)備而言價(jià)格極高。

4 紅外線診斷技術(shù)的特點(diǎn)

由于用戶的需求越來越高，因此紅外線技術(shù)在科技的發(fā)展中不斷的完善，目前此項(xiàng)技術(shù)被的對普遍的運(yùn)用，不僅被應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，還在航空、科技等領(lǐng)域發(fā)揮著重大的作用。與此同時，紅外檢測技術(shù)在開發(fā)和運(yùn)用中，根據(jù)各種要求，添加了廣角鏡頭、顯微鏡失、長焦鏡頭等等，使得用戶的需求得到了更大的滿足。

4.1 診斷技術(shù)特征

診斷此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，具有十分顯著的優(yōu)勢，比如無需接觸被測物體、無需取樣、無需解體。可利用被動形式的檢測模式，十分的便捷，且能夠成片的進(jìn)行迅速掃描，能夠清晰對其形象進(jìn)行呈現(xiàn)，十分的快捷，更大程度的提高了其檢測效率。與此同時，針對紅外診斷技術(shù)的應(yīng)用，在變電站及發(fā)電廠，適用于檢測輸電和配電等高壓電氣設(shè)備中的故障，再運(yùn)用計(jì)算機(jī)作出系統(tǒng)的分析以及計(jì)算，不斷的達(dá)到智能化效果。紅外監(jiān)測技術(shù)和故障診斷讓電力設(shè)備的狀態(tài)管理不斷的轉(zhuǎn)化成狀態(tài)檢修體制，對管轄區(qū)城的設(shè)備運(yùn)行情況作出了全方位的溫度監(jiān)控，以及根據(jù)各個設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)行針對性的維修，再運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)來評價(jià)該設(shè)備的維修質(zhì)量

4.2 監(jiān)測方法

在紅外監(jiān)測中，一般運(yùn)用紅外熱像對測量部位加以充分仔細(xì)的掃描，尋到熱態(tài)異的住置，再準(zhǔn)確的測出異常部位和重點(diǎn)檢測設(shè)備的溫度。然后對熱譜圖進(jìn)行提取，通過分析軟件仔細(xì)研究熱譜圖，能夠辨別出故障性質(zhì)，然后總結(jié)出處理意見，以及上報(bào)異常熱譜圖和診斷報(bào)告。如果檢測對象不同，就需要對不同的環(huán)境溫度參照體進(jìn)行選擇，對于設(shè)備中的發(fā)熱點(diǎn)，以及環(huán)境溫度參照體的溫度值實(shí)施測量時，須運(yùn)用同個儀器完成測量。在比較同奧時，儀器必須與各個對應(yīng)點(diǎn)保持一致的距離，方位也須達(dá)到一致。與此同時須根據(jù)不同方位加以仔細(xì)的測量，有利于算出熱點(diǎn)的溫度值，在測量異常設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流和發(fā)熱相參照物的溫度值時，須進(jìn)行詳細(xì)的記錄。

5 500V輸電線路設(shè)備檢修中的紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用

5.1 警戒升溫法應(yīng)用于500V輸電線路設(shè)備運(yùn)行檢修中

警戒升溫法能夠?qū)﹄娏€發(fā)熱部分進(jìn)行確認(rèn)。有效利用現(xiàn)有技術(shù)能對電路中存在問題的部位進(jìn)行檢測，在實(shí)踐中，人員須重視檢查輸電線，利于更加順利的完成輸電線工作。另外，負(fù)責(zé)人也可利用警報(bào)線對指定參數(shù)數(shù)進(jìn)行設(shè)置來達(dá)到監(jiān)控輸電線的目的，可是在實(shí)際運(yùn)作的過程中，此種模式會因?yàn)楦鞣N因素而受限。例如，此方法會讓測量設(shè)備的內(nèi)外部溫度存在誤差，并且倘若電力線中存在著不同的電流量，極易出現(xiàn)接近效應(yīng)，進(jìn)而造成交替線路存在著故障。所以，在應(yīng)用此方法的過程中，有關(guān)人員須對外部因素進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免發(fā)生輸電線故障。另外，還應(yīng)隨時的檢測輸電線周圍溫度，得以讓輸電線實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。然后把紅外熱圖傳送到計(jì)算機(jī)后，利用專業(yè)軟件對圖像進(jìn)行全方位系統(tǒng)地研究，分析結(jié)果可通過繪制直線得知，能夠讓絕緣體表層的最高值得以呈現(xiàn)。還能夠了解到此線所處于區(qū)域的溫度曲線。

5.2 熱圖譜分析法應(yīng)用于在500V輸電線路設(shè)備運(yùn)行檢修中

關(guān)于熱圖分析就是指員工運(yùn)用紅外熱像儀給出的溫度變化圖對電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行估測。由于熱圖譜法存在極高的測量精準(zhǔn)度，因此在500kV輸電線路的檢修過程中，時常運(yùn)用到此種方法。與此同時，熱圖分析法針對目前人力資源比較少的環(huán)境來講，須降低人為進(jìn)行干預(yù)，并且還必須不斷的提升標(biāo)準(zhǔn)化程度。結(jié)合國家對輸電線設(shè)備的相關(guān)規(guī)定，在對電力設(shè)備和傳輸線進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的表面溫度來確保輸電線設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，另外，還應(yīng)估測出輸電線表層溫度。

5.3 同類比較法應(yīng)用于500V輸電線路設(shè)備運(yùn)行檢修中

將同類比較法應(yīng)用在500W輸電線路設(shè)備運(yùn)行檢修中必須保證所類比線路時相同性質(zhì)線路。倘若兩個或者三個電氣裝置的構(gòu)成相同電流都屬于對稱的，就須對兩個或者三個裝置部分溫度升高值進(jìn)行比較，對電氣裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)作出判斷。倘若三個設(shè)備都存在著異常，就需要讓它們和屬性類似的裝置相比。如果電流對稱程度存在著差異，就需要對充電電流對設(shè)備造成的影響進(jìn)行考量。另外，通過此類比較法還能夠?qū)﹄妷杭訜崞鬟M(jìn)行修復(fù)，就是我們可通過查看同屬性設(shè)備加以判斷設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。倘若設(shè)備中的溫度差達(dá)到31%，就能對某設(shè)備中的問題作出準(zhǔn)確的判斷，值得關(guān)注的是，在對設(shè)備進(jìn)行檢測的過程中，必須對電壓不對稱的狀況作出充分的考慮。

5.4 絕對溫差法應(yīng)用于500V輸電線路設(shè)備運(yùn)行檢修中

目前，絕對溫差法在輸電線路的運(yùn)行監(jiān)測中發(fā)揮著重要的作用，此監(jiān)測方法屬于國家有關(guān)機(jī)構(gòu)制定的監(jiān)測規(guī)范，輸電線路在運(yùn)行的過程中，倘若讓內(nèi)部鋼芯絞線線路實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，線路運(yùn)行環(huán)境的溫度不得高于70℃，此確保整個輸電系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定性?？墒歉鶕?jù)實(shí)際情況，雖然我國已構(gòu)建了輸電線路運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)，可是對交流線路與直流線路中的金屬發(fā)熱標(biāo)準(zhǔn)并沒有進(jìn)行明確的劃分，針對此情況，國家電力須利用通用技術(shù)進(jìn)行全方位的研究，在對電氣設(shè)備知識進(jìn)行充分了解的基礎(chǔ)上，推動電氣設(shè)備的接觸性能符合標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語：綜上所述，由于我國電力事業(yè)正處于快速的發(fā)展中，對輸電線路的檢修工作也提高了要求。在這其中，針對500kV輸電線路檢修，有效地對紅外診斷技術(shù)加以運(yùn)用，其作用十分顯著。此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢極大，例如無需接觸被測物體、無需取樣等，十分便捷，且還能夠進(jìn)行大面積的掃描成像，其運(yùn)行狀態(tài)效果非常好，快速方便，使得檢測效率實(shí)現(xiàn)了更大程度的提高。另外，在紅外檢修技術(shù)的運(yùn)用中，還須重視選取檢修方法，加強(qiáng)培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才，從而讓線路工作質(zhì)量得到保證，并更好地提高工作實(shí)效性。