劉峰，王維明，侯飛，高中元

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，山西 太原 030012）

紅外檢測(cè)在高壓輸電線路上的應(yīng)用研究

劉峰，王維明，侯飛，高中元

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，山西 太原 030012）

紅外熱像測(cè)溫技術(shù)是利用紅外熱輻射探測(cè)輸電線路中各種電氣設(shè)備表面輻射的紅外線輻射狀態(tài)的熱信息轉(zhuǎn)換成溫度進(jìn)行顯示的一種先進(jìn)技術(shù)，是一種被動(dòng)的、非接觸式的設(shè)備過熱檢測(cè)手段。本文以紅外檢測(cè)為研究對(duì)象，分析其在高壓輸電線路上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及具體的應(yīng)用方面。

紅外檢測(cè)；高壓輸電線；應(yīng)用

1 紅外檢測(cè)的基本概述與優(yōu)勢(shì)

紅外檢測(cè)技術(shù)是利用輸電線路中電氣設(shè)備表面輻射的肉眼看不到的紅外線輻射，將其探測(cè)、收集，然后轉(zhuǎn)換成光譜圖像，通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行顯示的技術(shù)。這是一種被動(dòng)的、非接觸式的檢測(cè)手段。通過對(duì)高壓輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè),可提高壓輸電線路運(yùn)行的安全性并大大節(jié)約成本,降低線路的維護(hù)成本。輸電線路的溫度信息可以利用紅外圖像信息進(jìn)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(cè)結(jié)果發(fā)送到管理中心并進(jìn)行對(duì)比分析的先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)。發(fā)現(xiàn)熱缺陷，該系統(tǒng)能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)指定區(qū)域溫度數(shù)據(jù)和圖像的采集并進(jìn)行分析，紅外熱像儀就是利用該技術(shù)制作而成的檢測(cè)設(shè)備，此法具有檢測(cè)精確度高，不斷電、遠(yuǎn)距離安全操作的特點(diǎn)，具體來說紅外檢測(cè)技術(shù)具有下面幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

首先是紅外檢測(cè)技術(shù)不受電磁場(chǎng)的干擾，所以工作精確值較高，紅外檢測(cè)技術(shù)由于是非接觸測(cè)量，所以相關(guān)人員在工作過程中十分安全，并且當(dāng)前我國(guó)高壓輸電線路多采用高架構(gòu)造，一般檢測(cè)方法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，紅外檢測(cè)技術(shù)對(duì)高架構(gòu)設(shè)備測(cè)量更加方便省力。其次，具有定性成像與定量測(cè)量的雙重功能，并有較高空間識(shí)別率和溫度識(shí)別率，能夠準(zhǔn)確識(shí)別很小的溫差。熱能及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰的顯示在屏幕上，為熱數(shù)據(jù)庫的建立提供了充分條件，具備了采集、儲(chǔ)存、分析于一體的功能。紅外檢測(cè)部分由紅外測(cè)溫探頭和攝像頭構(gòu)成，用紅外熱成像儀檢測(cè)設(shè)備，屬于遠(yuǎn)距離非接觸式的掃描檢測(cè)，可以確保人身的安全。用攝像機(jī)錄像紅外熱成像儀檢測(cè)設(shè)備，能夠迅速的對(duì)大面積的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)與電力設(shè)備運(yùn)行有關(guān)的設(shè)備缺陷，還可對(duì)缺陷的性質(zhì)、位置、程度做出準(zhǔn)確的判斷。

2 紅外檢測(cè)在高壓輸電線路中的應(yīng)用

通過上述分析我們已經(jīng)了解到了紅外檢測(cè)的基本概念以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，供電企業(yè)供電任務(wù)嚴(yán)峻亟需新的產(chǎn)品更新?lián)Q代，既解決人力、物力上的浪費(fèi)，也能起到防患于未然的作用，實(shí)現(xiàn)電力故障可預(yù)、可防、可控。

因此努力研究輸電線路紅外熱像在線測(cè)溫儀技術(shù)，對(duì)電力設(shè)備安全運(yùn)行有著積極的意義，可以大大降低電力設(shè)備運(yùn)行熱故障事故發(fā)生。

2.1 絕對(duì)溫差法

在高壓輸電線路工作過程中，由于高負(fù)荷電壓長(zhǎng)期通過電線會(huì)產(chǎn)生大量熱量，這時(shí)候高壓斷路器的出現(xiàn)就是將電流產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變溫?zé)崮?，從而使得高壓輸電電氣材料溫度升高不?huì)超過規(guī)定范圍，但是一旦高壓斷路器出現(xiàn)問題就會(huì)使電氣材料溫度升高超過規(guī)定范圍，最終使得相關(guān)性能下降，導(dǎo)致故障出現(xiàn)，所以我們可以根據(jù)電氣材料的溫度狀況來進(jìn)行檢測(cè)，保證高壓輸電線路的正常運(yùn)作。

我國(guó)對(duì)于高壓輸電線路運(yùn)行過程中，可能出現(xiàn)的熱故障情況，在相關(guān)規(guī)范中做出了明確的規(guī)定，在高壓電線正常工作負(fù)荷狀態(tài)下，高壓電線的鋼芯線溫度不能超過 70℃，但是目前在我國(guó)現(xiàn)行高壓輸電線路標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于高壓交流線路和直流線路金屬器的發(fā)熱溫度卻沒有明確規(guī)定，通過對(duì)我國(guó)相關(guān)電力金屬通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析得知，電氣接觸性能需要達(dá)到以下兩個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)。

（1）在紅外檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行工作時(shí)，高壓輸電線路兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)之間的電阻數(shù)值應(yīng)該控制在同等長(zhǎng)度導(dǎo)線線路的電阻數(shù)值以下。

（2）在紅外檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行工作時(shí)，檢測(cè)點(diǎn)連續(xù)位置的溫升數(shù)值應(yīng)該控制在被連續(xù)連接的導(dǎo)線線路溫升數(shù)值以下。

通過上面的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)我們可以得知，當(dāng)利用紅外檢測(cè)技術(shù)對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行絕對(duì)溫差法檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該將周邊導(dǎo)線溫度的數(shù)值作為參考項(xiàng)之一，對(duì)熱缺陷數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，不過這里我們應(yīng)該注意的是，在這種技術(shù)方法運(yùn)用過程中，能夠?qū)⑼獠凯h(huán)境，如風(fēng)速、溫度、太陽輻射等進(jìn)行有效的避免，給檢測(cè)過程提供一個(gè)良好的工作環(huán)境。

2.2 警戒溫升法

警戒溫升法也是一項(xiàng)常見運(yùn)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(jìn)行溫升情況判定， 在實(shí)際工程檢測(cè)過程中，警戒溫升法的運(yùn)用要設(shè)置警戒參數(shù)，然后通過采用不同電流導(dǎo)入的方法，對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行溫度檢測(cè)，這里需要注意的是，在進(jìn)行故障排查過程中，需要保證檢測(cè)區(qū)域的相對(duì)溫度超過之前設(shè)立的警戒溫差值，這樣才能發(fā)出警報(bào)確定故障點(diǎn)的位置，與上述我們提到的絕對(duì)誤差法比較，警戒溫升法具有一定的局限性，所以在進(jìn)行紅外檢測(cè)過程中我們需要注意兩點(diǎn)：

第一，當(dāng)紅外檢測(cè)技術(shù)采用警戒溫升法時(shí)，如果高壓輸電線路的負(fù)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(huì)收到鄰近效應(yīng)的影響，使得被檢測(cè)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(shí)依舊運(yùn)用直流電作為負(fù)荷電流在觀察警戒溫升表的話，其實(shí)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

第二，我國(guó)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(fēng)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(shù)在高壓輸電線路中的運(yùn)用手段，不可以將地面環(huán)境溫度、濕度以及風(fēng)速作為參考數(shù)值，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致最后檢測(cè)到的數(shù)值指標(biāo)具有較大的估計(jì)性特點(diǎn)。所以在運(yùn)用警戒溫升法時(shí)，要采取嚴(yán)格的控制方法，保證警戒溫升法技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性。

總之，無論是絕對(duì)溫差法還是警戒溫升法都不是沒有缺點(diǎn)的，在技術(shù)方面都有一點(diǎn)問題，所以在對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要進(jìn)行恰當(dāng)、合理的選擇，保障高壓輸電線路能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行排除。

3 紅外檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景建議

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外檢測(cè)技術(shù)也應(yīng)該隨著高壓輸電線路的改變做出相應(yīng)的改變，要想保證紅外檢測(cè)技術(shù)的良好發(fā)展前景，應(yīng)該對(duì)其發(fā)展路線做一個(gè)比較系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)與規(guī)劃。

一方面，在高壓輸電線路安裝施工期間，應(yīng)該設(shè)立專門的紅外線檢測(cè)基點(diǎn)，加強(qiáng)紅外線對(duì)高壓輸電線路的監(jiān)督能力。

另一方面，對(duì)一些會(huì)影響紅外線檢測(cè)的構(gòu)件進(jìn)行處理，例如接頭、導(dǎo)線等，加強(qiáng)紅外檢測(cè)導(dǎo)體監(jiān)督及技術(shù)檢測(cè)方法的管理。

最后，嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)無隱患投運(yùn)，強(qiáng)化驗(yàn)收人員施工標(biāo)準(zhǔn)、流程的培訓(xùn)，持續(xù)提高驗(yàn)收人員的專業(yè)水平；在驗(yàn)收過程中嚴(yán)格執(zhí)行“一法、兩書、一表、一卡、兩記錄”，即工程項(xiàng)目管理辦法、HSE 項(xiàng)目計(jì)劃書、作業(yè)指導(dǎo)書、安全檢查表、工程項(xiàng)目管理指導(dǎo)卡、施工日志、安全質(zhì)量檢查記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，例如電纜保護(hù)管與電纜溝結(jié)合部是否進(jìn)行了良好保護(hù)、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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)力度，向著科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)，嚴(yán)把驗(yàn)收質(zhì)量關(guān)，及時(shí)消除隱患做到零缺陷投運(yùn)，增強(qiáng)電纜線路抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力，確保紅外檢測(cè)工作的平穩(wěn)運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，高智能化、自動(dòng)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(cè)方式，利用紅外熱成像技術(shù)來進(jìn)行監(jiān)測(cè)電力設(shè)備的運(yùn)行狀況以及環(huán)境，可以提高對(duì)高壓輸電線路監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化程度，具有積極的意義。要從實(shí)際工作出發(fā)，虛心鉆研學(xué)習(xí)，利用已掌握的遠(yuǎn)紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)，多實(shí)踐、勤總結(jié)，為輸電線路安全平穩(wěn)運(yùn)行提供更有力的技術(shù)保障。

[1]吳毅，劉涵，王沾 .紅外測(cè)溫技術(shù)在耦合電容器故障判斷中的應(yīng)用 [J].電氣開關(guān)，2014(1).

[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，2013(20).

[3]熊軍華，贠超，王亭嶺 .基于多源信息融合的熱缺陷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究 [J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013(5).

[4]張揚(yáng) .一例紅外測(cè)溫技術(shù)診斷 220kV 隔離開關(guān)過熱缺陷 [J].江蘇電機(jī)工程，2012(5).

TM75；TN219

A

1671-0711（2017）03（下）-0062-02