遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)在500kV輸電線路上的應(yīng)用

摘要：遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)作為一種測量書店線路熱缺陷的測溫技術(shù)，能夠即時的查出并預(yù)防嚴(yán)重事故的產(chǎn)生，還具有不斷電，距離遠(yuǎn)，不接觸的優(yōu)點，是輸電線路狀態(tài)監(jiān)控的一種先進的方法。這種遠(yuǎn)紅外測控檢修線路狀況技術(shù)的運用，使在線路的檢修過程中對用戶的影響降低到了最低，還確保了供電線路的較少斷電，甚至是不斷電。以下，對保定供電公司500kv輸電線路狀態(tài)檢修過程中遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)的運用做初步的研討。

關(guān)鍵詞：測溫 遠(yuǎn)紅外 影響 輸電線路

1 紅外測溫技術(shù)

1.1 紅外基礎(chǔ)理論 所謂紅外技術(shù)是一種技術(shù)科學(xué)，它的主要內(nèi)容涉及紅外輻射產(chǎn)生，傳播，轉(zhuǎn)換，測量和最后的實際運用。按常規(guī)我們把紅外分為遠(yuǎn)，中，近三種。其中遠(yuǎn)紅外指的是20-1000微米的波長。波長是3.0-20微米被稱為中紅外；而0.73-3.0微米的波長被稱為近紅外。而遠(yuǎn)紅外技術(shù)便被運用到了河北保定供電公司500kv輸電線路的檢修上。只要物體的絕對溫度在零度以上，就會因自身分子運動而產(chǎn)生紅外輻射。而物體的輻射功率信號經(jīng)過紅外探測器轉(zhuǎn)化成電信號，信號又被成像設(shè)備精確的輸出，相應(yīng)的被掃描物體的空間分布和模擬對象表面的溫度，把電子系統(tǒng)擴散到屏幕上，最后獲得的熱像圖就與物體表層熱分布相對應(yīng)。運用這種辦法，就達到了進行目標(biāo)的溫度測量及成像最后對結(jié)果進行判斷分析的目的。

1.2 紅外測溫技術(shù)的發(fā)展歷程 開辟人類運用紅外技術(shù)廣闊道路的是英國物理學(xué)家F·W·赫胥爾，他發(fā)現(xiàn)了外線，那是在1800年。而為紅外技術(shù)發(fā)展打下基礎(chǔ)的是德國，在第二次世界大戰(zhàn)里，德國研發(fā)紅外通信設(shè)備及活動夜視鏡，就把紅外變像管作為光電裝置。

瑞典公司在20世紀(jì)60年代的初期成功的研發(fā)了紅外熱像儀，即第二代AGA紅外成像設(shè)備，它就是在紅外巡視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了溫度函數(shù)。

第一套工業(yè)實時成像系統(tǒng)由AGA公司研發(fā)，那時正處于20世紀(jì)60年代中期，此套系統(tǒng)是有液氮制冷，供電電源電壓為110V，重量大概是35千克，導(dǎo)致了設(shè)備使用起來很不方便，但是通過不斷的幾代儀器的改進，1986年研發(fā)除了可以使用電池電源，不用液態(tài)氮或高壓氣體熱電冷卻的紅外熱像儀。而僅在此后兩年的1988年便研發(fā)出把溫度測量，修改，分析，采集圖像，最后存儲等眾多功能集于一身的熱像儀，而這臺設(shè)備的總重不超7千克，并且儀器的總體功能，可靠性及精確性等方面都顯著地提高了。

美國公司成功開發(fā)的一款新紅外熱像儀—CCD是其第一次將軍事技術(shù)（FPA）轉(zhuǎn)做民用及商用，這種熱像儀的技術(shù)功能更加先進，它的結(jié)構(gòu)屬于焦平面陣列類型，這種儀器的重量也大大的減少，低于2000克，操作也更加便捷，只要用儀器把目標(biāo)圖像指對準(zhǔn)確，掃描信息便會自動存儲在設(shè)備的PC卡片上，結(jié)束所有的操作之后剩余工作就可以回到室內(nèi)，借助軟件進行分析數(shù)據(jù)及修改，在最后就可以直接得到檢驗結(jié)果報告。

1.3 紅外測溫儀器的分類

1.3.1 紅外點溫儀 紅外點溫儀所測量的是平均溫度值，是以某一點的溫度作為圓心的某一區(qū)域的值。它的特點是，總體體積更小，重量更輕，攜帶起來更方便，同時，操作也更簡單。但是卻存在一定缺陷，它只可以測量點或區(qū)域的溫度，而不能測量設(shè)備的溫度分布，無法提供測量圖像，在很大程度上限制了測溫的精密度及距離。所以這種測溫儀僅適用于比較低的測溫需求。

1.3.2 紅外熱電視 熱電視運用熱釋斷電攝像管作為探測器件，探測器件接收到由物體發(fā)出的紅外線，處理后成像。這其中包括平移、瞬變或是斬波的調(diào)制方式。這種紅外熱電視彌補了點溫儀不可以成像的缺點，能夠現(xiàn)場查找熱點分布?？墒怯捎谧陨砑夹g(shù)發(fā)展的局限，比起紅外熱像儀來要有一定差距，這種差距表現(xiàn)在測溫的精度、圖像分辨率等諸多方面。

1.3.3 紅外熱像儀 伴隨著計算機和探測技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的紅外熱像儀非制冷、平面成像，十分精巧且攜帶方便總重低于2公斤，而誰又能想到最初的紅外熱像儀需要液氮制冷、光機掃描成像，其重量能達到30公斤，可以稱之為龐然大物?，F(xiàn)在的熱像儀適合更高要求的測溫場合，且具有圖像清晰、測溫精確、靈敏度高等優(yōu)點，更重要的是操作更加容易，更方便攜帶。

1.3.4 紅外熱像儀原理 通過測量及判斷設(shè)備的紅外輻射信號，進而獲取的設(shè)備的熱狀態(tài)特征，隨后依據(jù)這些特征的熱狀態(tài)和恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，最后顯示出設(shè)備有故障及無故障的特征。

2 紅外測溫技術(shù)在輸電設(shè)備上的應(yīng)用

2.1 輸電線路熱缺陷

2.1.1 緊急型熱缺陷 最高溫度超過此種材料能夠承受的最高值或溫升超過40℃。但從外觀檢驗就能看見比較嚴(yán)重的燒傷的痕跡，熱像圖非常明顯。這個缺陷必須立即修復(fù)，因為它可能會導(dǎo)致在任何時候突發(fā)事故。

2.1.2 嚴(yán)重型熱缺陷 這種缺陷對設(shè)備運行是一個非常嚴(yán)重的威脅，它指的是設(shè)備溫度上升了20℃-40℃范圍內(nèi)，或?qū)嶋H的溫度在60℃-80℃之間，或是傳輸設(shè)備相間溫差范圍為1.5-2.0倍，熱像特征明顯，導(dǎo)致嚴(yán)重的缺陷即熱損傷，此種缺陷應(yīng)當(dāng)密切監(jiān)視，要在條件允許下安排檢修消除隱患。

2.1.3 一般型熱缺陷 與紅外攝像機測量僅有輕微的熱像特性的情況有所不同，溫度范圍的10℃到20℃和相同的操作條件下的傳輸設(shè)備有一定的溫度上升，檢查負(fù)載電流超標(biāo)的原因，并且加強跟蹤。

2.1.4 輸電線路熱缺陷產(chǎn)生的原因 線夾、絕緣子、壓接管和其他類型的裸露的工作部件因為操作不當(dāng)以及表面腐蝕、臟污或是由于輸電線路存在缺陷或缺陷及故障部位的溫度出現(xiàn)異常，自然外界力量的作用，以及施工質(zhì)量、設(shè)計缺陷等影響因素，都會引起設(shè)備接觸不良、損壞及老化，最后不可避免的導(dǎo)致介質(zhì)損耗增加，接觸電阻的增加和泄漏電流的增加，要是沒有及時發(fā)現(xiàn)并排除這些隱患，最終會導(dǎo)致設(shè)備的故障或者事故，更嚴(yán)重的后果是可能會導(dǎo)致電網(wǎng)擴大事故。

2.2 輸電線路熱缺陷檢測方法

2.2.1 警界溫升法 這種方法實用性很強、直觀、比較簡單，它是通過發(fā)熱點相對環(huán)境溫度的溫升來判斷熱缺陷，并給出了對不同負(fù)荷電流下不同導(dǎo)線接頭過熱的警界溫升表，被認(rèn)定為有缺陷的標(biāo)準(zhǔn)就是被監(jiān)測點對環(huán)境溫度的溫升大于表中所規(guī)定的警界溫升。但是這種辦法在實際的應(yīng)用中也有不足：第一，不能準(zhǔn)確的測量環(huán)境的風(fēng)速、溫度、濕度及探測的距離，這都是有因為高壓架空線受環(huán)境影響，一般會采用地面環(huán)境風(fēng)速、濕度、溫度等的環(huán)境參數(shù)，估計檢測距離測量，接頭溫度受環(huán)境影響很大，容易把熱缺陷判斷失誤；其次，不一樣的設(shè)備，不一樣的材料熱特征各有不同的地方，在不一樣的環(huán)境下溫升允許也有不同，只是簡單的用這種辦法分析判斷熱的缺陷并不太方便也并不準(zhǔn)確。

2.2.2 相對溫升法 采用這種方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響。它是通過分析相對溫差，對輸電線路熱缺陷進行分類。此種檢測方法是取得被測對象附近正常運行的導(dǎo)線或線路金具的最高溫度為參考溫度T2，被測量對象的溫度為T1，T0為環(huán)境參照體溫度(一般取大氣溫度)，根據(jù)(T1-T2)/(T1-T0)×100%來判斷熱缺陷情況。當(dāng)計算結(jié)果大于等于95%時為緊急缺陷，大于等于80%時為重大缺陷，當(dāng)計算結(jié)果大于等于35%時為一般缺陷。

3 遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)在保定供電公司500kV輸電線路故障檢測中的應(yīng)用

3.1 日常巡護 由紅外測試人員或操作人員應(yīng)用程序的簡單活便攜式紅外熱像儀，操作設(shè)備并對其關(guān)鍵的部位進行紅外測溫并做好檢測記錄。

3.2 定期測量 以設(shè)備的重要性大小和程度為依據(jù)，做出設(shè)備的檢測周期，使用紅外熱像儀進行全面且詳細(xì)的紅外檢測并做好檢測記錄。

3.3 重點檢測 對發(fā)熱的接頭跟蹤測試，情況比較嚴(yán)重的設(shè)備需要連續(xù)跟蹤檢測并觀察其發(fā)展趨勢，以日常的定期的檢查和測量為基礎(chǔ)。

3.4 基礎(chǔ)維護 針對新投入運行的設(shè)備，當(dāng)設(shè)備運行的狀態(tài)穩(wěn)定之后，主要是熱穩(wěn)定狀態(tài)，為達到掌握設(shè)備性能的目的，就需要對設(shè)備進行遠(yuǎn)紅外檢測和記錄，得出設(shè)備的紅外測試數(shù)據(jù)，為以后分析和預(yù)測設(shè)備故障缺陷打下基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

文章全文主要介紹了紅外測溫技術(shù)、紅外測溫技術(shù)在輸電設(shè)備上的應(yīng)用和遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)在保定供電公司500kv輸電線路故障檢測中的運用等三個方面，其中結(jié)合了保定供電公司500kv輸電線路的遠(yuǎn)紅外測溫實例，驗證了遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)在電力技術(shù)發(fā)展迅速的今天所具備的先進性和這種技術(shù)為500kv輸電線路狀態(tài)檢修提供精確參考數(shù)據(jù)的現(xiàn)實意義，這種技術(shù)的應(yīng)用必將越來越廣泛。

參考文獻：

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