高壓輸電線路設(shè)備紅外診斷與檢測技術(shù)分析

羅昳昀

(國網(wǎng)湖北省電力公司宜昌供電公司,湖北宜昌,443001)

高壓輸電線路是電力系統(tǒng)中的核心部分，輸電線路的正常運(yùn)行，能確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全和效益。目前，紅外線在線診斷技術(shù)的研發(fā)和使用，為高壓輸電線路檢修方式的轉(zhuǎn)變提供了技術(shù)支持，常見的紅外線熱像儀就是我們同程使用的診斷設(shè)備。這種診斷技術(shù)能把設(shè)備表面溫度分布情況轉(zhuǎn)化為視頻信號，然后經(jīng)過熱像儀以圖片形式更加直觀地將具體變化情況展現(xiàn)在工作人員眼前，讓工作人員能更好地了解高壓輸電線路。

1 高壓輸電線路設(shè)備紅外診斷與檢測技術(shù)原理

高壓輸電線路出現(xiàn)設(shè)備故障的原因有很多，如天氣惡劣、有害氣體腐蝕、風(fēng)雨雪霧等自然作用力的影響以及施工人員施工水平等都會影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一般的診斷和檢測原則是金屬導(dǎo)流設(shè)備會出現(xiàn)表面氧化、接頭松動，導(dǎo)致接觸電阻增加，使得部位發(fā)熱其表面溫度上升；或者是由于絕緣設(shè)備老化、介質(zhì)損耗增大，使得絕緣體表面的電壓分布不均勻，出現(xiàn)漏電等現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行異常。

2 高壓輸電線路設(shè)備紅外診斷與檢測技術(shù)優(yōu)勢

紅外診斷與檢測技術(shù)具有很多使用優(yōu)勢，它可以彌補(bǔ)一般性檢測的不足，縮小誤差，同時(shí)，它具有良好的性能，不接觸、不停電、不取樣，并且能在系統(tǒng)運(yùn)行的情況下進(jìn)行檢測，檢測效率高，且不影響正常運(yùn)行。此外，這種檢測技術(shù)能快速、直觀以及靈敏地診斷設(shè)備故障問題，讓工作人員能馬上“對癥下藥”，解決輸電線路問題，確保電能的正常傳輸，確保用戶安全用電。

3 高壓輸電線路設(shè)備紅外診斷和檢測設(shè)備使用方法類型

3.1 發(fā)熱設(shè)備分類

高壓輸電線路發(fā)熱設(shè)備一般分為兩種，一種為電流致熱設(shè)備，這種設(shè)備主要是由電流作用而引發(fā)發(fā)熱的設(shè)備。在整個(gè)高壓輸電線路中能發(fā)出電流的主要有導(dǎo)線、耐張線夾、跳線線夾、接續(xù)管以及并溝線夾、引流板以及導(dǎo)線接頭等。另一種發(fā)熱設(shè)備主要是指電壓致熱設(shè)備，這種設(shè)備主要是由于電壓作用而引發(fā)發(fā)熱的設(shè)備，高壓輸電線路中有絕緣子和線路避雷器等設(shè)備。這兩種發(fā)熱設(shè)備都是很重要的基礎(chǔ)設(shè)備，且使用的設(shè)備質(zhì)量一定要好，確保不會因?yàn)樵O(shè)備故障，而影響輸電線路的正常運(yùn)行。

3.2 紅外熱像儀檢測方法

對高壓輸電線路的紅外檢測方法主要有兩種，一種為一般性檢測，這種檢測方法適用于大面積的設(shè)備故障檢查，能夠快速掃描高壓輸電線路。另一種為準(zhǔn)確性檢測，其檢測方法的精準(zhǔn)度比較高，一般適用于對故障準(zhǔn)確檢測。在高壓輸電線路中，電流致熱設(shè)備的發(fā)熱點(diǎn)熱像比較明顯，出現(xiàn)故障問題的線路段也很容易檢測處理，這種情況可以直接采用一般性檢測，如果是一般性檢測無法找到結(jié)果，可以將兩種檢測方法結(jié)合使用。兩者結(jié)合時(shí)，先要對整個(gè)設(shè)備進(jìn)行全面快速的掃描檢測，先確定故障線路區(qū)段，檢測中一旦發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱現(xiàn)象，就必須要對發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，盡快找到故障處理方法。兩者相結(jié)合的處理方法不僅可以快速對發(fā)熱缺陷進(jìn)行確定，還能極大地提升維修工作的效率。而在電壓致熱設(shè)備檢測中，一般電壓致熱發(fā)熱現(xiàn)象沒有電流致熱明顯，主要是發(fā)熱點(diǎn)的溫度和正常時(shí)候的溫度差別比較小，一般性檢測方法不適用此種情況，所以必須采用更為精準(zhǔn)的措施對電壓致熱設(shè)備進(jìn)行檢測。兩種方法的對比情況如下圖1所示：

圖1

4 高壓輸電線路設(shè)備缺陷和故障診斷方法

4.1 溫度差區(qū)別法

電流致熱和電壓致熱其基本表現(xiàn)都是溫度的變化，所以一種基本的故障診斷方法就是通過表面溫度來判斷其故障區(qū)段，這方法比較簡單、直觀，且使用性較強(qiáng)，但是對于負(fù)荷比較小的線路區(qū)段不是很實(shí)用，其發(fā)熱現(xiàn)象不是很明顯，在這種情況下有可能出現(xiàn)漏判、誤判現(xiàn)象，因此，這種方法的科學(xué)性和可靠性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

4.2 溫差值計(jì)算檢測法

溫差值計(jì)算方法就是將設(shè)備型號、安裝點(diǎn)以及環(huán)境等其他條件都統(tǒng)一設(shè)置為一樣的條件，然后將兩個(gè)對應(yīng)測點(diǎn)之間的溫差和其中較熱測點(diǎn)溫升進(jìn)行對比，得出兩者之間的比值，用百分比表示。具體計(jì)算Δt=(t1-t2)/t2=(T1-T2)/(T1-T0),其中，t1、T1表示發(fā)熱點(diǎn)的溫升和溫度，T2、t2表示正常情況下，對應(yīng)進(jìn)測點(diǎn)的溫升和溫度，T0表示環(huán)境參照體的溫度。相對溫差的檢測方法一般適用于電流致熱設(shè)備故障診斷，其主要優(yōu)點(diǎn)就是能排除負(fù)荷以及環(huán)境溫度不同時(shí)對紅外診斷結(jié)果的影響，提升結(jié)果的準(zhǔn)確度，盡可能地避免誤判和漏判現(xiàn)象。但是這種方法不夠直接，其故障檢測需要花費(fèi)的時(shí)間也比較多，一般不適合快速診斷。其一般電路診斷解析圖如下圖2所示：

4.3 熱圖譜分析法

紅外熱像儀故障檢測法是由熱像儀提供熱像變化圖，工作人員根據(jù)同類設(shè)備異常狀態(tài)的熱圖譜差異判斷、診斷設(shè)備是否正常，這種方法的精確度很高，也是目前高壓輸電線路設(shè)備診斷和檢測中最為常見的工作方法。由于這種檢測方法采用了先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，科學(xué)化和規(guī)范化程度高，人為干擾程度低，因此，這種方法還有另一個(gè)優(yōu)勢就是需要的勞動力資源比較少。幾種診斷方法對比分析，結(jié)果如下圖3所示：

上述各種高壓輸電線路設(shè)備紅外診斷與檢測方法，各具優(yōu)勢，工作人員要根據(jù)實(shí)際情況采用有效的故障診斷方法。由于高壓輸電線路設(shè)備檢測是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，在設(shè)備診斷和檢測中，為了確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確無誤，工作人員必須嚴(yán)格注意以下幾個(gè)方面。第一，選擇合適的天氣，一般陰天無風(fēng)的情況是最佳的檢測環(huán)境，尤其要避免在雨、雷、霧等天氣下檢測，同時(shí)，在檢測時(shí)，檢測溫度應(yīng)該在5攝氏度以上，空氣濕度應(yīng)該在85%左右。第二，打開紅外熱像儀以后要進(jìn)行內(nèi)部溫度校準(zhǔn)工作，然后再投入使用。第三，檢測時(shí)，還要選擇適合的溫度范圍和溫度分辨率，避免高溫破壞儀器。第四，當(dāng)附近有磁場感應(yīng)時(shí)，一定要進(jìn)行多次檢測，如果多次檢測結(jié)果均出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，那么需要進(jìn)行校準(zhǔn)。這些細(xì)節(jié)問題需要工作人員根據(jù)實(shí)際情況，控制檢測條件，盡量縮小誤差范圍。

5 結(jié)束語

綜上所述，高壓輸電線路設(shè)備紅外診斷和檢測技術(shù)水平的提升，極大地提高了工作效率。上述主要介紹了目前使用比較普遍的設(shè)備紅外診斷和檢測技術(shù)的工作方法和故障診斷方法。高壓輸電線路設(shè)備紅外診斷主要有電流致熱和電壓致熱兩個(gè)方面，而主要采用的方法就是一般診斷和準(zhǔn)確診斷，并且介紹了故障診斷的幾種方法，提出工作人員在檢測前和檢測中需要注意的問題，本文對診斷方法的介紹還不是很完善，故障診斷方法有很多種，文本只介紹了幾種常見的診斷方法，希望有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員能夠提出自己的經(jīng)驗(yàn)，為紅外熱成像技術(shù)在高壓輸電線路中的應(yīng)用提供一個(gè)技術(shù)交流平臺。

圖3

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