高壓電力線路紅外檢測探討

夏勇 夏政 郭向陽

摘 要：隨著各地區(qū)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，電力負(fù)荷持續(xù)攀升，人們對電力需求的依賴性越來越強(qiáng)，電力安全生產(chǎn)的持續(xù)可靠性越來越重要。電力負(fù)荷的攀升導(dǎo)致高壓輸電設(shè)備發(fā)熱，如果控制不當(dāng)就會(huì)引發(fā)電力跳閘事故。本文從紅外檢測電力設(shè)備的工作原理、紅外檢測注意事項(xiàng)等角度，探索和把脈電力設(shè)備運(yùn)行信息，從而確保輸電線路健康優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：紅外測溫；電力設(shè)備，發(fā)熱點(diǎn)

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，電力規(guī)模也隨著快速發(fā)展，人們對電力需求的依賴性越來越強(qiáng)，國家對電力生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性要求越來越高，但是，電力系統(tǒng)因高壓設(shè)備發(fā)熱引起的事故仍頻繁發(fā)生，而紅外檢測診斷能夠迅速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備隱蔽的功能性過熱故障，提前檢測出故障信息，使設(shè)備維修工作處于主動(dòng)位置，并降低維修成本，因此，加強(qiáng)高壓設(shè)備紅外溫度檢測工作，對電力生產(chǎn)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行起到越來越重要的作用。

1、紅外熱像儀工作原理

紅外熱像儀是把被檢測設(shè)備表面溫度分布，借助紅外輻射信號的形式，經(jīng)接受系統(tǒng)成像在紅外探測器上，再由探測器將其轉(zhuǎn)換為視頻信號，通過終端顯示器，顯示出被測設(shè)備表面溫度分布的熱像圖。

紅外熱像儀探測的是電力設(shè)備熱缺陷發(fā)射的紅外能量，一旦被測設(shè)備存在缺陷，相應(yīng)部位溫場會(huì)發(fā)生溫度變化，這一變化可以被紅外熱像儀精確地捕捉到，它把缺陷設(shè)備不可見的表面熱分布，轉(zhuǎn)換為可見光的圖象，還能進(jìn)行精確的局部溫度顯示，被測物體表面的熱場分布成像清晰，揭示缺陷設(shè)備內(nèi)部的異常狀況，為設(shè)備故障判斷提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2、檢測注意事項(xiàng)

高壓電力線路紅外檢測的準(zhǔn)確性受多種因素的影響，如：設(shè)備運(yùn)行狀況、設(shè)備部件的發(fā)射率、環(huán)境溫度、天氣情況等，為了提高紅外檢測的準(zhǔn)確度，必須對影響紅外檢測結(jié)果的各種因素有充分的估計(jì)，并采取相應(yīng)的措施：

2.1 如果電氣設(shè)備未在額定的電壓、電流狀態(tài)下運(yùn)行，即使存在嚴(yán)重的故障，也不會(huì)有足夠的發(fā)熱功率使其表面產(chǎn)生應(yīng)有的故障熱區(qū)象征，因此應(yīng)選擇高壓設(shè)備在滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行紅外檢測。

2.2 任何紅外檢測儀器都是通過檢測設(shè)備表面紅外輻射功率來獲得設(shè)備溫度信息的，當(dāng)儀器接受相同輻射功率時(shí)，發(fā)射率越低的物體，顯示的溫度越高，見檢測之前，應(yīng)查出被檢測設(shè)備部件表面的發(fā)射率值，以便檢測中修正發(fā)射率，物體的發(fā)射率主要取決于材料的性質(zhì)和表面狀態(tài)（表面氧化、污穢狀況、涂層材料、粗糙程度）。

2.3 環(huán)境溫度劇烈變化時(shí)不宜進(jìn)行檢測。在炎熱的夏季，有過高的大氣環(huán)境溫度，在熱平衡狀態(tài)下，即使設(shè)備不運(yùn)行也有較高的溫度，設(shè)備溫度的絕對測量會(huì)給出虛假的熱故障象征；在冬季，設(shè)備與環(huán)境溫差越大散熱越快，使故障接頭與導(dǎo)線溫差大大降低，而影響診斷的可靠性。

2.4 一般檢測環(huán)境要求：被測設(shè)備是帶電運(yùn)行設(shè)備，應(yīng)盡量避開視線中的封閉遮擋物。環(huán)境溫度一般不低于5攝氏度，相對濕度一般不大于85%。白天檢測設(shè)備時(shí)，太陽輻射可改變故障設(shè)備的溫度分布（太陽輻射可引起設(shè)備表面產(chǎn)生10～20℃的附加穩(wěn)升），影響被測設(shè)備的紅外熱像特征，有時(shí)可能造成露檢或虛假判斷，為克服白天太陽和背景輻射的影響，應(yīng)選擇在夜晚或陰天紅外檢測，必須在太陽輻射強(qiáng)烈時(shí)檢測，可在儀器系統(tǒng)中加裝紅外濾光片，以便濾出太陽輻射。

2.5 不良天氣條件（如大風(fēng)、雨、雪、霧等）會(huì)給紅外檢測帶來不利的影響。風(fēng)力（風(fēng)速）是影響設(shè)備表面對流散熱的重要因素，風(fēng)速越大，對流散熱越多，使故障檢測變的越加困難，檢測時(shí)應(yīng)注意，不能穿過透明表面（如玻璃、塑料的窗戶）進(jìn)行檢測。

2.6 輸電線路帶電檢測周期：一般在大負(fù)荷前進(jìn)行。對正常運(yùn)行的500kV及以上架空線路和重要的220kV架空線路接續(xù)工具，每年宜檢測一次；110kV線路和其他的220kV線路，可每兩年進(jìn)行一次。新投產(chǎn)和做相關(guān)大修后的線路，應(yīng)在投運(yùn)帶負(fù)荷后不超過1個(gè)月內(nèi)（但至少24h以后）進(jìn)行一次檢測。對于線路上的瓷質(zhì)絕緣子以及合成絕緣子，有條件和經(jīng)驗(yàn)的也可進(jìn)行檢測。對正常運(yùn)行的電纜每年至少一次。對重負(fù)荷線路，運(yùn)行環(huán)境差時(shí)應(yīng)適當(dāng)縮短檢測周期；重大事件、重大節(jié)日、重要負(fù)荷以及設(shè)備負(fù)荷突然增加等特殊情況應(yīng)增加檢測次數(shù)。

3、高壓電力線路檢測

3.1 高壓電力線路紅外檢測診斷以國家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布的《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》為準(zhǔn)。電力線路紅外診斷測溫普測周期一般每年兩次，在負(fù)荷高峰時(shí)進(jìn)行，其中一次應(yīng)在高溫季節(jié)進(jìn)行，對于缺陷（隱患）的設(shè)備部件應(yīng)加強(qiáng)跟蹤檢測，以便為設(shè)備缺陷診斷分析提供條件。

3.2 高壓電力線路導(dǎo)線故障的紅外檢測診斷項(xiàng)目主要有：導(dǎo)線接頭壓接管、導(dǎo)線斷股及斷股修補(bǔ)處過熱缺陷、導(dǎo)線引流線夾、跳線夾、耐張線夾等螺絲松動(dòng)形成的過熱故障的診斷。

3.3 高壓輸電線路設(shè)備發(fā)熱的顯現(xiàn)程度與運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，檢測時(shí)，必須提供使設(shè)備故障特征能充分暴露出來的條件，應(yīng)選擇高壓設(shè)備在滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行的時(shí)機(jī)進(jìn)行紅外檢測才有效率。

3.4 設(shè)備檢測過程中，在確保儀器基本參數(shù)設(shè)置正確外，還應(yīng)掌握測溫距離適宜、方向合理，對過熱點(diǎn)的搜尋應(yīng)從多角度、全方位對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行掃描，一旦發(fā)現(xiàn)過熱點(diǎn)，應(yīng)將攝取設(shè)備紅外熱像的位置固定（拍照），以便在以后檢測中仍在原位置檢測，保證不同時(shí)期相同位置的檢測結(jié)果具有可比性，掌握設(shè)備隱患的發(fā)展變化情況，為分析診斷提供準(zhǔn)確的信息。

3.5 缺陷分為一般缺陷、重要缺陷、緊急缺陷。一般缺陷指設(shè)備存在過熱，有一定溫差，但還不會(huì)引起事故，一般要求記錄在案，注意觀察其缺陷的發(fā)展，利用停電檢修機(jī)會(huì)，有計(jì)劃地安排試驗(yàn)檢修消除缺陷；重要缺陷指設(shè)備存在過熱，程度嚴(yán)重，溫度場分布梯度較大，溫差較大，應(yīng)盡快安排處理。緊急缺陷指設(shè)備最高溫度超過GB/T11022—2011規(guī)定的最高允許溫度，應(yīng)立即安排處理。

3.6 在高壓設(shè)備現(xiàn)場檢測時(shí)應(yīng)注意，在檢測15米以上的設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)時(shí)，一是注意紅外鏡頭反映的目標(biāo)小，注意捕捉發(fā)熱點(diǎn)不使遺漏，二是檢測較遠(yuǎn)目標(biāo)熱點(diǎn)的溫度要適當(dāng)增加10℃的修正值。

3.7 高壓輸電設(shè)備三相運(yùn)行、正常時(shí)通過的三相電路的電流相同，因此，三相之間存在可比性。在進(jìn)行故障診斷時(shí)，對同一設(shè)備三相間的溫度比較，對同一設(shè)備同一相不同部位的溫度比較，對判斷故障屬性和定位有益，在檢測導(dǎo)線接頭（壓接管等）溫度時(shí)，可以參考同相導(dǎo)線一米處溫升來鑒別（溫差超過10℃時(shí)，說明存在連接不良故障）。

3.8 歷史（時(shí)間）狀態(tài)比較：測溫后，以采集的設(shè)備各部位的熱相數(shù)據(jù)，以及歷次紅外檢測時(shí)記錄的熱相數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助“圖象減法處理技術(shù)”就能得到新檢測熱像與存儲(chǔ)雜同一設(shè)備熱像之間的差異，從而發(fā)現(xiàn)兩者之間存在多大差異，發(fā)現(xiàn)兩者之間在何處存在差異，并對設(shè)備缺陷隨時(shí)間發(fā)生變化做出及時(shí)診斷。