試述在輸電線路狀態(tài)化檢修及運行中紅外檢測技術的作用

劉江 張國儒 歐圖根其米克

在電力運行體系中，輸電線路占據(jù)的位置非常重要，但在具體運行時會因為各種原因發(fā)生故障，對電力系統(tǒng)的正常運行造成影響。因為故障的類型較多，對輸電線路運行檢修的需求采用常規(guī)的方法已經(jīng)無法滿足，紅外檢測技術的運用，不僅提升了檢測精度，還使檢測危險性進一步降低。

輸電線路;狀態(tài)化檢修及運行;紅外檢測技術

1.紅外檢測技術工作原理和應用優(yōu)勢

紅外檢測技術主要以紅外測溫儀為載體，它主要有信號放大器，光學系統(tǒng)、光學檢測、顯示輸出與處理信號等裝置，其工作原理主要包括：在檢測輸電線路時，紅外測溫儀器可收集物體表面的輻射功率信號，并準確的確定探測場所的大小，如果紅外檢測聚集信號到相應的程度時，把其通過某種途徑轉化成電信號，通過對這些電信號做放大處理后再輸出，使其轉換為溫度值后在顯示裝置中得到應用。當前在電力系統(tǒng)的故障檢測中對紅外測溫技術的應用比較廣泛，它可有效的探測和收集線路表面或運行設備的紅外輻射能量，運行設備表面溫度可直接得出，通過對比設備運行溫度標準值與檢測溫度的數(shù)值，或檢測運行設備局部溫度較高的地方，可對運行線路或設備的故障位置快速的做出判斷。

當前紅外檢測技術作為一種對電子設備故障進行檢測和診斷的重要方式，該技術的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：（1）快捷方便。當前使用的紅外測溫儀為整體重量較低的手攜式，便于攜帶，而且在對其使用的過程中可以對溫度實現(xiàn)快速檢測而顯示;（2）更加精確。在對溫度進行檢測時使用紅外測溫技術，一般可把其精度控制在1度之內，而且還能捕捉檢測其微小的溫度變化，保證把故障解決在萌芽狀態(tài)，避免進一步擴大事故的影響范圍，為實際檢測需求提供良好的保障;（3）具有較高的安全性。傳統(tǒng)輸電線路的運行和設備檢測，通常都是帶電操作，存在極高的危險性，利用紅外測溫技術，對于無法接近的目標可以在安全的范圍內對其溫度進行讀取，既可以提供更加精確的溫度檢測值，并且為檢測過程提供了較大的安全保障。

2.在輸電線路狀態(tài)檢修和運行中對紅外檢測技術的應用

通常輸電線路發(fā)熱的原因主要有：首先因電流作用導致輸電線路發(fā)熱，如果導線和電阻值較低的接頭接觸，就會導致發(fā)熱，發(fā)熱程度直接受電流大小的影響，外界環(huán)境因素對其影響較小。另外還有設備受電壓作用的發(fā)熱，主要是因為線路避雷器閥片失效而造成電流快速增加，或因瓷質絕緣子零值等，電流泄漏的大小對電壓作用設備線路的發(fā)熱程度有直接關系。針對這些發(fā)熱故障可利用紅外檢測技術有效解決。

（1）絕對溫差法。針對輸電線路的具體運行情況分析，我國有嚴格的規(guī)定標準，類型不同的輸電線路，有不同的溫度標準，如輸電線路中鋼芯鋁絞線工作時應保證其溫度不超過70℃，相關研究也指出，在具體運行時，輸電線路各設備會保持一致的穩(wěn)定，不會出現(xiàn)大幅度的波動，通過該工作原理，可利用紅外測溫儀檢測輸電線路和各設備實際運行狀態(tài)和溫度，通過對比周圍導線運行的溫度，得出具體的檢測結果。同時還需注意在利用紅外檢測技術時，應綜合考慮測量線路的溫度，防止外界溫度對檢測的精確性造成影響。對于導線連接線夾過熱的問題，按照被測設備的運行特征，利用紅外測溫技術測定設備表面溫度，對比標準溫度便可準確的判斷故障區(qū)域。

（2）警戒升溫法。該方法主要是對輸電線路發(fā)熱或測量區(qū)域相對環(huán)節(jié)上升的溫度的檢測和判斷，利用溫升表檢修輸電線路狀態(tài)或檢測其故障。根據(jù)輸電線路發(fā)熱故障原因，可通過利用紅外測檢測技術對相應的溫度警戒參數(shù)進行設置，在電流負荷不同的情況下檢測輸電線路導線接頭發(fā)熱區(qū)域的溫升情況，在實際檢測時，應保證檢測區(qū)域相對環(huán)境溫升比警戒溫升數(shù)據(jù)高，保證檢測更加精準。相比較于絕對溫差法，該方法也存在一定的問題，如果外界環(huán)境溫度不穩(wěn)，實際檢測溫升會受到影響。因此在實際應用時應考慮以下問題：如果運行環(huán)境、負荷電流、線路材質一致，受臨近效應的制約，線路不同其發(fā)熱的程度也不盡相同，此時采用負荷電流指標選擇警戒溫升法進行檢測不合常理;另外，架空輸電線路受到較多的外界因素的影響，因此在檢測環(huán)境溫度或距離指標時存在的局限性較大，所以在具體檢測時應該參照輸電線路實際狀態(tài)合理的設置參考數(shù)值，也是檢測更加精確的重要保障。

3.在診斷設備故障時采用紅外測溫的注意事項

在利紅外檢測技術診斷設備故障時，對設備溫度分布情況及和故障相關部位的溫度和溫升值進行準確的檢測是其核心內容，這些溫度信息既可以準確判斷設備故障情況，并對其位置、性質和程度進一步明確，也是重要的對設備進行檢測依據(jù)。所以通過對和設備故障部位溫度的精確計算和科學修正，可保證設備表面溫度檢測更加準確。但在對設備及現(xiàn)場進行紅外檢測時，受其變化的檢測環(huán)境和條件的影響，同一設備也會出現(xiàn)不同的檢測結果。所以為使紅外檢測的準確性得到提升，應在現(xiàn)場檢測或處理檢測結果時，選擇適宜的檢測環(huán)境和方法，防止不良天氣環(huán)境對其造成影響，為檢測結果的準確性提供保障。

3.1運行狀態(tài)的影響及對策

電氣設備故障主要是因電流效應造成的發(fā)熱故障，運行設備故障是因電壓效應造成的發(fā)熱故障，負荷電流值和運行電壓值都隨著發(fā)熱功率的增加而降低。因此設備負荷電流和工作電壓會直接影響到紅外檢測及故障診斷的效果，泄露的電流值越大，部分設備電壓會出現(xiàn)不均勻的情況，如果負荷電流大幅下降，而沒有加載運行，設備則沒有明顯的發(fā)熱故障。所以在進行紅外檢測的過程中，即使存在的故障比較嚴重，也不會顯露出異常的熱性特征。設備的運行只有在額定電壓下才能正常，而且發(fā)熱故障會隨著負荷的增加而更加嚴重，故障點會表現(xiàn)出更加明顯的特征性熱異常現(xiàn)象。因此在對設備進行紅外測溫時，為保證檢測結果更加真實、可靠，要保證設備運行的負荷和電壓。在利用紅外測溫對電氣設備故障進行診斷時，會以在額定電壓下設備的溫升為依據(jù)，如果檢測時的電流比額定電流小，需要把現(xiàn)場實際對設備故障點測量的溫升以額定電流換算。

3.2設備表面發(fā)射率影響及對策

在采用紅外檢測技術對設備測溫時，設備的溫度信息主要通過設備表面紅外輻射能量獲得。而且紅外診斷儀器接收來自目標相同的紅外輻射功率，所以因為目標表面存在不同的發(fā)射率，導致其檢測結果差異不同。所以為了保證電氣設備溫度檢測的更加準確，應明確具體的目標發(fā)射率，而且應該把該數(shù)據(jù)作為溫度計算的重要參數(shù)，通過在計算機系統(tǒng)中輸入，為修正所側溫度輸出值的發(fā)射率提供依據(jù)。

結語

總之，隨著當前電力系統(tǒng)的發(fā)展越來越趨于自動化和智能化，在檢測輸電線路的狀態(tài)和運行時，通過對紅外測溫技術的充分利用，可使線路檢測的自動化程度更高，且在應用中獲得更多優(yōu)勢。但在此過程中需在綜合考慮輸電線路運行和環(huán)境不同的基礎上，對紅外測溫技術進行合理的選擇，為提升溫度檢測的精準性奠定基礎。

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