賈陽(yáng) 郭軍 左勝?gòu)?qiáng) 劉勁峰

輸電線路在整個(gè)電力系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位，其的運(yùn)行狀態(tài)直接影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全及效益，在我國(guó)華東、華中及廣東等地區(qū)曾發(fā)生過(guò)高壓架空線路掉線事故。目前，紅外檢測(cè)技術(shù)被應(yīng)用到電力運(yùn)行發(fā)展中，其具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不停電和不解體等特征，為監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)線路狀態(tài)提供了先進(jìn)手段。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)高壓輸電線路等的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)還比較缺乏，并無(wú)相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本論文首先闡述了高壓輸電線路紅外線測(cè)溫儀的工作原理及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了在高壓輸電線路上紅外線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,主要包括故障判別方法，并結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，給出幾點(diǎn)正確應(yīng)用紅外線測(cè)溫儀的建議。

一、紅外測(cè)溫技術(shù)

通過(guò)對(duì)高壓輸電線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線地監(jiān)控、檢測(cè)以及故障診斷,能有效提高線路運(yùn)行的可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性,其能最大程度上降低線路的維護(hù)成本。紅外線診斷技術(shù)為先進(jìn)的診斷技術(shù)，可通過(guò)專(zhuān)業(yè)的測(cè)溫人員運(yùn)用專(zhuān)門(mén)的測(cè)溫儀器，首先從設(shè)備的表面發(fā)出紅外輻射信息,進(jìn)而再判斷線路設(shè)備的狀況與缺陷，能及時(shí)地處理和預(yù)防重大安全事故的發(fā)生，有力保障高壓輸電線路穩(wěn)定地、安全地、穩(wěn)定地運(yùn)行。

（一）紅外線測(cè)溫儀的工作原理

紅外輻射作為電磁頻譜的一個(gè)重要的組成部分,具體包括微波、紫外線、無(wú)線電波、可見(jiàn)光、X射線和R射線。其中，紅外線主要位于無(wú)線電波與可見(jiàn)光之間,而紅外線的波長(zhǎng)則在0.75至100m之間.所有溫度高于絕對(duì)零度的物體均在自發(fā)地、不斷地向四周的空間發(fā)散出紅外輻射的能量。紅外輻射實(shí)質(zhì)是物理學(xué)中的熱輻射,紅外線輻射的能量大小和紅外線的波長(zhǎng)均和物體的表面溫度密切相關(guān)。通過(guò)應(yīng)用紅外測(cè)溫儀器，快速接收各種物體本身的能量，并對(duì)能量加以測(cè)量，進(jìn)而精準(zhǔn)地反映被測(cè)物的溫度，找出熱缺陷。

（二）高壓輸電線路應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)優(yōu)勢(shì)

和傳統(tǒng)接觸式測(cè)溫技術(shù)相比，紅外測(cè)溫更具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。具體為：（1）響應(yīng)快速。紅外測(cè)溫在不與被測(cè)物體相接觸的情況下，也能通過(guò)接收目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射，直接定溫，響應(yīng)速度極快。（2）遠(yuǎn)距離測(cè)量。通過(guò)被測(cè)物體的紅外輻射即可進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫，適宜對(duì)帶電體、高速運(yùn)動(dòng)體、高溫高壓物體測(cè)溫，也適宜對(duì)熱接觸較難的物體進(jìn)行溫度測(cè)量。（3）準(zhǔn)確度高。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫會(huì)破壞被測(cè)目標(biāo)的溫度分布，紅外測(cè)溫則不會(huì)，因而，其測(cè)量出的溫度精確度高。

二、高壓輸電線路常見(jiàn)的故障分析

近年來(lái)，我國(guó)多個(gè)地區(qū)發(fā)生高壓輸電線路事故，事故原因主要由設(shè)備過(guò)熱造成，電氣設(shè)備熱故障又分為兩種：（1）內(nèi)部熱故障。其是指密封在固體絕緣和設(shè)備殼體內(nèi)的電氣回路出現(xiàn)故障，或者絕緣介質(zhì)老化、劣化造成。如電纜，局部發(fā)生熱故障，發(fā)熱時(shí)間較長(zhǎng)且穩(wěn)定，和故障點(diǎn)周?chē)膶?dǎo)體發(fā)生熱傳遞，局部溫度均有所升高，因而，可通過(guò)紅外檢測(cè)，診斷高壓電氣設(shè)備內(nèi)部故障。（2）外部熱故障，其是指裸露在外部的接頭由于壓接不好，在有大電流經(jīng)過(guò)時(shí)，接頭的溫度會(huì)快速升高，接觸的電阻增大，造成安全隱患。

三、高壓線路紅外檢測(cè)的故障判別方法

（一）絕對(duì)溫差法

對(duì)于高壓輸電線路發(fā)生的熱故障，《高壓直流架空送電線路技術(shù)導(dǎo)則》和《交流高壓電器在長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱》中均要求鋼芯鋁絞線最高的工作溫度在+70℃左右。目前，我國(guó)仍未有高壓交流、直流線路金具具體的發(fā)熱標(biāo)準(zhǔn)。以《電力金具通用技術(shù)條件》為依據(jù)，電力金具電氣的接觸性能要符合如下要求：(1)導(dǎo)線接續(xù)處兩端點(diǎn)之間的電阻,應(yīng)不大于同樣長(zhǎng)度導(dǎo)線的電阻;(2)導(dǎo)線接續(xù)處的溫升應(yīng)不大于被接續(xù)導(dǎo)線的溫升;(3)承受電氣負(fù)荷的所有金具,其載流量應(yīng)不小于被安裝導(dǎo)線的載流量?；谝陨弦?guī)則,可認(rèn)定高壓輸電線路在正常負(fù)荷的運(yùn)行下,耐張線夾、壓接管、聯(lián)板、調(diào)整板等部位的溫度應(yīng)和直流輸電線路的導(dǎo)線溫度小或相同,因而,可取被檢測(cè)目標(biāo)周?chē)＿\(yùn)行的導(dǎo)線溫度為參照溫度,這樣就可對(duì)離熱故障或發(fā)熱點(diǎn)1m遠(yuǎn)處的線路或?qū)Ь€金具的溫度為參考溫度。應(yīng)用絕對(duì)溫差法即可對(duì)故障進(jìn)行判斷，以被測(cè)目標(biāo)附近的1m遠(yuǎn)處的線路或?qū)Ь€正常運(yùn)行下的最高溫度作參考的溫度Ta,被測(cè)量目標(biāo)的溫度則為T(mén),判斷熱缺陷可應(yīng)用ΔT=T-Ta來(lái)判斷，此種檢測(cè)方法不僅可消除由于太陽(yáng)輻射引起附加溫升的影響，還能減小由于檢測(cè)距離、風(fēng)速、環(huán)境溫度、濕度等不準(zhǔn)確參數(shù)帶來(lái)的誤差。

（二）警界溫升法

警界溫升法通過(guò)輸電線發(fā)熱處的相對(duì)環(huán)境溫度溫升情況判斷熱缺陷的。應(yīng)用警界溫升表，對(duì)不同負(fù)荷電流下的導(dǎo)線接頭發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)點(diǎn)相對(duì)環(huán)境溫度的溫升超過(guò)警界溫升表所規(guī)定的溫度時(shí)，就可判斷為熱缺陷。與導(dǎo)線接頭不同的是，應(yīng)用紅外檢測(cè)線路時(shí)存在不足之處。首先，對(duì)于高壓直流與交流線路而言，在同負(fù)荷電流及同環(huán)境、同材料條件下，由于臨近效應(yīng)的影響，交流線路比直流線路發(fā)熱嚴(yán)重，而難以根據(jù)負(fù)荷電流與導(dǎo)線型號(hào)規(guī)定警界溫升，具有一定的局限性。其次，不同的材料和設(shè)備，它們的發(fā)熱特性均不同，在不同的條件下，允許的溫升有所不同。第三，對(duì)于架空的高壓輸電線路來(lái)說(shuō)，由于受到較多條件限制，難以準(zhǔn)確測(cè)量環(huán)境濕度、溫度、風(fēng)速與檢測(cè)的距離，通常，僅僅采用地面環(huán)境的濕度、溫度和風(fēng)速作為線路的檢測(cè)參數(shù)，以估計(jì)形式得出檢測(cè)距離，所測(cè)出的發(fā)熱點(diǎn)和環(huán)境溫度的溫升有較大的誤差，最終導(dǎo)致熱缺陷的判斷誤差。

（三）臺(tái)賬分析法

紅外技術(shù)臺(tái)賬會(huì)記錄原始的信息數(shù)據(jù)，可將測(cè)量結(jié)果直接與臺(tái)賬上的數(shù)據(jù)作比較后展開(kāi)分析。在線路診斷中無(wú)任何異常時(shí)，即可分析此線路在不同時(shí)間的紅外檢測(cè)結(jié)果，如線路溫場(chǎng)的分布情況、溫度和溫升變化，進(jìn)而掌握線路發(fā)熱的整體變化趨勢(shì)，保證分析判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前，由于各方面條件的限制，紅外技術(shù)臺(tái)賬的建立并不完善，在運(yùn)行上還存在一定缺陷，最大原因在于：（1）廠家所提供的原始資料中缺乏相關(guān)的紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)前，變壓器、大型發(fā)電機(jī)等重要設(shè)備才備有紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)。（2）多數(shù)電力公司為積極展開(kāi)設(shè)備紅外技術(shù)臺(tái)帳的建立工作,使得這種方法未能廣泛應(yīng)用下去。由此可見(jiàn)，臺(tái)賬分析法在應(yīng)用中存在較大困難。

四、建議

應(yīng)用紅外測(cè)溫儀診斷熱缺陷，是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作。要做好這項(xiàng)工作，首先應(yīng)做好管理工作，要加強(qiáng)管理人員的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，應(yīng)購(gòu)買(mǎi)價(jià)位合理、適應(yīng)性和可靠性強(qiáng)的紅外測(cè)溫儀器。目前，紅外測(cè)溫儀器主要有紅外熱電視、紅外熱像儀、紅外測(cè)溫儀這三類(lèi)，紅外熱像儀與紅外熱電視均屬于熱成像儀器，能夠顯示熱像進(jìn)而反映溫場(chǎng)的分布變化。紅外測(cè)溫儀通過(guò)數(shù)字顯示，表達(dá)處測(cè)量的結(jié)果。紅外測(cè)溫儀器是目前我國(guó)廣泛用于高壓輸電線路的檢測(cè)中。結(jié)合上文提到的幾種紅外檢測(cè)方法，筆者給出如下幾點(diǎn)建議：（1）當(dāng)前，應(yīng)用絕對(duì)溫差法判別架空高壓輸電線路的熱缺陷是較為合理的，實(shí)用性較強(qiáng)。（2）我國(guó)高壓輸電線路的安裝施工工作應(yīng)加強(qiáng)安全隱患的管理。（3）必須加強(qiáng)對(duì)導(dǎo)體的監(jiān)督，金具、接頭、導(dǎo)線等的性能會(huì)直接影響高壓輸電線路的送電性能和安全性能，我國(guó)應(yīng)在重視絕緣監(jiān)督的同時(shí)，加強(qiáng)導(dǎo)體的監(jiān)督及技術(shù)檢測(cè)方法的管理。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，絕對(duì)溫差法、警界溫升法以及臺(tái)賬分析法等這幾種高壓輸電線路紅外檢測(cè)法均各有優(yōu)勢(shì)。若應(yīng)用得當(dāng)，均能有效地檢測(cè)出高壓輸電線路存在的潛在故障，能最大程度上保證輸電線路的運(yùn)行。特別對(duì)夏季而言，在電力超負(fù)荷的情況下，高壓輸電線路最容易出現(xiàn)發(fā)熱故障，電力施工安裝人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)線路的監(jiān)督管理，同時(shí)，應(yīng)采用上述的幾種方法做好發(fā)熱故障的檢測(cè)工作，有利于在較短時(shí)間內(nèi)診斷熱缺陷，且在一定程度上保證了紅外測(cè)量的準(zhǔn)確性，有效減少由于環(huán)境之類(lèi)的因素帶來(lái)的診斷誤差。