諸葛葳

摘 要：輸電設(shè)備狀態(tài)檢修工作是電力企業(yè)重要的工作之一，是確保輸電設(shè)備正常運(yùn)行的前提。傳統(tǒng)的輸電設(shè)備狀態(tài)檢修模式具有一定的時(shí)間周期性，雖然在很大程度上減少了輸電設(shè)備故障發(fā)生幾率，但同時(shí)也存在一定的局限性。紅外熱成像技術(shù)能夠在不影響輸電設(shè)備正常工作的前提下進(jìn)行，以圖像的方式顯示設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，與傳統(tǒng)檢修技術(shù)相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。文章首先對(duì)紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行分析，然后探討其在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中的具體應(yīng)用，供有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：輸電設(shè)備；狀態(tài)檢修；紅外熱成像技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN219 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）09-0041-02

輸電設(shè)備是輸電系統(tǒng)中重要的組成部分，對(duì)整個(gè)輸電系統(tǒng)運(yùn)行都具有十分重要的意義。在輸電設(shè)備運(yùn)行過程中，由于運(yùn)行環(huán)境等因素的影響會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，對(duì)整個(gè)輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行造成影響。這就需要對(duì)輸電設(shè)備實(shí)施有效的狀態(tài)檢修，紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而現(xiàn)階段我國(guó)電力事業(yè)正處于快速發(fā)展的新時(shí)期，加強(qiáng)對(duì)紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中應(yīng)用的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 紅外熱成像技術(shù)概述

1.1 紅外熱成像技術(shù)的原理

任何物體都是由若干個(gè)分子構(gòu)成，并且構(gòu)成物體的分子無時(shí)無刻不在進(jìn)行無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生熱量，從而不斷的向外界輻射紅外熱能，在物體的表面就會(huì)形成一定的溫度，也就是相關(guān)領(lǐng)域中俗稱的熱像。紅外熱成像技術(shù)就是通過對(duì)這些紅外輻射熱量的吸收，檢測(cè)出輸電設(shè)備表面的溫度，同時(shí)通過成像圖像探測(cè)物體表面溫度場(chǎng)分布，從而對(duì)輸電設(shè)備發(fā)熱情況進(jìn)行判斷。

同時(shí)紅外熱成像技術(shù)能夠通過圖像對(duì)這些肉眼看不到的熱像進(jìn)行直觀展示，具有較高的靈敏度，即使是設(shè)備細(xì)微的熱狀態(tài)變化也能夠檢測(cè)出來，反映輸電設(shè)備外部與內(nèi)部的情況，具有極高的可靠性，能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)輸電設(shè)備的隱患，為輸電設(shè)備正常運(yùn)行提供安全保障。

1.2 紅外熱成像技術(shù)所用的儀器

采用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行輸電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)，所用的儀器被稱為紅外熱像儀。這種儀器主要通過紅外熱成像技術(shù)對(duì)待測(cè)設(shè)備紅外熱輻射進(jìn)行探測(cè)，然后經(jīng)過電信號(hào)處理、光電轉(zhuǎn)換等方式，將探測(cè)到的溫度分布圖形成可視圖像。

該儀器主要有電路、平面探測(cè)器、圖像處理軟件等。焦平面探測(cè)器主要作用在于對(duì)設(shè)備溫度分布的感知，同時(shí)將感知的情況轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；但是轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)十分微弱，還需要后續(xù)電路將這些電信號(hào)進(jìn)行處理，包括邏輯處理以及電子學(xué)放大處理，提高設(shè)備溫度分布觀測(cè)清晰度；而圖像處理軟件就是將經(jīng)過放大處理、邏輯處理過的電信號(hào)再次加工，將設(shè)備物體溫度分布情況以可見光像的形式呈現(xiàn)出來。

2 紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用

2.1 輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)的要求

2.1.1 環(huán)境要求

①被測(cè)的設(shè)備需要為帶電運(yùn)行設(shè)備，檢測(cè)時(shí)的溫度應(yīng)該高于5 ℃，相對(duì)濕度需要控制在85%之下，風(fēng)速需要控制在5 m/s以下，在多云、陰天或者夜間進(jìn)行檢測(cè)最為適宜。但是在雨雪、大霧等氣象條件下一般不宜進(jìn)行檢測(cè)；②如果在戶外晴天進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)，需要避免陽光對(duì)儀器鏡頭造成影響，而在室內(nèi)或夜間進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，需要避免燈光對(duì)儀器鏡頭直射，一般需要閉燈檢測(cè)；③在具體的檢測(cè)過程中需要避開電磁場(chǎng)，避免其對(duì)紅外熱像儀工作造成影響。

2.1.2 儀器要求

要求儀器測(cè)溫范圍、測(cè)量精度等與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)相關(guān)要求相符，保證其具有較高的靈敏度以及分辨率，確保呈現(xiàn)的圖像穩(wěn)定、清晰。其次，為了滿足對(duì)輸電設(shè)備熱成像的檢測(cè)，不僅需要紅外熱成像儀滿足基本功能，還必須有長(zhǎng)焦距鏡頭、中距離鏡頭等，保證野外操作與攜帶的方便性。

2.1.3 檢測(cè)次數(shù)要求

①對(duì)輸電設(shè)備紅外熱檢測(cè)在大負(fù)荷時(shí)較為合適，每個(gè)季度需要對(duì)110 V以上的輸電線路中輸電設(shè)備檢測(cè)一次；對(duì)于那些經(jīng)過大修后或新投產(chǎn)的輸電設(shè)備，在帶負(fù)荷運(yùn)行后一個(gè)月內(nèi)必須檢測(cè)一次；對(duì)于運(yùn)行環(huán)境差、負(fù)荷較重的輸電線路，其檢測(cè)的周期需要更短，一般一周至兩周就需要檢測(cè)一次；②在重大節(jié)日、事件時(shí)期，由于輸電設(shè)備的負(fù)荷可能會(huì)突然增加，在此期間需要增加對(duì)設(shè)備的檢測(cè)次數(shù)，縮短檢測(cè)周期。

2.2 輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中對(duì)紅外熱成像技術(shù)的具體應(yīng)用

紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中的具體應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.2.1 對(duì)絕緣子（玻璃、瓷）故障檢測(cè)

造成絕緣子發(fā)熱的原因主要包括：①受交流電場(chǎng)作用，由于電介質(zhì)極化效應(yīng)導(dǎo)致絕緣子發(fā)熱；②絕緣子內(nèi)部如果發(fā)生穿透性電流泄漏，也會(huì)導(dǎo)致絕緣子發(fā)熱；③由于絕緣子表面爬電電流泄漏也會(huì)導(dǎo)致絕緣子發(fā)熱。如果絕緣子狀態(tài)良好，其發(fā)熱功率極小，同時(shí)其發(fā)熱功率與電壓平方成正比關(guān)系。通過紅外熱成像技術(shù)，如果絕緣子良好，其成像顯示為馬鞍狀，并且相鄰絕緣子之間的溫度差<1 ？觷。如果絕緣子劣化，其發(fā)熱功率會(huì)急劇上升，同時(shí)集中在鋼帽內(nèi)部，當(dāng)鋼帽溫度與相鄰絕緣子溫度差值>1 ？觷，就可以判斷為零值絕緣子；如果絕緣子表面積灰過多，就會(huì)導(dǎo)致絕緣子電阻減小，磁盤就成為發(fā)熱的集中位置，而鋼帽正常。

2.2.2 通過紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)復(fù)合絕緣子故障

一個(gè)正常的復(fù)合絕緣子具有非常大的電阻，通過絕緣子的電流非常小，所以其發(fā)熱功率幾乎可以忽略不計(jì)。當(dāng)復(fù)合絕緣子中某一位置電阻下降到一定程度后，電流會(huì)集中通過該處，會(huì)引起局部發(fā)熱現(xiàn)象；如果絕緣子芯棒、外護(hù)套等出現(xiàn)破損，會(huì)導(dǎo)致局部強(qiáng)場(chǎng)出現(xiàn)，引起局部放電。在局部放電帶來的電子崩或電流脈沖作用下，會(huì)使得絕緣材料發(fā)熱。紅外熱像儀檢測(cè)出的兩種故障發(fā)熱圖如圖1（a）、（b）所示。

2.2.3 對(duì)線夾、導(dǎo)線接頭等故障的紅外檢測(cè)

通過對(duì)接頭、導(dǎo)線等溫度差檢測(cè)判斷其是否存在故障，如果線路的傳送功率小，說明其發(fā)熱功率也相對(duì)較低，所以在進(jìn)行紅外檢測(cè)時(shí)需要保證大氣環(huán)境、傳輸功率等的一致性。導(dǎo)致導(dǎo)線接頭、線夾等出現(xiàn)故障的原因包括：耐張線夾、引流線夾等螺絲發(fā)生松動(dòng)，導(dǎo)致發(fā)熱；導(dǎo)線出現(xiàn)斷股現(xiàn)象，引起發(fā)熱；導(dǎo)線接觸面過小，或受到運(yùn)行環(huán)境的影響使得接觸面過度氧化，增大了接觸面的電阻，引發(fā)過熱。

3 結(jié) 語

通過上述分析可知，紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修工作中發(fā)揮著重要的作用，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障以及故障位置，為輸電設(shè)備運(yùn)行提供安全保障。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紅外檢測(cè)與診斷技術(shù)必將被不斷的完善，紅外熱像儀的檢測(cè)精度也會(huì)不斷提高，為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。

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