王永剛

國網(wǎng)寧夏電力有限公司中衛(wèi)供電公司，中國·寧夏 中衛(wèi) 755000

1 引言

在整個(gè)電力運(yùn)行體系中，輸電線路占據(jù)十分重要的位置。然而，在實(shí)際運(yùn)行過程中，中國很多地方都出現(xiàn)過輸電線路設(shè)備運(yùn)行故障，甚至引發(fā)一系列安全問題，因此相關(guān)單位應(yīng)加大對(duì)輸電線路設(shè)備運(yùn)行的檢測(cè)力度，有效提升輸電線路運(yùn)行的安全性與可靠性。紅外測(cè)溫技術(shù)憑借不接觸、不停電的優(yōu)勢(shì)，得以在輸電線路檢測(cè)中普及使用。

2 紅外測(cè)溫技術(shù)分析

紅外測(cè)溫技術(shù)主要利用隨著溫度的增高，物體所散發(fā)出的紅外輻射就會(huì)越強(qiáng)烈的原理，采用專門的檢測(cè)儀器，將物體的紅外輻射轉(zhuǎn)化為可見的圖像，進(jìn)而根據(jù)檢測(cè)的物體發(fā)熱是否正常等信息來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況。在架空輸電線路故障診斷中，紅外測(cè)溫通常適用于以下幾種情況：

①電氣設(shè)備中的導(dǎo)流回路，包括一次和二次導(dǎo)流回路，主要是應(yīng)用在存在有缺陷或故障的回路中接頭或觸頭部分，當(dāng)有故障產(chǎn)生時(shí)，電阻會(huì)變大，根據(jù)焦耳定律：

Q=I2Rt

其中，Q 為單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量，I 為電流，R 為電阻，t 為時(shí)間。

顯然，當(dāng)接頭電阻增大時(shí)產(chǎn)程的熱量會(huì)增大，這就可以通過紅外測(cè)溫成像儀快捷地找出異常的部位，進(jìn)而采取措施。

②電氣設(shè)備的絕緣部分。雖然絕緣介質(zhì)的導(dǎo)電性可以忽略不計(jì)，但是在電壓的運(yùn)行下，會(huì)產(chǎn)生一定的熱損耗，這樣長(zhǎng)期下去會(huì)導(dǎo)致絕緣老化等顯現(xiàn)，當(dāng)絕緣層的溫度開始產(chǎn)生較大梯度，則說明絕緣層已經(jīng)磨損或老化，就應(yīng)該及時(shí)地更換或采取防護(hù)措施。

③含有鐵磁材料的設(shè)備。通常在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，電磁回路中的鐵損失會(huì)呈現(xiàn)出均衡彌漫，而當(dāng)出現(xiàn)漏磁、磁飽或者片間短路的情況時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生局部渦流，進(jìn)而產(chǎn)生大量的熱，紅外輻射將在空間內(nèi)呈現(xiàn)特有的變化。

④應(yīng)用于如氧化鋅避雷器等內(nèi)部結(jié)構(gòu)為片式的設(shè)備。當(dāng)內(nèi)部設(shè)備發(fā)生異常時(shí)，片之間的電壓分布改變，進(jìn)而導(dǎo)致電流泄漏增大，從而產(chǎn)生溫度變化，以便紅外測(cè)溫檢測(cè)[1]。

3 紅外測(cè)溫技術(shù)及其要點(diǎn)分析

3.1 紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用分析

3.1.1 絕對(duì)溫差法

在實(shí)際輸電線路運(yùn)行過程中，只有符合相關(guān)規(guī)定才能保證輸電設(shè)備正常運(yùn)行。按照相關(guān)要求：輸電線路鋼芯鋁絞線在工作時(shí)，溫度要保證在70℃以內(nèi)。在中國現(xiàn)行輸電設(shè)備運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中，并沒有對(duì)交流線以及自流線路金屬器運(yùn)行溫度進(jìn)行控制。通過相關(guān)調(diào)查顯示，輸電線路在實(shí)際運(yùn)行過程中，各個(gè)設(shè)備之間的溫度應(yīng)等于或者小于相關(guān)規(guī)定中的溫度。所以，在實(shí)際輸電線路運(yùn)行過程中，只有把握好設(shè)備溫度情況，才能保證輸電線路正常運(yùn)行。

3.1.2 警戒溫升法

在輸電線路溫度檢測(cè)過程中，采用警戒升溫的方式對(duì)輸電線路中高溫部分進(jìn)行判讀，從而采取相應(yīng)措施。在警戒溫升法的應(yīng)用中，相關(guān)工作人員通過科學(xué)合理的評(píng)估，設(shè)置一個(gè)警戒參數(shù)作為參考。在輸電設(shè)備運(yùn)行過程中，由于輸電線路通過電流的大小不同，相關(guān)工作人員應(yīng)該積極地對(duì)導(dǎo)線接頭處進(jìn)行檢查。在檢查過程中，若檢查部位的溫度不會(huì)超過警戒溫度，說明設(shè)備運(yùn)行正常[2]。但是，在實(shí)際使用過程中存在一定問題。例如，由于負(fù)荷電流、輸電線路材料等原因造成異常發(fā)熱問題時(shí)，設(shè)備容易受到臨近效應(yīng)的影響，在此狀況下進(jìn)行警戒溫升方式是不合理的。

3.2 紅外測(cè)溫技術(shù)要點(diǎn)分析

3.2.1 溫度辨別技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)采用外部變電運(yùn)維檢驗(yàn)與計(jì)算機(jī)電力信息處理結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)中國電力資源管理系統(tǒng)中變電管理系統(tǒng)中檢測(cè)與保護(hù)同步。論文結(jié)合中國變電運(yùn)維系統(tǒng)中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用情況，將紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

第一，紅外測(cè)溫實(shí)現(xiàn)溫度辨別技術(shù)，物體運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)紅外感應(yīng)光波，變電運(yùn)維系統(tǒng)將紅外測(cè)溫與變電運(yùn)維管理智能化系統(tǒng)結(jié)合在一起。當(dāng)電力輸送系統(tǒng)中電力運(yùn)輸中某一部分出現(xiàn)故障，檢測(cè)到的電流應(yīng)用光波會(huì)產(chǎn)生較大的紅外光波波動(dòng)圖，從而達(dá)到對(duì)變電運(yùn)維中故障進(jìn)行及時(shí)反饋的作用。

第二，紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中應(yīng)用，也可以通過變電運(yùn)維系統(tǒng)前和運(yùn)維后期紅外測(cè)溫圖的檢驗(yàn)過程進(jìn)行紅外光譜對(duì)比分析。例如，中國某地變電運(yùn)維系統(tǒng)采用紅外測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行變電運(yùn)維分析，變電運(yùn)維管理人員通過對(duì)電力運(yùn)維系統(tǒng)的紅外檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為當(dāng)?shù)仉娏?yīng)系統(tǒng)提供了保障[3]。

3.2.2 自動(dòng)化系統(tǒng)檢修技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)在中國變電運(yùn)維系統(tǒng)中的應(yīng)用，也使電力供應(yīng)系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)檢修技術(shù)得到提高。傳統(tǒng)變電運(yùn)維系統(tǒng)的運(yùn)維采用人工檢驗(yàn)為主，系統(tǒng)檢驗(yàn)為輔的維修方式。因此，電力系統(tǒng)檢驗(yàn)往往需要大規(guī)模停電檢驗(yàn)，這種檢驗(yàn)對(duì)中國社會(huì)性的整體發(fā)展帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以直接對(duì)變電運(yùn)維系統(tǒng)中的各個(gè)部分進(jìn)行外部掃描檢驗(yàn)，徹底打破了傳統(tǒng)變電運(yùn)維中大規(guī)模停電的維修情況，實(shí)現(xiàn)彼變電運(yùn)維系統(tǒng)自動(dòng)化檢修系統(tǒng)的逐步完善。

3.2.3 變電運(yùn)維故障排除技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)在中國變電運(yùn)維系統(tǒng)中的應(yīng)用，使中國電力供應(yīng)系統(tǒng)中應(yīng)用智能化輸電線路檢測(cè)才程序，對(duì)紅外測(cè)溫形成的紅外光譜進(jìn)行系統(tǒng)分析，當(dāng)變電運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行紅外光譜分析時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)紅外光譜中存在光譜波段異常的情況，系統(tǒng)將智能對(duì)檢驗(yàn)光波段進(jìn)行初級(jí)運(yùn)維故障處理，同時(shí)阻斷該段電流的正常傳輸，將電流合理分配到其他電流輸送系統(tǒng)中，如果紅外測(cè)溫技術(shù)與變電運(yùn)維管理系統(tǒng)的初步故障排除的效果性較差，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出故障警報(bào)，完成對(duì)電力運(yùn)維系統(tǒng)的維護(hù)與管理。

4 紅外線測(cè)溫技術(shù)在輸電線路設(shè)備運(yùn)行檢修中的應(yīng)用

4.1 科學(xué)、合理地使用紅外測(cè)溫儀器

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國輸電線路運(yùn)行故障中，熱故障占了很大比例，而熱故障又可分為外部熱故障和內(nèi)部熱故障，外部熱故障主要是由于電流通過外部一些接頭存在缺陷的位置時(shí)，溫度升高，超出正常范圍，進(jìn)而引發(fā)熱故障。而內(nèi)部熱故障是由于部分設(shè)備密閉性強(qiáng)，散熱性能弱，從而逐漸導(dǎo)致其內(nèi)部溫度升高，留下安全隱患。紅外測(cè)溫技術(shù)為輸電線路設(shè)備運(yùn)行維修工作提供了極其便利的條件，同時(shí)也為輸電網(wǎng)路的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提供了保障。為此，在紅外測(cè)溫相關(guān)作業(yè)期間，工作人員也要結(jié)合當(dāng)?shù)剌旊娋€路實(shí)際狀況，科學(xué)、合理地選擇作業(yè)設(shè)備，并制定高效的作業(yè)方案，以保證檢修結(jié)果的真實(shí)性與有效性。

4.1.1 絕對(duì)溫差法

中國輸電線路內(nèi)部所用導(dǎo)線材料多為鋼芯鋁絞線，中國曾制定有關(guān)規(guī)定，要求輸電線路穩(wěn)定工作期間，其溫度不能超過70℃，而且據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)輸電線路相鄰兩設(shè)備之間溫度超過70℃時(shí)，線路出現(xiàn)故障的概率將大大增加，因此在維修檢測(cè)時(shí)，也要注意管控設(shè)備的溫度。

4.1.2 警戒溫升法

與當(dāng)下智能建筑內(nèi)自動(dòng)預(yù)警裝置的原理類似，由于不同地域內(nèi)用電水平不同，所以導(dǎo)致輸電線路內(nèi)電流大小亦不相同，因此工作人員需要結(jié)合輸電線路實(shí)際狀況科學(xué)設(shè)置一個(gè)略低于臨界點(diǎn)溫度的預(yù)警參數(shù)，當(dāng)紅外測(cè)溫儀器工作時(shí)，如果檢測(cè)到輸電線路中某一區(qū)域溫度高于預(yù)警參數(shù)，就會(huì)進(jìn)行預(yù)警，提醒工作人員及時(shí)處理該處的故障。另外，該方式有一定的局限性，在負(fù)荷電流和線路材質(zhì)和運(yùn)行環(huán)境等基礎(chǔ)條件相同的情況下，由于受臨近效應(yīng)的影響，高壓交流線路與直流線路的發(fā)熱現(xiàn)象有明顯的區(qū)別，因此單獨(dú)以導(dǎo)向型號(hào)和材質(zhì)設(shè)定預(yù)警參數(shù)并不科學(xué)、合理，會(huì)降低預(yù)警的精準(zhǔn)性，還有預(yù)警參數(shù)的制定并沒有充分考慮到外界自然環(huán)境的影響，因此該參數(shù)的設(shè)定并不全面，尤其是對(duì)于高壓架空輸電線路而言，溫度、濕度、風(fēng)力等因素都影響檢測(cè)結(jié)果。為此，在對(duì)高壓架空線路設(shè)定預(yù)警參數(shù)和檢測(cè)時(shí)，都要做好相應(yīng)的控制措施，以保證結(jié)果的精準(zhǔn)性。

4.2 做好輸電線路設(shè)備檢測(cè)記錄

輸電線路紅外測(cè)溫檢測(cè)是一項(xiàng)并不是一次性的工作，是需要周期性對(duì)輸電線路進(jìn)行檢測(cè)維修，這樣才能保證用戶的用電安全。因此，電力企業(yè)一定要制定好周期性和重點(diǎn)維修檢測(cè)制度，在周期性檢測(cè)時(shí)，一定要嚴(yán)格規(guī)范監(jiān)測(cè)工藝，確保檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)紅外測(cè)溫儀器預(yù)警，發(fā)現(xiàn)輸電線路故障，要及時(shí)做好故障報(bào)告，并提交到有關(guān)部門，使之立刻開展排障工作。而且即使本次檢測(cè)確定輸電線路并未出現(xiàn)故障，也要及時(shí)做好測(cè)溫記錄，包括時(shí)間、溫度、環(huán)境因素等，并加強(qiáng)測(cè)溫記錄的分析預(yù)警工作這樣才能提高維修檢測(cè)工作的有效性。

此外，當(dāng)線路故障排除后，針對(duì)故障區(qū)域，有關(guān)人員還要做好重點(diǎn)檢測(cè)工作，防止其再次復(fù)發(fā)。同時(shí)，有關(guān)人員也要進(jìn)記錄工作落實(shí)到位，深入分析故障原因和排障中預(yù)見的主要問題，以此為下次排障提供充足的理論依據(jù)。

5 結(jié)語

總之，隨著電需求量的增加，輸電線路的運(yùn)行環(huán)境越來越復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)對(duì)輸電線路運(yùn)行的安全生產(chǎn)以及人們的正常用電產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在輸電線路設(shè)備運(yùn)行檢修過程中使用紅外測(cè)溫技術(shù)，能夠快速、精準(zhǔn)地對(duì)輸電線路是否存在溫度異常情況加以檢測(cè)，并有針對(duì)性地采取合理措施加以處理，以此保證輸電線路運(yùn)行的安全性和可靠性。所以，輸電線路檢修人員必須紅外測(cè)溫技術(shù)的重要性予以充分認(rèn)識(shí)，并大力推廣使用。