红外测温技术在输电线路中的应用

红外测温技术在输电线路中的应用

发表时间：2017-08-02T11:30:48.500Z 来源：《电力设备》2017年第9期作者：陆俊杰

[导读] 摘要：红外测温技术具有高效、快速、安全等优点，其在输电线路运维中的应用有助于尽早发现及处理输电设备存在的发热缺陷（国网江苏省电力公司检修分公司 213100）

摘要：红外测温技术具有高效、快速、安全等优点，其在输电线路运维中的应用有助于尽早发现及处理输电设备存在的发热缺陷，从而保证输电线路的安全可靠运行。在本案，笔者结合实践经验，探讨红外测温技术在输电线路中的应用。

关键词：红外测温；输电线路；发热缺陷

引言

在电力系统中，输电线路占有十分重要的地位，且其运行状态直接影响了电力系统运行的质量。但分析发现，我国输电线路近年来发生的故障主要由设备发热缺陷所致。发热缺陷通常分为内、外部发热缺陷，其中内部发热是电气回路在密封环境下发生的故障；外部发热是接头在裸露环境下因压接性能不强而出现瞬间温升过高。对于输电线路设备发热缺陷，常用红外测温技术加以解决。下面，笔者首先介绍红外测温技术，然后再进一步探讨其在输电线路中的应用。

一、红外测温技术

红外线是一种电磁波，其波长0.78-1000μm，通常是指温度在-273℃以上的物体向周围空间不断自发的红外辐射能量。红外成像设备依据物体表面温度场，并通过探测表面的红外线辐射，以测定物体的温度。在输电线路设备中，通过探测表面红外辐射信号，分析设备的发热状态，从而判定发热缺陷的位置、属性及严重性等。通过与接触式测温技术比较发现，红外测温技术具有下列优势：一是可远距离测温，且响应速度快；二是适合测量若干种物体，如高温物体、高压物体、带电物体及高速运动物体等；三是测量结果不受物体温度的影响，从而保证了测量精度。对于输电线路设备的发热缺陷，且从发热原理上包括电流、电压致热两种情况。其中，电流致热是指接头位置的接触电阻比导线电阻大，继而引起发热，其中发热程度与电流大小有关；电压致热的主因是泄露电流的影响，且发热点在设备中，其中发热程度与风速、湿度等有关，则建议在湿度较大的环境下进行检测。

二、红外测温检测技术的应用

在输电设备发生发热缺陷时，红外测温检测技术对缺陷的诊断方法包括：

（一）表面温度判定法

表面温度判定法是按设备表面温度测值，并综合考虑环境因素、负荷大小、设备温度及温升允许限值等，以判定设备是否存在发热缺陷。据此，表面温度判定法的实用性强，且具有直观、简单的特点。但在输电线路检测中，常因条件受限而难以对检测设备四周的风速、环境温度及测距等参数进行准确测定，且线路检测常选取附近地面的风速、环境温度等参数及目测估计测距，因此测得的输电线路设备温升不准，继而影响到发热缺陷的准确判定。

（二）相对温升判断法

相对温升判断法是先选取2台安装点、表面状况、环境温度及型号（基本）相同的设备，再根据对应2个测点的温差及与发热点温升的百分比，判定设备是否存在发热缺陷，具体可用下列公式表达：

其中， -发热点的温升； -发热点的温度； -对应点的温升； -对应点的温度； -环境参照物的温度。相对温升判断法选取的出发点是引起发热的内因，因此对控制太阳辐射引起的附加温升、克服负荷电流与环境因素等的干扰具有重要作用，从而保证了测量结果的精度。依据《带电设备红外诊断技术应用导则》，可按下列标准划分输电线路发热缺陷的等级：在 ≥95%时，属于紧急缺陷；在80%≤ ＜95%时，属于重大缺陷；35%≤ ＜80%时，属于一般缺陷。

（三）同类比较法

在同类比较法应用中，选用的是同类设备。其中，同类设备是型号、环境及工作状态等接近的设备，具体比较其对应部位的温度，注意需要排除同类设备同时发生发热故障的情况。在输电线路红外测温中，运用同类比较法可快速测定输电线路设备存在的发热缺陷。通常情况下，同类比较法需与其他方法结合使用，以实现精确诊断。

（四）热图谱分析法

热图谱分析法是一种有效、精密的诊断方法，即按同类设备在正常状态下与运行状态下的热图谱，判定其是否正常发热。通常而言，热图谱分析法用来详细分析发热缺陷得以确诊的设备，且在电压致热的设备诊断中最常用。

三、输电线路设备发热缺陷的成因

运用红外测温技术发现，输电线路设备发生发热缺陷的原因包括施工质量差（约占50%）、设备质量缺陷、金件氧化腐蚀及连接松动等，具体表现如下：

（一）施工质量差

在输电线路施工中，倘若施工质量控制不严，便会在运行中埋下质量隐患，比如：在施工时，损坏导线等；在安装线夹时，未按要求紧固螺丝或缺少弹簧垫圈，致使螺丝在气温骤变时松动；在旧导线上安装线夹时，未清刷处理及涂抹电力复合脂，导致连接不严密，继而引起接触点发生氧化腐蚀；导线与线夹不配套。

（二）设备质量缺陷

对于合成绝缘子、避雷器等输电线路设备，其在长期运行中容易发生材料老化、密封性低下及受潮劣化等质量缺陷，继而影响电位的均匀分布及使设备产生发热缺陷。

（三）金属氧化腐蚀

输电线路设备裸露在野外环境中，长期受到灰尘、粉尘、日晒及雨淋等的影响，尤其是在一些工业发达的城市，工业废气、汽车尾气及酸雨等污染严重，极易引起接触、驳接处金件严重氧化或锈蚀，从而导致接触电阻增大几十倍及导致设备发生发热缺陷。（四）连接松动

输电线路运行在野外环境中，长期受到阵风、微风等的影响，因此连接点的螺丝容易松动，或出现接触不良现象。

四、讨论

综上，笔者探讨了红外测温技术及其在输电线路中的应用。研究表明，在选择红外测温的诊断方法时，应在综合考虑检测条件、测量精度要求等的基础上，优选一种或几种诊断方法。针对输电线路设备发生发热缺陷的原因，笔者指出若要有效规避缺陷的发生，应从施工过程、日常巡检的角度开展工作，以提高输电线路施工质量及及时发现、消除运行中存在的诱因。总之，输电线路是保证电力系统安全可靠运行的重要内容，既要做好发热缺陷的预防工作，又要合理运用红外测温技术检测可能存在的缺陷，以便及时采取措施消除缺陷及恢复线路的正常运行。

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作者简介：陆俊杰（1987-），男，汉，江苏省常州市人，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：输电线路运行与检修。