红外测温在输电线路中的应用分析
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红外测温在输电线路中的应用
张彦哲
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目录
1 2 3 4 5
序言 红外测温技术 红外检测的要求
红外检测在输电线路中的应用
结论
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1.序言
•
高压输电线路运行状态的在线监控、检测和故障诊断，对提高 线路可靠性、经济性运行，降低维护成本意义重大，红外线诊断技 术是利用带电设备的热效应，采用专门的测温仪器从设备表面发出 的红外辐射信息，进而判断设备状态和缺陷性质的一种先进技术， 对保障高压输电线路安全稳定运行和合理安排检修工作起着重要的 作用，具有很强的现实意义。
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• 3.4检测周期要求
• 带电运行的输电设备红外检测时间，应根据输电线路的重要性、电
压等级、所带负荷和环境条件确定。 • 对正常运行的500kV及以上架空线路和重要的220（330）kV架空 线路的导线连接器，包含耐张线夹（压缩型、液压型、爆压型）、 接续管、修补管、并沟线夹、跳线线夹、T型线夹、设备线夹等应每 年检测一次，一般在迎峰渡夏前进行；110kV的输电线路和其他的 220kV线路可每两~三年进行一次。 • 输电线路的检测一般在线路重负荷（超过额定负荷的80%）前和重 负荷运行时进行，对于新建、大修后或改建的线路，应在带电运行 后一个月内进行一次红外测温。 • 对于运行环境差、陈旧、有缺陷的线路，在重负荷运行期间，需要 增加检测次数。
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• 3.3.2精确检测要求
•除满足一般检测的环境要求外，还需要满足
以下要求：风速一般小于5m/s；被检测设备 带电运行最好在24h以上；电压致热型设备检 测时，应在天气为阴天、夜间或晴天日落2h后； 当发现设备有缺陷时，应逐渐靠近被检测设备， 并从不同角度观察，以避免红外反光的影响造 成误判断。
环境温度参照体 用来采集环境温度的物体叫环境温度参照体。它不一 定具有当时的真实环境温度，但具有与被测物相似的物 理属性，并与被测物处于相似的环境之中。
这种方法简单、直观、实用性强，但是当线路负荷较小， 故障点发热不明显时，就会出现漏判、误判的情况。另外， 我国目前还没有线路金具发热的国家标准，所以这种方法 只可以判定部分设备的故障情况，而且一般只用于简单的 外部热故障的判断
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4.红外检测在输电线路中的应用
输电线路设备的发热特点
电流致热 型设备
由于电流作用而引起 发热的设备，主要是 因为接头处 的接触电 Diagram 阻大于导线电阻而引 2 起的发热，一般由电 流大小决定发热程度， 受风速、湿度影响较 小。
电压致热 型设备
由电压作用引起发热的设备， 常见为瓷质绝缘子零值、劣 质泄露电流引起的发热，复 合绝缘子棒芯电蚀引起的发 热，线路避雷器阀片失效导 致泄露电流增大引起的发热 等。
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• 3.4检测周期要求
• 在运行方式调整后，潮流分布改变及大负荷、高温天气、重要假节
日等情况，有重点地开展临时检测工作。 • 电压致热设备应根据运行年限进行周期测试。第一，负荷绝缘子挂 网5年内至少检测一次；挂网满5年不满10年的检测周期不超过3年； 挂网10年以上的应每年检测一次。第二，瓷质绝缘子挂网10年内应 每5年检测一次，挂网满10年不满20年的应每3年检测一次；挂网 20年以上的应每2年检测一次。第三，带间隙避雷器每2年检测一次， 不带间隙避雷器每年检测一次。 • 对于其他监督手段检测发现问题的设备应根据实际情况随时安排检 测。
• 优点
不接触、不停电检测； 快速、大面积扫描。
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3.红外检测的要求
3.1检测仪器要求 • 红外热像仪应操作简单，携带方便，测温精 度高，测量结果不受测量环境中电磁场的干 扰； • 图像清晰、稳定，具有较高的温度分辨率和 空间分辨率，测量精度和测温范围满足现场 测试要求。
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3.2工作人员要求 • 了解红外热成像诊断技术的基本条件和诊断程序， 熟悉红外热成像仪的工作原理，技术参数和性能， 熟悉掌握仪器的操作程序和调试方法。 • 接受有关的红外热像检测技术的培训（省市电力公 司及以上单位组织的培训），持证上岗。 • 了解被检测设备的结构特点、外部接线、运行状况 和导致设备故障基本因素。 • 具有一定现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生 产和工作现场的有关安全规程。
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Diagram 2
设备发热缺陷的诊断方法
表面温度判断法 热图谱分析法 相对温差法 同类比较法
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Diagram 3
表面温度判断法 温升 就是根据测得的 设备表面温度值 ，结合环境气候 条件、负荷大小 ，对照规定标准 中设备、材料温 度和温升的允许 极限值来分析判 断设备缺陷， 被测设备表面温度和环境温度参照体表面温 度之差。
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相对温升判断法
相对温升法是 根据状况相同 或基本相同的2 台设备的2个对 应测点之间的 温差，与发热 点的温升之比 的百分数来判 断设备发热缺 陷。
Δt＝（τ1－τ2）/τ1 ＝（T1－T2）/（T1－T0） 式中：τ1和T1—发热点的温升和温度； τ2和T 2——正常相对应点的—温升和温度； T0——环境温度参照体的温度。
相对温升法一般只用于电流致热型设备 的判断，这种方法可以排除负荷及环境 温度不同时对红外诊断结果的影响。
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2.红外测温技术
• 红外测温原理
在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不断、自 发地向周围空间发出红外辐射能量，而辐射能量的大小及 其波长都与物体表面的温度有着十分密切的关系。 红外线 辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射。 被测物 体的红外辐射能量与温度成一定的函数关系，辐射能量通 过仪器的透镜、滤光片汇聚到探测器，探测器将辐射能转 换成电信号，经过放大器，A/D转换器的处理，最后显示 出温度值。
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• 3.3检测环境要求 • 3.3.1一般检测要求
（1）被检测设备须是带电运行设备，应尽量 避开遮挡物。
（2）室外晴天测量时要避开太阳光直接照射镜头。 （3）避免测温仪的环境温度发生突变，待它与环境 温度平衡后，方可使用，以减少温差造成的误差。 （4）测试电流致热型设备，要在大负荷下进行，一般 应在高于额定负荷的30%下进行。
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序言 红外测温技术 红外检测的要求
红外检测在输电线路中的应用
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1.序言
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高压输电线路运行状态的在线监控、检测和故障诊断，对提高 线路可靠性、经济性运行，降低维护成本意义重大，红外线诊断技 术是利用带电设备的热效应，采用专门的测温仪器从设备表面发出 的红外辐射信息，进而判断设备状态和缺陷性质的一种先进技术， 对保障高压输电线路安全稳定运行和合理安排检修工作起着重要的 作用，具有很强的现实意义。
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• 3.4检测周期要求
• 带电运行的输电设备红外检测时间，应根据输电线路的重要性、电
压等级、所带负荷和环境条件确定。 • 对正常运行的500kV及以上架空线路和重要的220（330）kV架空 线路的导线连接器，包含耐张线夹（压缩型、液压型、爆压型）、 接续管、修补管、并沟线夹、跳线线夹、T型线夹、设备线夹等应每 年检测一次，一般在迎峰渡夏前进行；110kV的输电线路和其他的 220kV线路可每两~三年进行一次。 • 输电线路的检测一般在线路重负荷（超过额定负荷的80%）前和重 负荷运行时进行，对于新建、大修后或改建的线路，应在带电运行 后一个月内进行一次红外测温。 • 对于运行环境差、陈旧、有缺陷的线路，在重负荷运行期间，需要 增加检测次数。
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• 3.3.2精确检测要求
•除满足一般检测的环境要求外，还需要满足
以下要求：风速一般小于5m/s；被检测设备 带电运行最好在24h以上；电压致热型设备检 测时，应在天气为阴天、夜间或晴天日落2h后； 当发现设备有缺陷时，应逐渐靠近被检测设备， 并从不同角度观察，以避免红外反光的影响造 成误判断。
环境温度参照体 用来采集环境温度的物体叫环境温度参照体。它不一 定具有当时的真实环境温度，但具有与被测物相似的物 理属性，并与被测物处于相似的环境之中。
这种方法简单、直观、实用性强，但是当线路负荷较小， 故障点发热不明显时，就会出现漏判、误判的情况。另外， 我国目前还没有线路金具发热的国家标准，所以这种方法 只可以判定部分设备的故障情况，而且一般只用于简单的 外部热故障的判断
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4.红外检测在输电线路中的应用
输电线路设备的发热特点
电流致热 型设备
由于电流作用而引起 发热的设备，主要是 因为接头处 的接触电 Diagram 阻大于导线电阻而引 2 起的发热，一般由电 流大小决定发热程度， 受风速、湿度影响较 小。
电压致热 型设备
由电压作用引起发热的设备， 常见为瓷质绝缘子零值、劣 质泄露电流引起的发热，复 合绝缘子棒芯电蚀引起的发 热，线路避雷器阀片失效导 致泄露电流增大引起的发热 等。
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• 3.4检测周期要求
• 在运行方式调整后，潮流分布改变及大负荷、高温天气、重要假节
日等情况，有重点地开展临时检测工作。 • 电压致热设备应根据运行年限进行周期测试。第一，负荷绝缘子挂 网5年内至少检测一次；挂网满5年不满10年的检测周期不超过3年； 挂网10年以上的应每年检测一次。第二，瓷质绝缘子挂网10年内应 每5年检测一次，挂网满10年不满20年的应每3年检测一次；挂网 20年以上的应每2年检测一次。第三，带间隙避雷器每2年检测一次， 不带间隙避雷器每年检测一次。 • 对于其他监督手段检测发现问题的设备应根据实际情况随时安排检 测。
• 优点
不接触、不停电检测； 快速、大面积扫描。
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3.红外检测的要求
3.1检测仪器要求 • 红外热像仪应操作简单，携带方便，测温精 度高，测量结果不受测量环境中电磁场的干 扰； • 图像清晰、稳定，具有较高的温度分辨率和 空间分辨率，测量精度和测温范围满足现场 测试要求。
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3.2工作人员要求 • 了解红外热成像诊断技术的基本条件和诊断程序， 熟悉红外热成像仪的工作原理，技术参数和性能， 熟悉掌握仪器的操作程序和调试方法。 • 接受有关的红外热像检测技术的培训（省市电力公 司及以上单位组织的培训），持证上岗。 • 了解被检测设备的结构特点、外部接线、运行状况 和导致设备故障基本因素。 • 具有一定现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生 产和工作现场的有关安全规程。
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设备发热缺陷的诊断方法
表面温度判断法 热图谱分析法 相对温差法 同类比较法
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表面温度判断法 温升 就是根据测得的 设备表面温度值 ，结合环境气候 条件、负荷大小 ，对照规定标准 中设备、材料温 度和温升的允许 极限值来分析判 断设备缺陷， 被测设备表面温度和环境温度参照体表面温 度之差。
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相对温升判断法
相对温升法是 根据状况相同 或基本相同的2 台设备的2个对 应测点之间的 温差，与发热 点的温升之比 的百分数来判 断设备发热缺 陷。
Δt＝（τ1－τ2）/τ1 ＝（T1－T2）/（T1－T0） 式中：τ1和T1—发热点的温升和温度； τ2和T 2——正常相对应点的—温升和温度； T0——环境温度参照体的温度。
相对温升法一般只用于电流致热型设备 的判断，这种方法可以排除负荷及环境 温度不同时对红外诊断结果的影响。
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2.红外测温技术
• 红外测温原理
在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不断、自 发地向周围空间发出红外辐射能量，而辐射能量的大小及 其波长都与物体表面的温度有着十分密切的关系。 红外线 辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射。 被测物 体的红外辐射能量与温度成一定的函数关系，辐射能量通 过仪器的透镜、滤光片汇聚到探测器，探测器将辐射能转 换成电信号，经过放大器，A/D转换器的处理，最后显示 出温度值。
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• 3.3检测环境要求 • 3.3.1一般检测要求
（1）被检测设备须是带电运行设备，应尽量 避开遮挡物。
（2）室外晴天测量时要避开太阳光直接照射镜头。 （3）避免测温仪的环境温度发生突变，待它与环境 温度平衡后，方可使用，以减少温差造成的误差。 （4）测试电流致热型设备，要在大负荷下进行，一般 应在高于额定负荷的30%下进行。