高压电力线路红外检测探讨

夏勇 夏政 郭向阳

摘 要：随着各地区经济飞速发展，电力负荷持续攀升，人们对电力需求的依赖性越来越强，电力安全生产的持续可靠性越来越重要。电力负荷的攀升导致高压输电设备发热，如果控制不当就会引发电力跳闸事故。本文从红外检测电力设备的工作原理、红外检测注意事项等角度，探索和把脉电力设备运行信息，从而确保输电线路健康优质运行。

关键词：红外测温；电力设备，发热点

随着我国国民经济持续稳定发展，电力规模也随着快速发展，人们对电力需求的依赖性越来越强，国家对电力生产的安全性、稳定性要求越来越高，但是，电力系统因高压设备发热引起的事故仍频繁发生，而红外检测诊断能够迅速、准确地发现电力设备隐蔽的功能性过热故障，提前检测出故障信息，使设备维修工作处于主动位置，并降低维修成本，因此，加强高压设备红外温度检测工作，对电力生产安全、稳定地运行起到越来越重要的作用。

1、红外热像仪工作原理

红外热像仪是把被检测设备表面温度分布，借助红外辐射信号的形式，经接受系统成像在红外探测器上，再由探测器将其转换为视频信号，通过终端显示器，显示出被测设备表面温度分布的热像图。

红外热像仪探测的是电力设备热缺陷发射的红外能量，一旦被测设备存在缺陷，相应部位温场会发生温度变化，这一变化可以被红外热像仪精确地捕捉到，它把缺陷设备不可见的表面热分布，转换为可见光的图象，还能进行精确的局部温度显示，被测物体表面的热场分布成像清晰，揭示缺陷设备内部的异常状况，为设备故障判断提供准确的数据。

2、检测注意事项

高压电力线路红外检测的准确性受多种因素的影响，如：设备运行状况、设备部件的发射率、环境温度、天气情况等，为了提高红外检测的准确度，必须对影响红外检测结果的各种因素有充分的估计，并采取相应的措施：

2.1 如果电气设备未在额定的电压、电流状态下运行，即使存在严重的故障，也不会有足够的发热功率使其表面产生应有的故障热区象征，因此应选择高压设备在满负荷状态运行时进行红外检测。

2.2 任何红外检测仪器都是通过检测设备表面红外辐射功率来获得设备温度信息的，当仪器接受相同辐射功率时，发射率越低的物体，显示的温度越高，见检测之前，应查出被检测设备部件表面的发射率值，以便检测中修正发射率，物体的发射率主要取决于材料的性质和表面状态（表面氧化、污秽状况、涂层材料、粗糙程度）。

2.3 环境温度剧烈变化时不宜进行检测。在炎热的夏季，有过高的大气环境温度，在热平衡状态下，即使设备不运行也有较高的温度，设备温度的绝对测量会给出虚假的热故障象征；在冬季，设备与环境温差越大散热越快，使故障接头与导线温差大大降低，而影响诊断的可靠性。

2.4 一般检测环境要求：被测设备是带电运行设备，应尽量避开视线中的封闭遮挡物。环境温度一般不低于5摄氏度，相对湿度一般不大于85%。白天检测设备时，太阳辐射可改变故障设备的温度分布（太阳辐射可引起设备表面产生10～20℃的附加稳升），影响被测设备的红外热像特征，有时可能造成露检或虚假判断，为克服白天太阳和背景辐射的影响，应选择在夜晚或阴天红外检测，必须在太阳辐射强烈时检测，可在仪器系统中加装红外滤光片，以便滤出太阳辐射。

2.5 不良天气条件（如大风、雨、雪、雾等）会给红外检测带来不利的影响。风力（风速）是影响设备表面对流散热的重要因素，风速越大，对流散热越多，使故障检测变的越加困难，检测时应注意，不能穿过透明表面（如玻璃、塑料的窗户）进行检测。

2.6 输电线路带电检测周期：一般在大负荷前进行。对正常运行的500kV及以上架空线路和重要的220kV架空线路接续工具，每年宜检测一次；110kV线路和其他的220kV线路，可每两年进行一次。新投产和做相关大修后的线路，应在投运带负荷后不超过1个月内（但至少24h以后）进行一次检测。对于线路上的瓷质绝缘子以及合成绝缘子，有条件和经验的也可进行检测。对正常运行的电缆每年至少一次。对重负荷线路，运行环境差时应适当缩短检测周期；重大事件、重大节日、重要负荷以及设备负荷突然增加等特殊情况应增加检测次数。

3、高压电力线路检测

3.1 高壓电力线路红外检测诊断以国家经贸委发布的《带电设备红外诊断技术应用导则》为准。电力线路红外诊断测温普测周期一般每年两次，在负荷高峰时进行，其中一次应在高温季节进行，对于缺陷（隐患）的设备部件应加强跟踪检测，以便为设备缺陷诊断分析提供条件。

3.2 高压电力线路导线故障的红外检测诊断项目主要有：导线接头压接管、导线断股及断股修补处过热缺陷、导线引流线夹、跳线夹、耐张线夹等螺丝松动形成的过热故障的诊断。

3.3 高压输电线路设备发热的显现程度与运行状态有关，检测时，必须提供使设备故障特征能充分暴露出来的条件，应选择高压设备在满负荷状态运行的时机进行红外检测才有效率。

3.4 设备检测过程中，在确保仪器基本参数设置正确外，还应掌握测温距离适宜、方向合理，对过热点的搜寻应从多角度、全方位对运行设备进行扫描，一旦发现过热点，应将摄取设备红外热像的位置固定（拍照），以便在以后检测中仍在原位置检测，保证不同时期相同位置的检测结果具有可比性，掌握设备隐患的发展变化情况，为分析诊断提供准确的信息。

3.5 缺陷分为一般缺陷、重要缺陷、紧急缺陷。一般缺陷指设备存在过热，有一定温差，但还不会引起事故，一般要求记录在案，注意观察其缺陷的发展，利用停电检修机会，有计划地安排试验检修消除缺陷；重要缺陷指设备存在过热，程度严重，温度场分布梯度较大，温差较大，应尽快安排处理。紧急缺陷指设备最高温度超过GB/T11022—2011规定的最高允许温度，应立即安排处理。

3.6 在高压设备现场检测时应注意，在检测15米以上的设备发热点时，一是注意红外镜头反映的目标小，注意捕捉发热点不使遗漏，二是检测较远目标热点的温度要适当增加10℃的修正值。

3.7 高压输电设备三相运行、正常时通过的三相电路的电流相同，因此，三相之间存在可比性。在进行故障诊断时，对同一设备三相间的温度比较，对同一设备同一相不同部位的温度比较，对判断故障属性和定位有益，在检测导线接头（压接管等）温度时，可以参考同相导线一米处温升来鉴别（温差超过10℃时，说明存在连接不良故障）。

3.8 历史（时间）状态比较：测温后，以采集的设备各部位的热相数据，以及历次红外检测时记录的热相数据为基础，借助“图象减法处理技术”就能得到新检测热像与存储杂同一设备热像之间的差异，从而发现两者之间存在多大差异，发现两者之间在何处存在差异，并对设备缺陷随时间发生变化做出及时诊断。