探究基于红外测温法的故障绝缘子在线检测技术

金 峰，宁 利，马德志

（1.国网白城供电公司镇赉检修分公司，白城 137300；2.国网吉林省电力有限公司镇赉县供电公司，白城 137300）

随着社会文明及经济的发展，电能这种清洁型的二次能源给人们的生活带来了巨大的便利，获得越来越广泛的作用。在电网运行的过程中，因为电压和电流之间的相互作用，及时作为输电线路中主要绝缘部件的绝缘子也会出现发热的现象，进而产生故障，影响到电网输电线路的正常运行。因此加强对故障绝缘子的在线检测就变得十分必要。针对绝缘子故障检测，国内外诸多的专家学者提出了数种检测方式，如：分布电压法、脉冲电源电流法、电场法、敏感绝缘子法、泄漏电流法、绝缘电阻测定法等。但这些检测方式都是利用表征绝缘子状态的特征进行故障的早期预报，已收到电磁的干扰，精度较低，且具有较大的安全隐患，同时检测的成本也较高。因此，这些检测方式不具备广谱性。所以，探索有效且具有广谱性的故障绝缘子在线检测技术就变得十分必要且紧迫。

1 绝缘子发热现象的原因分析

绝缘子是电网系统中输电线路重要的组成部分，是保障输电线路电气性能最重要的部件。在实际运行中，由于绝缘子上存在着钢脚和钢帽等金具部分，加之其常年受到电压和电流的相互作用，因此，在其钢脚、钢帽以及接地杆塔之间存在着较多的杂散电容，导致其电压分布极不稳定：其靠近输电线路部位的绝缘子承担着极大地电压降，而其接地杆塔部位的绝缘子承担的电压降则较小。在长期的不均衡电压下，绝缘子的电介质会因极化效应引起局部发热现象。其次，是因为绝缘子内部存在质量问题，导致其内部因穿透性泄漏电流引起严重的发热现象。最后，因为绝缘子长期暴露在野外，受风吹日晒雨淋等天气现象的影响，其外部表面会逐渐产生很多污秽物质，进而导致其表面产生爬电泄漏电流，这样也会导致其表面产生发热现象。根据相关人士的研究结果显示，正常的绝缘子发热情况较低，并与其电压的分布情况成正比。但当绝缘子出现劣化现象后，其钢帽内部发热功率就会快速增多，导致钢帽的温度快速上升。尤其是当绝缘子表面存在较多的污秽时，更会影响到其表面的温度。而且，在相同电压下，绝缘子表面的污秽现象越严重，其发热量就越大。一旦绝缘子温度过高，就会严重影响到电网输电线路的正常运行。

2 红外测温法简介

红外测温法是一种利用红外成像设备监控某物体内部冷热程度的方法。在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，其内部就会存在着热运动，并不断向四周辐射电磁波。在其辐射的电磁波中，包含着波长处于0.75～100μm 的红外线。借助红外测量工具，测量这些物体自身辐射的红外能量，能准确地测定其表面的温度。这也是红外测温法依据的客观原理。目前，在实际应用中，人们普遍采用的是非接触式红外测温仪，这种测温仪具有使用方便、反应速度快、灵敏度高、测温范围广等诸多的优势。

3 基于红外测温法的故障绝缘子在线检测技术具体的应用

基于红外测温法的故障绝缘子在线检测技术，其本质就是借助红外测温设备向被测的绝缘子发出红外线，然后根据测定绝缘子自身辐射的红外能量，准确测定其表面的温度，从而准确判断该绝缘子是否存在局部发热的情况（见图1）。其具体的应用如下：

图1 红外测温系统结构图

首先，检测人员必须确定被测绝缘子的温度范围、目标尺寸、波长范围、外界环境条件以及光学分辨率，以此确定选择合适的红外测温仪。

其次，在确定红外测温仪以后，检测人员还必须对红外测温仪进行调试，以确定该仪器的响应时间、信号处理功能，同时还需调试仪器内的算法，并根据知识校正目标发射率，从而对其进行准确标定，确保胡须检测工作所得数值的准确性。

第三，合理选择在线检测的方式。目前，应用红外测温在线检测技术，主要有全辐射测量、亮度测量、双波段测量、多波段测量以及最大波长测量这几种方式。监测人员可以根据实际需求，合理选择一种或几种测量方式开展在线检测。

最后，检测人员根据在线检测的结果，与正常绝缘子的各项数据进行对比，确定其表面温度大小，并根据被测绝缘子表面的热分布情况，准确判断其与热分布有关的其他性质。一旦发现存在问题，及时上报，对故障绝缘子进行检修或更换，从而为电网输电线路的安全运行提供保障。

4 结束语

综上所述，随着我国社会经济的发展，人们对于电能的需求越来越大，对其安全性和稳定性都提出了较为严格的要求。绝缘子作为电网输电线路重要组成的绝缘部件，对电网运行的安全性和稳定性具有极大的影响，一旦出现故障，就会影响大电网运行的安全性和稳定性。通过采用红外测温法进行在线检测，能准确、及时地发现问题并及时予以解决，从而保证并提高电网输电线路运行的安全性和稳定性，满足人们的用电需求。