浅谈红外技术在电缆中的运用

李成岭 赵成斌

摘 要：红外诊断技术能快速实时地在线监测和诊断电力电缆的大多数故障，防止电力电缆发生故障后导致电网大面积停电事故。因此，近年来发展红外诊断监测技术，对保障电力电缆的安全运行，同时积累数据及时发现电缆安全隐患起着举足轻重的作用。文章主要阐述了红外诊断监测技术在电力电缆运行中的应用、诊断原理、监测的基本要求、分析判断方法和局限性以P-65红外热像仪捕捉的电缆设备发热故障为例，对其应用情况进行分析总结。

关键词：电力电缆 故障 红外诊断

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-02

1 电力电缆红外诊断技术的特点

1）采用被动式检测，简单方便。由于红外监测设备相关部位自身发射的红外辐射能量，不需要辅助信号源和各类检测装置，因此，诊断手段单一，操作方便。

2）不停电、不解体、非接触。由于电力电缆的红外诊断是在其运行状态下，通过监测异常红外辐射和异常温度变化来实现，不需要改变其运行状态从而可以随时监测到电力电缆在运行状态下的真实数据信息，从而保障操作者的安全。

3）直观、准确、灵敏度高、安全、快速。

4）通过计算机的数据积累及分析软件可以有效发现电力电缆的运行状态，从而制定相应对策。

5）红外诊断技术是状态检修的主要部分，通过对管辖的电力电缆运行状态实施温度管理，并且，根据每根电缆的不同情况进行有针对性的维修。另外，红外诊断还可以检验电力电缆的维修质量。

2 红外诊断技术的基本原理

大家都知道，人在生病的时候体温也会随着升高，在电力电缆运行中，运行的温度发生异常是由于故障所造成的，电缆的绝缘部分出现劣化引起介质损耗增大绝缘水平降低，在运行电压下发热击穿。有些电气设备，因故障而改变电压分布状态或增大泄漏电流，同样会导致设备运行中出现温度分布异常。总之，出现故障是由于相关部位的温度显示出来的征兆所进行判断，因此通过监测电力设备的这种状态变化，可以对设备故障做出诊断。

3 红外诊断技术的分析判断方法

3.1 表面温度判断法

根据测得设备表面温度值，对照DL/T664－1999《带电设备红外诊断技术应用导则》，凡温度（或温升）超过标准者可根据设备温度超标的程度。

实例：桥居365/35#杆B相桩头过热558终端（A相22.5 ℃、B相239 ℃、C相29.5 ℃、环境温度26.5 ℃）。表面温度超过110 ℃。

消缺结果：此电缆为桥居365居杨站35kV进线（ZLQFD21－3×240，全长188.1M）于1989年9月27日投运，558终端手枪夹头连接处，因长时间裸露于空气中引起金属表面氧化造成接触电阻增加导致桩头发热。（自然因素）电流型发热。

3.2 相对温差判断法

为了提高判断的正确性，对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应进行准确测温，按公式[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%算出相对温差值，按下表规定判断设备缺陷的性质。

其中T1－发热点的温度；T2－正常相的温度；T0－环境参照体的温度。

当发热点的温升值小于10 K时，对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可负荷电流较大时后进行复测，以确定设备缺陷的性质。当无法进行复测时，可暂定为一般缺陷，并注意监视、监测。

实例：桥海389/33# C相桩头发热5836终端（A相22.3 ℃、B相22.2 ℃、C相114 ℃、环境温度21.3℃）。

按公式[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%算出相对温差值为99.0%≥95%

消缺结果：次电缆为桥海389－33跨越（YJV-3×400，全长86.6 m） 于1997年6月28日投运，5836终端设备线夹与本体线芯连接处无法紧密接触，长时间运行后松动引起接触电阻增大导致桩头发热。（工艺因素原为设备线夹连接现技改为压接连接）电流型发热

3.3 同类比较法

1）在同一电气回路中，当三相电流对称设备相同时，比较三相（或两相）电流致热型设备对应部位的温度，从而能判断出设备正常与否。若三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时，应考虑负荷电流的影响。

实例：镇龚911/114# A相桩头发热 5836终端（A相125 ℃、B相20.9 ℃、C相18.2 ℃、环境温度19.4 ℃）。

消缺结果：次电缆为镇龚911龚路站35 kV进线（YJV-3×400，全长337.8 m）于1994年6月12日投运，5836终端设备线夹夹头连接处未撬紧，接触电阻过大导致桩头发热。（人为因素）电流型发热

2）对于型号相同的电压致热型设备，可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。一般情况下，当同类温度超过允许温升值的30％时应定为重大缺陷。当三相电压不对称时，应考虑工作电压的影响。

实例：洲遂8806全长6068 m YJV－1×630×3于2006年5月27日投运。2007年8月30日洲遂8806中间3M绕包接头发热。（环境温度30 ℃、A相接头处温度36 ℃、B相接头 35 ℃、C相接头32 ℃）

缺陷类型：电压型发热原因：中间接头屏蔽线接触不良，且此处存在电位差，从而引起该处连接处发热。

3.4 热谱图分析法

根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。

3.5 档案分析法

根据该设备在不同时期的数据及热图分析，找出设备参数的变化速率和变化趋势，从而可以判断出设备正常与否。。

4 结语

通过典型电缆热像图，使测试人员和检修人员清晰看出设备温度分布情况及设备发热部位，能使测试人员准确判断出电缆缺陷情况，为检修人员提供设备检修依据。从根本上保证了电力电缆的安全运行，减少了电缆故障发生率，提高了电缆运行的可靠性。从这几年我们工作的经验来看电缆发热故障有以下几点原因：

（1）电缆设备连接处长期暴露在空间有氧化现象，导致接触电阻升高而引起设备发热。对策：我们通过用涂锌的接管并配合氧化锌避雷器装置定期监控解决了这类问题。

（2）电缆的设计载流量滞后电量的增长量，导致电缆过载而发热。对策：根据长期的用电规划更换电缆容量提升供电可靠性。

（3）电缆设备制作和本体绝缘存在缺陷，导致电缆发热。对策：加强对技术操作人员的培训和考核并与厂家联系共同寻找缺陷的原因。

（4）油纸绝缘电缆由于落差大，运行时间长导致终端绝缘油的流失发生干枯现象而发生电缆本体发热。对策：缩短停电维护周期，在电缆终端添加电缆油。另外根据规程运行15年以上长度在100 m以内逐步更换为交联聚乙烯电缆。

参考文献

[1] 陈衡，侯善敬.电力设备故障红外诊断.

[2] 程玉兰.DL/T664－1999带电设备红外诊断技术应用导则.

[3] 上海市电力公司电力设备红外检测诊断工作技术规范[M].上海电力公司生技部，2004-03.

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