高压输电线路设备红外诊断与检测技术分析

罗昳昀

(国网湖北省电力公司宜昌供电公司,湖北宜昌,443001)

高压输电线路是电力系统中的核心部分，输电线路的正常运行，能确保整个电力系统的安全和效益。目前，红外线在线诊断技术的研发和使用，为高压输电线路检修方式的转变提供了技术支持，常见的红外线热像仪就是我们同程使用的诊断设备。这种诊断技术能把设备表面温度分布情况转化为视频信号，然后经过热像仪以图片形式更加直观地将具体变化情况展现在工作人员眼前，让工作人员能更好地了解高压输电线路。

1 高压输电线路设备红外诊断与检测技术原理

高压输电线路出现设备故障的原因有很多，如天气恶劣、有害气体腐蚀、风雨雪雾等自然作用力的影响以及施工人员施工水平等都会影响着整个电力系统的正常运行。一般的诊断和检测原则是金属导流设备会出现表面氧化、接头松动，导致接触电阻增加，使得部位发热其表面温度上升；或者是由于绝缘设备老化、介质损耗增大，使得绝缘体表面的电压分布不均匀，出现漏电等现象，导致设备运行异常。

2 高压输电线路设备红外诊断与检测技术优势

红外诊断与检测技术具有很多使用优势，它可以弥补一般性检测的不足，缩小误差，同时，它具有良好的性能，不接触、不停电、不取样，并且能在系统运行的情况下进行检测，检测效率高，且不影响正常运行。此外，这种检测技术能快速、直观以及灵敏地诊断设备故障问题，让工作人员能马上“对症下药”，解决输电线路问题，确保电能的正常传输，确保用户安全用电。

3 高压输电线路设备红外诊断和检测设备使用方法类型

3.1 发热设备分类

高压输电线路发热设备一般分为两种，一种为电流致热设备，这种设备主要是由电流作用而引发发热的设备。在整个高压输电线路中能发出电流的主要有导线、耐张线夹、跳线线夹、接续管以及并沟线夹、引流板以及导线接头等。另一种发热设备主要是指电压致热设备，这种设备主要是由于电压作用而引发发热的设备，高压输电线路中有绝缘子和线路避雷器等设备。这两种发热设备都是很重要的基础设备，且使用的设备质量一定要好，确保不会因为设备故障，而影响输电线路的正常运行。

3.2 红外热像仪检测方法

对高压输电线路的红外检测方法主要有两种，一种为一般性检测，这种检测方法适用于大面积的设备故障检查，能够快速扫描高压输电线路。另一种为准确性检测，其检测方法的精准度比较高，一般适用于对故障准确检测。在高压输电线路中，电流致热设备的发热点热像比较明显，出现故障问题的线路段也很容易检测处理，这种情况可以直接采用一般性检测，如果是一般性检测无法找到结果，可以将两种检测方法结合使用。两者结合时，先要对整个设备进行全面快速的扫描检测，先确定故障线路区段，检测中一旦发现异常发热现象，就必须要对发热点进行准确检测，尽快找到故障处理方法。两者相结合的处理方法不仅可以快速对发热缺陷进行确定，还能极大地提升维修工作的效率。而在电压致热设备检测中，一般电压致热发热现象没有电流致热明显，主要是发热点的温度和正常时候的温度差别比较小，一般性检测方法不适用此种情况，所以必须采用更为精准的措施对电压致热设备进行检测。两种方法的对比情况如下图1所示：

图1

4 高压输电线路设备缺陷和故障诊断方法

4.1 温度差区别法

电流致热和电压致热其基本表现都是温度的变化，所以一种基本的故障诊断方法就是通过表面温度来判断其故障区段，这方法比较简单、直观，且使用性较强，但是对于负荷比较小的线路区段不是很实用，其发热现象不是很明显，在这种情况下有可能出现漏判、误判现象，因此，这种方法的科学性和可靠性还有待进一步验证。

4.2 温差值计算检测法

温差值计算方法就是将设备型号、安装点以及环境等其他条件都统一设置为一样的条件，然后将两个对应测点之间的温差和其中较热测点温升进行对比，得出两者之间的比值，用百分比表示。具体计算Δt=(t1-t2)/t2=(T1-T2)/(T1-T0),其中，t1、T1表示发热点的温升和温度，T2、t2表示正常情况下，对应进测点的温升和温度，T0表示环境参照体的温度。相对温差的检测方法一般适用于电流致热设备故障诊断，其主要优点就是能排除负荷以及环境温度不同时对红外诊断结果的影响，提升结果的准确度，尽可能地避免误判和漏判现象。但是这种方法不够直接，其故障检测需要花费的时间也比较多，一般不适合快速诊断。其一般电路诊断解析图如下图2所示：

4.3 热图谱分析法

红外热像仪故障检测法是由热像仪提供热像变化图，工作人员根据同类设备异常状态的热图谱差异判断、诊断设备是否正常，这种方法的精确度很高，也是目前高压输电线路设备诊断和检测中最为常见的工作方法。由于这种检测方法采用了先进的技术设备，科学化和规范化程度高，人为干扰程度低，因此，这种方法还有另一个优势就是需要的劳动力资源比较少。几种诊断方法对比分析，结果如下图3所示：

上述各种高压输电线路设备红外诊断与检测方法，各具优势，工作人员要根据实际情况采用有效的故障诊断方法。由于高压输电线路设备检测是一项复杂的工作，在设备诊断和检测中，为了确保测量结果的准确无误，工作人员必须严格注意以下几个方面。第一，选择合适的天气，一般阴天无风的情况是最佳的检测环境，尤其要避免在雨、雷、雾等天气下检测，同时，在检测时，检测温度应该在5摄氏度以上，空气湿度应该在85%左右。第二，打开红外热像仪以后要进行内部温度校准工作，然后再投入使用。第三，检测时，还要选择适合的温度范围和温度分辨率，避免高温破坏仪器。第四，当附近有磁场感应时，一定要进行多次检测，如果多次检测结果均出现不稳定现象，那么需要进行校准。这些细节问题需要工作人员根据实际情况，控制检测条件，尽量缩小误差范围。

5 结束语

综上所述，高压输电线路设备红外诊断和检测技术水平的提升，极大地提高了工作效率。上述主要介绍了目前使用比较普遍的设备红外诊断和检测技术的工作方法和故障诊断方法。高压输电线路设备红外诊断主要有电流致热和电压致热两个方面，而主要采用的方法就是一般诊断和准确诊断，并且介绍了故障诊断的几种方法，提出工作人员在检测前和检测中需要注意的问题，本文对诊断方法的介绍还不是很完善，故障诊断方法有很多种，文本只介绍了几种常见的诊断方法，希望有经验的专业技术人员能够提出自己的经验，为红外热成像技术在高压输电线路中的应用提供一个技术交流平台。

图3

[1]杜骏.高压输电线路的红外热像诊断及检测方法探讨[J].中国科技博览,2010(13)

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