跨区电网输电线路红外测温技术应用研究

晏节晋，钱玉柱，卢鹏飞

安徽送变电应急抢修中心，安徽合肥，230601

1 红外测温仪工作原理

自然界中，任何温度高于绝对零度(-273.16 K)的物体都会发出红外线，也称红外辐射，它是一种在大气中穿透性较强，波长大于0.76 μm、小于1 000 μm的电磁波[1]。任何物体自身的红外辐射是各个方向的，辐射量取决于物体自身的温度以及它的表面辐射率。红外测温仪就是利用这个原理，接受多种物体自身发射的红外能力并对其进行处理，将不可见的红外辐射转换为可见的红外热图像，并准确地反映出被测目标的温度，便于工作人员从中获取相应的信息。

2 现场测量

输电线路红外测温具备非接触、不停电、距离远、效率高等检测优点，是输电线路状态监控的一种先进的方法[2]，如何精确、正确掌握此方法，有利于状态信息的收集，为线路状态检修计划的编制提供依据。然而,红外测温仪在使用过程中存在一定的误差，一个是仪器本身的系统误差，在规定的误差范围即可使用；另一个是人为误差，主要有发射率、距离系数、环境温度等[3-4]，这些因素都会影响测温值，从而影响后期的缺陷评价结果。因此，红外测试人员在现场检测时，需要注意以下几个方面的问题，以提高测试的准确性。

2.1 基本测量条件

现场测量时，可能会遇到各种气候条件，只有在符合红外诊断规范[5]的要求条件下才能进行测试，如遇环境温度低、风速高、湿度大和不良气候条件，则不宜测试。目前，线路红外检测工作多在迎峰度夏期间进行。在此期间，雷暴雨天气较多，跨区电网部分杆塔位于高山、河网地区，早上湿度较大，在遇到此类情况时，应当停止检测。

2.2 准确设置参数

由于跨区电网线路跨度大，杆塔的高度不同，所处的气候环境不一致，需要随时调整大气温度、相对湿度、测量距离、发射率等参数，有的测试人员出于懒惰，觉得差不多就行了，并没有按实际进行调整。

2.3 选择合适方位

任何物体都会发出辐射，测量时应尽量避开遮挡物，室外晴天测量时要背向太阳光、热辐射源等；发现设备异常时，应多方位进行检测，测出最高温度值；在需要对异常点进行复测时，应在同一方向和位置上检测，提高对比性，便于分析和掌握缺陷变化情况。

3 缺陷判断

目前，诊断线路设备发热缺陷的方法主要有表面温度判断法、相对温差判断法、同类比较法、热图谱分析法等。后两种方法多用于比较分析，需要建立历史图谱资料，然而，当检测人员不同、检测环境也不同时，不利于比较，实际上多采用前两种方法。相对温差判断法从发热的内在原因出发，可以消除太阳辐射造成的附加温升[6]的影响，克服了环境因素及负荷电流等对测量结果的干扰，很好地弥补了表面温度判断法存在的缺陷，因此，在实际中普遍采用此方法。此判断方法是通过分析相对温差，依据红外诊断规范中规定的输电线路导线、耐张线夹、接续管等电流致热型设备缺陷分类式：

判断热缺陷情况，式中τ1和T1为发热点的温升和温度；τ2和T2为正常点的温升和温度；T0为环境参照体的温度。一般缺陷定为温差不超过15 K,未达到严重缺陷的要求；严重缺陷定为热点温度δt≥80%；危急缺陷定为热点温度δt≥95%。然而，在实际运用中，此类判断标准存在一定的盲区。

(1)未设定一般缺陷的判断下限值。红外测温时各部位温度存在一定温差，但并非有温差就判定为缺陷，而按照《带电设备红外诊断应用规范 》中缺陷分类标准，只要有温差即判定为缺陷。

(2)判定标准存在盲区。当现场测量温差超过15 K,但δt<80%,按照《带电设备红外诊断应用规范》中缺陷分类标准，则无法判断是一般还是严重缺陷。

针对上述情况，安徽省电力公司根据线路运行经验和多年红外测温经验，设定红外测温一般缺陷的下限判定标准为：当温差不超过10 K时，判定为正常状态。当温查处于10 K至15 K时，判定为一般缺陷；当现场测量温差超过15 K,但δt<80%,判定为严重状态，并复测。

4 发热缺陷实例分析

2011年7月6日，在对±500 kV葛南线进行红外测温时，发现1217#极Ⅱ小号侧发热异常， 1#线引流板处温度最高，值51.5℃，其他子导线引流板温度在39℃左右，引流板出口处导线最高温度为37.5℃，环境温度36℃，温升不超过15℃，为一般缺陷。初步分析发热异常为引流板螺栓松动，导致引流板接触面未充分接触，接触面减小，使得电阻增大，引起设备发热。停电检修处理时，发现引流板的螺栓松动(图1和图2)。

图1 1217#红外测

图2 现场检修检查

5 红外异常原因分析

输电设备常见的发热有设备接头、绝缘子发热等，发热原因主要和施工、检修安装质量，设备质量和运行环境等因素有关。

5.1 施工、检修质量不高

质量监督不到位，人员责任心不强，如压接管压接前不清理、未涂导电脂等；连接部件螺栓紧固不到位，需穿销子的未穿等，加之输电线路长期暴露在野外，在微风、阵风等情况下，螺栓更易松动。

5.2 设备质量问题

部分线路设备如避雷器、合成绝缘子等，在长期运行中易出现受潮劣化、密封性降低、材料老化等质量问题，造成电位分布不均匀，从而引起设备异常发热。

5.3 运行环境的影响

线路运维环境恶劣，长年受日晒、雨淋、灰尘、粉尘等影响，极易造成金具连接处出现严重的锈蚀和氧化，使得接触电阻的电阻率大幅增加，可增加几十倍，在电流增大时会引起设备异常发热。

6 结 语

红外测温作为输电线路常规带电检测项目十分必要且意义重大，认真开展线路红外测温，可以及时发现电气连接不良等原因造成的隐患或缺陷；提供科学有效的数据参数，动态地掌握输电线路的运行状态。随着直升机红外巡检的推广，可以大大弥补人工红外检测效率低的缺点，红外检测技术在线路应用上将发挥更大的作用。

参考文献：

[1]万兹蒂.红外技术的实际应用[M].北京:科学出版社，1981：1-7

[2]迟海丰.远红外测温技术在500 kV输电线路上的应用[J].中小企业管理与科技，2012(9)：105-106

[3]晏敏,彭楚武,颜永红，等.红外测温原理及误差分析[J].湖南大学学报：自然科学版,2004：31(5):110-112

[4]郎成,金光熙.电气设备相对温差判断法的影响因素分析[J].红外与激光工程,2011，40(1):27-30

[5]DL/T 664-2008 带电设备红外诊断技术应用规范[S].北京：北京电力出版社，2008：2

[6]韦舒天，周兵.红外线检测技术在高压输电线路中的应用[J].湖州师范学院学报，2010，32(2):168-169