红外检测在高压输电线路上的应用研究

刘峰，王维明，侯飞，高中元

（国网山西省电力公司太原供电公司，山西 太原 030012）

红外检测在高压输电线路上的应用研究

刘峰，王维明，侯飞，高中元

（国网山西省电力公司太原供电公司，山西 太原 030012）

红外热像测温技术是利用红外热辐射探测输电线路中各种电气设备表面辐射的红外线辐射状态的热信息转换成温度进行显示的一种先进技术，是一种被动的、非接触式的设备过热检测手段。本文以红外检测为研究对象，分析其在高压输电线路上的应用优势以及具体的应用方面。

红外检测；高压输电线；应用

1 红外检测的基本概述与优势

红外检测技术是利用输电线路中电气设备表面辐射的肉眼看不到的红外线辐射，将其探测、收集，然后转换成光谱图像，通过计算机软件进行显示的技术。这是一种被动的、非接触式的检测手段。通过对高压输电线路运行状态的在线监测,可提高压输电线路运行的安全性并大大节约成本,降低线路的维护成本。输电线路的温度信息可以利用红外图像信息进行有效判断。红外热像可以将热信息迅速图像化，通过无线通信方式把检测结果发送到管理中心并进行对比分析的先进检测技术。发现热缺陷，该系统能充分发挥计算机技术的优势，实现对指定区域温度数据和图像的采集并进行分析，红外热像仪就是利用该技术制作而成的检测设备，此法具有检测精确度高，不断电、远距离安全操作的特点，具体来说红外检测技术具有下面几点优势。

首先是红外检测技术不受电磁场的干扰，所以工作精确值较高，红外检测技术由于是非接触测量，所以相关人员在工作过程中十分安全，并且当前我国高压输电线路多采用高架构造，一般检测方法比较费时费力，红外检测技术对高架构设备测量更加方便省力。其次，具有定性成像与定量测量的双重功能，并有较高空间识别率和温度识别率，能够准确识别很小的温差。热能及时、准确、清晰的显示在屏幕上，为热数据库的建立提供了充分条件，具备了采集、储存、分析于一体的功能。红外检测部分由红外测温探头和摄像头构成，用红外热成像仪检测设备，属于远距离非接触式的扫描检测，可以确保人身的安全。用摄像机录像红外热成像仪检测设备，能够迅速的对大面积的设备进行检测，能够准确发现与电力设备运行有关的设备缺陷，还可对缺陷的性质、位置、程度做出准确的判断。

2 红外检测在高压输电线路中的应用

通过上述分析我们已经了解到了红外检测的基本概念以及应用优势，随着科学技术的不断进步，供电企业供电任务严峻亟需新的产品更新换代，既解决人力、物力上的浪费，也能起到防患于未然的作用，实现电力故障可预、可防、可控。

因此努力研究输电线路红外热像在线测温仪技术，对电力设备安全运行有着积极的意义，可以大大降低电力设备运行热故障事故发生。

2.1 绝对温差法

在高压输电线路工作过程中，由于高负荷电压长期通过电线会产生大量热量，这时候高压断路器的出现就是将电流产生的能量转变温热能，从而使得高压输电电气材料温度升高不会超过规定范围，但是一旦高压断路器出现问题就会使电气材料温度升高超过规定范围，最终使得相关性能下降，导致故障出现，所以我们可以根据电气材料的温度状况来进行检测，保证高压输电线路的正常运作。

我国对于高压输电线路运行过程中，可能出现的热故障情况，在相关规范中做出了明确的规定，在高压电线正常工作负荷状态下，高压电线的钢芯线温度不能超过 70℃，但是目前在我国现行高压输电线路标准中，关于高压交流线路和直流线路金属器的发热温度却没有明确规定，通过对我国相关电力金属通用技术标准进行分析得知，电气接触性能需要达到以下两个方面的标准。

（1）在红外检测技术进行工作时，高压输电线路两个检测点之间的电阻数值应该控制在同等长度导线线路的电阻数值以下。

（2）在红外检测技术进行工作时，检测点连续位置的温升数值应该控制在被连续连接的导线线路温升数值以下。

通过上面的两个标准我们可以得知，当利用红外检测技术对高压输电线路进行绝对温差法检测时，应该将周边导线温度的数值作为参考项之一，对热缺陷数值进行计算，不过这里我们应该注意的是，在这种技术方法运用过程中，能够将外部环境，如风速、温度、太阳辐射等进行有效的避免，给检测过程提供一个良好的工作环境。

2.2 警戒温升法

警戒温升法也是一项常见运用手法，通过这种方法能够对高压输电线路发热区域进行温升情况判定， 在实际工程检测过程中，警戒温升法的运用要设置警戒参数，然后通过采用不同电流导入的方法，对故障区域进行温度检测，这里需要注意的是，在进行故障排查过程中，需要保证检测区域的相对温度超过之前设立的警戒温差值，这样才能发出警报确定故障点的位置，与上述我们提到的绝对误差法比较，警戒温升法具有一定的局限性，所以在进行红外检测过程中我们需要注意两点：

第一，当红外检测技术采用警戒温升法时，如果高压输电线路的负荷电流、线路材质以及材料属性因素差别不大，那么这种方法就会收到邻近效应的影响，使得被检测的高压交流线路的发热现象比直流电发热现象更加明显，如果此时依旧运用直流电作为负荷电流在观察警戒温升表的话，其实是不严谨的。

第二，我国一些地区的高压输电线路属于高架高压输电线路，受到风速以及周边环境的影响较大，这就致使警戒温升法存在很大的局限性。

所以如果采取警戒温升法作为红外技术在高压输电线路中的运用手段，不可以将地面环境温度、湿度以及风速作为参考数值，因为这样会导致最后检测到的数值指标具有较大的估计性特点。所以在运用警戒温升法时，要采取严格的控制方法，保证警戒温升法技术的稳定性与可靠性。

总之，无论是绝对温差法还是警戒温升法都不是没有缺点的，在技术方面都有一点问题，所以在对高压输电线路进行检测时，要进行恰当、合理的选择，保障高压输电线路能够安全、稳定的运行，特别是在特殊环境下，高压电线发热较大，就需要及时发现故障并进行排除。

3 红外检测技术的发展前景建议

随着科学技术的不断发展，红外检测技术也应该随着高压输电线路的改变做出相应的改变，要想保证红外检测技术的良好发展前景，应该对其发展路线做一个比较系统性的设计与规划。

一方面，在高压输电线路安装施工期间，应该设立专门的红外线检测基点，加强红外线对高压输电线路的监督能力。

另一方面，对一些会影响红外线检测的构件进行处理，例如接头、导线等，加强红外检测导体监督及技术检测方法的管理。

最后，严格执行验收标准，实现无隐患投运，强化验收人员施工标准、流程的培训，持续提高验收人员的专业水平；在验收过程中严格执行“一法、两书、一表、一卡、两记录”，即工程项目管理办法、HSE 项目计划书、作业指导书、安全检查表、工程项目管理指导卡、施工日志、安全质量检查记录，发现问题及时处理，例如电缆保护管与电缆沟结合部是否进行了良好保护、电缆支架、穿管管口是否光滑、钢管杆电缆支架安装平不平整、电缆固定夹具是否牢固等。只有通过推行标准化管理，电缆线路管理水平稳步提升，在今后工作中工区将继续加强标准化推进力度，向着科学化、标准化迈进，严把验收质量关，及时消除隐患做到零缺陷投运，增强电缆线路抵御风险的能力，确保红外检测工作的平稳运行。

4 结语

综上所述，随着电力系统的现代化建设的发展，高智能化、自动化已成为电力系统的发展方向之一。因此，需要寻找一种新型的快速、高效、高精度、低成本的监测方式，利用红外热成像技术来进行监测电力设备的运行状况以及环境，可以提高对高压输电线路监测的自动化程度，具有积极的意义。要从实际工作出发，虚心钻研学习，利用已掌握的远红外监测技术，多实践、勤总结，为输电线路安全平稳运行提供更有力的技术保障。

[1]吴毅，刘涵，王沾 .红外测温技术在耦合电容器故障判断中的应用 [J].电气开关，2014(1).

[2]曲怀忠，郭立丹 .浅谈电气装备安全生产问题 [J].科技信息，2013(20).

[3]熊军华，贠超，王亭岭 .基于多源信息融合的热缺陷监测系统研究 [J].电力系统保护与控制，2013(5).

[4]张扬 .一例红外测温技术诊断 220kV 隔离开关过热缺陷 [J].江苏电机工程，2012(5).

TM75；TN219

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1671-0711（2017）03（下）-0062-02