输电线路运维中红外测温技术的运用分析

陈海林

（广西电网有限责任公司崇左供电局　广西崇左　532200）

由于地区经济的高速发展，电网建设在不断向负荷集中度高与网架覆盖面广的方向迈进，用电量的攀升与负荷电流周期性的峰谷效应对电力设备的承载性提出了更高的要求。这使得供电企业在保障电力设备安稳运行上投入了大量的物力与财力。其中针对负荷可能集中出现的时期，运维部门制定了相应的电网风险预警处置及保供电方案，但常规的巡视通常难以行之有效地覆盖所有隐患点，及时发现特殊运行方式下高负荷电流可能带来的设备故障或停运风险，这对于输电线路安稳运行常态化与设备工况持续良好形成不利影响。红外测温技术所具有的不停电非接触直测与大面积快速平扫的特点，不仅克服了线路覆盖面广与设备众多导致的巡视盲区，解决了常规特殊巡视不能有效监控隐患点的问题，也满足了运维策略中防事故于未然的特殊要求。红外测温工作的有效实施与开展与线路设备的安全运转息息相关。本文将从不同运行方式及设备的器质性缺陷出发，论述红外测温技术如何与运维策略相关联，实现对线路设备的高效管控与维护。

1　红外测温技术的特点及应用条件

1.1　红外测温技术的特点

运行中的输电线路由电流热效应产生红外辐射作用，进而在导线表面产生一定的温度场，红外测温技术通过吸收这些自温度场散发的红外辐射能量，经由电效应及放大器与A/D转换器等部件形成有效可读的可见光图像，该技术具有测试效果直观与灵敏度高的特点，能够检测出设备细微的热状态变化，有效反映出设备内外部发热情况，可靠性高，对发现设备隐患极为有效。红外测温仪显示界面如图1所示。

1.2　红外测温技术的应用条件

图1　红外测温仪显示界面

红外测温技术是针对正在运行的设备进行非接触式检测，拍摄其温度场的分布，对于电流致热型设备隐患，如高负荷运行方式下导致的导线接头、耐张线夹或并沟线夹等连接部件的发热情况，红外测温在阴天或傍晚进行，能够有效降低环境对测量结果的干扰度。导线温升与负荷电流的关系如图2所示。对于电压致热型设备隐患，如绝缘子发生的氧化腐蚀，红外测温的应用条件为低风速与低湿度的天气环境。

2　红外测温的基本方法

2.1　表面温度判断法

对导线接头等热效应区域的侧温，使用仪器测量部件表面的温度，比照相关标准规定中的相应设备、材料温升范围与允许值，确定部件的温升是否处于合理范围。对设备存在过热，温度场存在一定梯度的情况，通过反复测量及多角度的观察，确定设备缺陷的分类及定级，实现缺陷的持续管控。

图2　导线温升与负荷电流的关系

2.2　相对温升判断法

对于电流致热型设备的温升判断，通常采用此法。在运行工况基本相同的两台设备组合选取两个检测点，通过计算检测点温升之差与参照体温升的百分数，或计算检测点之间温差与参照体对应环境温度之差的百分数来确定设备发热程度。该方法能够有效排除环境温度对测试结果带来的干扰。

2.3　同类比较法

针对输电线路设备种类较单一、数量庞大、重复度高、分布面广的特点，使用同类比较法能够有效而快速地判断某一设备的温升水平。对同一回路的同一型设备、同一设备的三相或具备同样工况的同型号在运设备，在确保环境温度及背景相同，并确保不同时存在发热故障的前提下，可对比不同设备的发热情况，对其相应部位的温度值进行综合比较。

3　红外测温在预防器质性缺陷中的运用

3.1　钢化玻璃绝缘子

钢化玻璃绝缘子具有特殊条件下发生零值自爆的特点。南方地区雷雨天气及雨雾潮湿天气的发生，在较长周期内使玻璃绝缘子发生氧化腐蚀，进而导致雷电烧伤或电晕损耗的发生，腐蚀后的劣质绝缘子，在电压作用下导致泄漏电流增大，产生发热作用，使用红外测温仪器在太阳下山2h后进行检测，易于发现其温升缺陷。

3.2　复合绝缘子

复合绝缘子使用耐电材料制作的聚合物芯棒，在超过其耐受电场强度的电蚀作用下，不可避免地发生电介质击穿。每当聚合物具有足够的介电损耗或电导损耗，由于温度上升增加了电导率，其就存在由热效应导致击穿的可能性。交流电场中多个松弛过程所产生的热，预示了其热效应，红外测温作业在这一阶段对设备的及时检测，对预见失控受热条件的突然开始尤为重要。

3.3　无间隙避雷器

无间隙避雷器的阀片具有非线性、均一性差的特点，运行一段时间后，在阀片劣化作用下易使电压分布不均，造成阻性电流与功耗增加，因荷电率增高，负担加重，导致老化速度进一步加快，最终使整套避雷器发热崩溃。阀片劣化失效使得泄漏电流上升，内部放电作用会导致气体压力与温度上升，能否在该阶段运用红外检测技术及时发现设备故障，是有效避免避雷器本体击穿的关键所在。

黄立又来电话了。我说黄领导，有何吩咐？黄立说，有个重要的事情要告诉你。我的心一下提到了嗓子眼。黄立说，你们的订单不能发了。我忙问怎么回事？黄立说，今天江老板找我了，说林老板找了他，要求中汕厂立即停止给景花厂订单。我和阿花都吃了一惊，中汕厂现在是景花厂最大的客户，一旦停发了，后果不堪设想。林强信这个王八蛋！阿花气乎乎地说，我要去会会中汕厂的老板。

4　基于红外测温技术的高效运维策略

4.1　与特殊运行方式的关联

迎峰度夏或电网处于N-1运行方式期间，在运线路承载较平时更高的负荷电流，当负荷程度达到满负荷的80%以上，应在可预期的重负荷到来前，对线路全线的重点连接部位进行红外测温。对正常运行的500kV线路连接器及重要的220kV架空线路的重要连接器，应在每年迎峰度夏前进行一次检测。对于老旧、运行环境差，或存在固有缺陷的线路，在重负荷运行期间，应适当增加红外测温作业的频次与样本数。表1为不同负荷运行期间对某线路#246塔A相耐张线夹的测温数据。

4.2　对新投运线路的管控

新投运的线路由于安装工艺、压接工艺等环节的影响，导线受压后易于在高长金属物体双股形原理的作用下，在连接器附近出现散股。散股后导线的基本结构受到破坏，容易出现局部过热的现象。同时，连接头中也可能存在不良连接，导致接触处电阻率升高，从而造成温度较其他部位偏高的过热缺陷。通常新投运线路要求运维单位在投运的一个月内进行一次全线重点连接部位的测温。

表1　某线路#246塔A相耐张线夹在不同负荷时的测温数据

4.3　后续的缺陷管理

电流致热设备在被红外测温作业确定其缺陷状况后，应持续关注其缺陷发展状态，视其缺陷级别及具体情况确定是否降低负荷电流进行事故规避，并尽快安排停电检修进行消缺。电压致热的设备应立即降低负荷电流，并安排其他测试手段进一步确定缺陷具体位置及性质，待性质得到确认后，立即安排消缺。

5　结束语

红外测温技术随着电子技术的日趋完善，已逐渐与输电线路高效运维策略相融合，运用红外测温技术拓展运维思路，创新更灵活有效的运维策略，完善线路安稳运行条件是时代发展的需求。运用红外测温技术对线路设备进行检测，实现了非接触式测量，体现了遥测技术的理念，其灵敏度高、覆盖面大、用途广泛的特点很好地运用到了设备全生命周期管控的思路中，与设备风险管控原则及线路运维的先进理念相符合。基于红外测温技术的线路运维方式方法在未来将会具有越来越大的优势。