李成嶺 趙成斌

摘 要：紅外診斷技術(shù)能快速實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測和診斷電力電纜的大多數(shù)故障，防止電力電纜發(fā)生故障后導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電事故。因此，近年來發(fā)展紅外診斷監(jiān)測技術(shù)，對保障電力電纜的安全運(yùn)行，同時(shí)積累數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜安全隱患起著舉足輕重的作用。文章主要闡述了紅外診斷監(jiān)測技術(shù)在電力電纜運(yùn)行中的應(yīng)用、診斷原理、監(jiān)測的基本要求、分析判斷方法和局限性以P-65紅外熱像儀捕捉的電纜設(shè)備發(fā)熱故障為例，對其應(yīng)用情況進(jìn)行分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：電力電纜 故障 紅外診斷

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-02

1 電力電纜紅外診斷技術(shù)的特點(diǎn)

1）采用被動式檢測，簡單方便。由于紅外監(jiān)測設(shè)備相關(guān)部位自身發(fā)射的紅外輻射能量，不需要輔助信號源和各類檢測裝置，因此，診斷手段單一，操作方便。

2）不停電、不解體、非接觸。由于電力電纜的紅外診斷是在其運(yùn)行狀態(tài)下，通過監(jiān)測異常紅外輻射和異常溫度變化來實(shí)現(xiàn)，不需要改變其運(yùn)行狀態(tài)從而可以隨時(shí)監(jiān)測到電力電纜在運(yùn)行狀態(tài)下的真實(shí)數(shù)據(jù)信息，從而保障操作者的安全。

3）直觀、準(zhǔn)確、靈敏度高、安全、快速。

4）通過計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)積累及分析軟件可以有效發(fā)現(xiàn)電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)，從而制定相應(yīng)對策。

5）紅外診斷技術(shù)是狀態(tài)檢修的主要部分，通過對管轄的電力電纜運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施溫度管理，并且，根據(jù)每根電纜的不同情況進(jìn)行有針對性的維修。另外，紅外診斷還可以檢驗(yàn)電力電纜的維修質(zhì)量。

2 紅外診斷技術(shù)的基本原理

大家都知道，人在生病的時(shí)候體溫也會隨著升高，在電力電纜運(yùn)行中，運(yùn)行的溫度發(fā)生異常是由于故障所造成的，電纜的絕緣部分出現(xiàn)劣化引起介質(zhì)損耗增大絕緣水平降低，在運(yùn)行電壓下發(fā)熱擊穿。有些電氣設(shè)備，因故障而改變電壓分布狀態(tài)或增大泄漏電流，同樣會導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)溫度分布異常?？傊?，出現(xiàn)故障是由于相關(guān)部位的溫度顯示出來的征兆所進(jìn)行判斷，因此通過監(jiān)測電力設(shè)備的這種狀態(tài)變化，可以對設(shè)備故障做出診斷。

3 紅外診斷技術(shù)的分析判斷方法

3.1 表面溫度判斷法

根據(jù)測得設(shè)備表面溫度值，對照DL/T664－1999《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》，凡溫度（或溫升）超過標(biāo)準(zhǔn)者可根據(jù)設(shè)備溫度超標(biāo)的程度。

實(shí)例：橋居365/35#桿B相樁頭過熱558終端（A相22.5 ℃、B相239 ℃、C相29.5 ℃、環(huán)境溫度26.5 ℃）。表面溫度超過110 ℃。

消缺結(jié)果：此電纜為橋居365居楊站35kV進(jìn)線（ZLQFD21－3×240，全長188.1M）于1989年9月27日投運(yùn)，558終端手槍夾頭連接處，因長時(shí)間裸露于空氣中引起金屬表面氧化造成接觸電阻增加導(dǎo)致樁頭發(fā)熱。（自然因素）電流型發(fā)熱。

3.2 相對溫差判斷法

為了提高判斷的正確性，對電流致熱型設(shè)備，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備的導(dǎo)流部分熱態(tài)異常，應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確測溫，按公式[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%算出相對溫差值，按下表規(guī)定判斷設(shè)備缺陷的性質(zhì)。

其中T1－發(fā)熱點(diǎn)的溫度；T2－正常相的溫度；T0－環(huán)境參照體的溫度。

當(dāng)發(fā)熱點(diǎn)的溫升值小于10 K時(shí)，對于負(fù)荷率小、溫升小但相對溫差大的設(shè)備，如果有條件改變負(fù)荷率，可負(fù)荷電流較大時(shí)后進(jìn)行復(fù)測，以確定設(shè)備缺陷的性質(zhì)。當(dāng)無法進(jìn)行復(fù)測時(shí)，可暫定為一般缺陷，并注意監(jiān)視、監(jiān)測。

實(shí)例：橋海389/33# C相樁頭發(fā)熱5836終端（A相22.3 ℃、B相22.2 ℃、C相114 ℃、環(huán)境溫度21.3℃）。

按公式[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%算出相對溫差值為99.0%≥95%

消缺結(jié)果：次電纜為橋海389－33跨越（YJV-3×400，全長86.6 m） 于1997年6月28日投運(yùn)，5836終端設(shè)備線夾與本體線芯連接處無法緊密接觸，長時(shí)間運(yùn)行后松動引起接觸電阻增大導(dǎo)致樁頭發(fā)熱。（工藝因素原為設(shè)備線夾連接現(xiàn)技改為壓接連接）電流型發(fā)熱

3.3 同類比較法

1）在同一電氣回路中，當(dāng)三相電流對稱設(shè)備相同時(shí)，比較三相（或兩相）電流致熱型設(shè)備對應(yīng)部位的溫度，從而能判斷出設(shè)備正常與否。若三相設(shè)備同時(shí)出現(xiàn)異常，可與同回路的同類設(shè)備比較。當(dāng)三相負(fù)荷電流不對稱時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷電流的影響。

實(shí)例：鎮(zhèn)龔911/114# A相樁頭發(fā)熱 5836終端（A相125 ℃、B相20.9 ℃、C相18.2 ℃、環(huán)境溫度19.4 ℃）。

消缺結(jié)果：次電纜為鎮(zhèn)龔911龔路站35 kV進(jìn)線（YJV-3×400，全長337.8 m）于1994年6月12日投運(yùn)，5836終端設(shè)備線夾夾頭連接處未撬緊，接觸電阻過大導(dǎo)致樁頭發(fā)熱。（人為因素）電流型發(fā)熱

2）對于型號相同的電壓致熱型設(shè)備，可根據(jù)其對應(yīng)點(diǎn)溫升值的差異來判斷設(shè)備是否正常。電壓致熱型設(shè)備的缺陷宜用允許溫升或同類允許溫差的判斷依據(jù)確定。一般情況下，當(dāng)同類溫度超過允許溫升值的30％時(shí)應(yīng)定為重大缺陷。當(dāng)三相電壓不對稱時(shí)，應(yīng)考慮工作電壓的影響。

實(shí)例：洲遂8806全長6068 m YJV－1×630×3于2006年5月27日投運(yùn)。2007年8月30日洲遂8806中間3M繞包接頭發(fā)熱。（環(huán)境溫度30 ℃、A相接頭處溫度36 ℃、B相接頭 35 ℃、C相接頭32 ℃）

缺陷類型：電壓型發(fā)熱原因：中間接頭屏蔽線接觸不良，且此處存在電位差，從而引起該處連接處發(fā)熱。

3.4 熱譜圖分析法

根據(jù)同類設(shè)備在正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下的熱譜圖的差異來判斷設(shè)備是否正常。

3.5 檔案分析法

根據(jù)該設(shè)備在不同時(shí)期的數(shù)據(jù)及熱圖分析，找出設(shè)備參數(shù)的變化速率和變化趨勢，從而可以判斷出設(shè)備正常與否。。

4 結(jié)語

通過典型電纜熱像圖，使測試人員和檢修人員清晰看出設(shè)備溫度分布情況及設(shè)備發(fā)熱部位，能使測試人員準(zhǔn)確判斷出電纜缺陷情況，為檢修人員提供設(shè)備檢修依據(jù)。從根本上保證了電力電纜的安全運(yùn)行，減少了電纜故障發(fā)生率，提高了電纜運(yùn)行的可靠性。從這幾年我們工作的經(jīng)驗(yàn)來看電纜發(fā)熱故障有以下幾點(diǎn)原因：

（1）電纜設(shè)備連接處長期暴露在空間有氧化現(xiàn)象，導(dǎo)致接觸電阻升高而引起設(shè)備發(fā)熱。對策：我們通過用涂鋅的接管并配合氧化鋅避雷器裝置定期監(jiān)控解決了這類問題。

（2）電纜的設(shè)計(jì)載流量滯后電量的增長量，導(dǎo)致電纜過載而發(fā)熱。對策：根據(jù)長期的用電規(guī)劃更換電纜容量提升供電可靠性。

（3）電纜設(shè)備制作和本體絕緣存在缺陷，導(dǎo)致電纜發(fā)熱。對策：加強(qiáng)對技術(shù)操作人員的培訓(xùn)和考核并與廠家聯(lián)系共同尋找缺陷的原因。

（4）油紙絕緣電纜由于落差大，運(yùn)行時(shí)間長導(dǎo)致終端絕緣油的流失發(fā)生干枯現(xiàn)象而發(fā)生電纜本體發(fā)熱。對策：縮短停電維護(hù)周期，在電纜終端添加電纜油。另外根據(jù)規(guī)程運(yùn)行15年以上長度在100 m以內(nèi)逐步更換為交聯(lián)聚乙烯電纜。

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