馬立軍

[摘 要]紅外測溫診斷技術(shù)是一種診斷線路熱缺陷的先進測溫技術(shù)，它能及時發(fā)現(xiàn)、處理、預防重大事故的發(fā)生，具有遠距離、不停電、不接觸、不解體等特點，是一種先進的配電線路運行狀態(tài)監(jiān)測手段。本文首先對紅外測溫技術(shù)的原理進行了介紹，并結(jié)合實例對紅外測溫技術(shù)在配電線路狀態(tài)檢修中的應用進行了綜合闡述，以期為相關(guān)人士提供參考。

[關(guān)鍵詞]配電線路；紅外測溫；診斷

中圖分類號：TP274.52；TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0256-01

1.引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對電力供應的安全性與可靠性也提出了更高的要求。因此，配電線路的檢修方式也逐步由常規(guī)周期性檢修轉(zhuǎn)為狀態(tài)檢修，根據(jù)設備運行狀況確定檢修時間和檢修方式，及時掌握配電線路和設備的運行狀況尤為重要。紅外線熱成像儀正是目前常用的診斷儀器，它可以把被測設備表面溫度熱場分布轉(zhuǎn)換為視頻信號并以熱圖像的形式顯示出來，為運行人員掌握設備運行狀況或設備故障提供直觀依據(jù)，有效提高運行人員發(fā)現(xiàn)和診斷故障的能力，對于保障供電與可靠性與安全性具有積極的促進意義。

2.紅外測溫診斷的方法

2.1 狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修是一項通過觀察設備實際運行狀態(tài)，判定設備是否需要檢修與維護的先進設備管理模式。其主要立足于對配點線路的實時檢測，并依據(jù)準確的狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，對設備運行狀態(tài)進行掌控。由于配電線路狀態(tài)檢修起步較晚，現(xiàn)階段主要是利用人工及檢測儀表，對配電線路運行情況進行采集，并依照所收集到的參數(shù)信息，對當前設備運行狀態(tài)進行科學地分析，為線路檢修工作提供有效參考。當前，設備檢測手段相對較少，僅包括配變負荷測量、避雷器泄漏電流測量、絕緣子零值測量等。但同時，紅外測溫技術(shù)作為一門相對成熟的技術(shù)，已經(jīng)不斷的應用于線路檢修工作中，并逐漸顯現(xiàn)出其作用。

2.2 紅外測溫

紅外線就是一種電磁波，紅外線的波長范圍為0.78 pm～1000 pm，可見光的波長范圍為 0.38 pm～0.78 pm。多項試驗論證，當物體溫度比絕對溫度（-273 ℃）高時，其表面就會向外不斷的發(fā)射輻射紅外線。紅外成像設備具體就是對物體表面所輻射的人眼不能看到的紅外線的進行探測的一種設備，其表現(xiàn)的是溫度場，也就是變電設備表面的紅外輻射場。就電力設備本身來講，紅外測溫故障檢測與診斷的依據(jù)為通過對變電設備表面紅外輻射信號的探測與診斷，對變電設備的熱狀態(tài)進行收集，并依據(jù)其特征、狀態(tài)，對設備是否發(fā)生故障，及其故障位置、屬性與程度的進行診斷。電力設備在正常工作中，因為電壓、電流所導致的發(fā)熱因素具體包括包電壓效應與電流效應。如果電力設備在運行中某部位出現(xiàn)故障或存在缺陷時，該部位會隨著溫度變化出現(xiàn)異常情況。輸配電線路上的壓接管、導線、絕緣子、線夾、接頭及其裸露工作部件，在長期的工作中受風吹日曬、環(huán)境變化、有害氣體腐蝕、污穢覆蓋等環(huán)境因素的影響，使得設備出現(xiàn)接觸不良、損壞及老化等狀況，使得接觸電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗增大，致使電氣設備局部出現(xiàn)發(fā)熱，導致配電設備出現(xiàn)故障，嚴重的甚至會引起電網(wǎng)事故。

2.2.1電力設備故障

外部發(fā)熱故障：以局部過熱的形態(tài)向其周圍輻射紅外線，各種連接體、裸露接頭的熱故障，其紅外熱圖表現(xiàn)為以故障點為中心的熱場分布。從設備的熱圖中能夠?qū)峁收系拇嬖谶M行直觀的判斷，并依照溫度分布情況對故障的部位進行精準定位，同時還能對故障嚴重程度進行判定。

內(nèi)部發(fā)熱故障：其發(fā)熱過程通常較為穩(wěn)定且持久，與故障點接觸的氣體、液體與固體形成輻射、對流和熱傳導，并以此形式將內(nèi)部故障所造成熱量向設備外殼逐漸進行傳遞，進而轉(zhuǎn)變設備外表面的熱場分布狀況。熱效應產(chǎn)生原因主要如下：

（1）介質(zhì)損耗增大引起的發(fā)熱。主要由電壓效應所引起。因為絕緣介質(zhì)的受潮、老化、劣化等原因，使得介質(zhì)損耗引起發(fā)熱現(xiàn)象。其發(fā)熱功率 P=UICtanδ，其中 C為介質(zhì)兩端的等值電容。

（2）電阻損耗增大引起的發(fā)熱。主要由電流效所引起。通常是因為導電回路的連接件、接頭接觸不良，引起接觸電阻增大產(chǎn)生發(fā)熱。其發(fā)熱功率為 P = I2R，I 為流過電流，其中 R 為接觸電阻。

（3）電壓分布不勻造成的溫度變化。大多因為電壓型設備內(nèi)部元器件存在故障，使得電壓分布不均，引起設備溫度變化異常。

（4）設備內(nèi)部缺油造成的溫度變化。大多因為設備內(nèi)部漏油使得油位下降，這種情況通常會引起兩種熱效應：一種是缺油的油面處，因為上下介質(zhì)存在差異，其熱容系數(shù)也會有所差別，進而導致熱場分布存在差異。另一種是因缺油而導致絕緣強度減弱，局部放電所造成的設備發(fā)熱。

（5）鐵芯和可導磁部位故障引起的發(fā)熱。通常表現(xiàn)為磁滯渦流增大發(fā)熱、磁回路不正常等。其具體是因為設計不當、絕緣不良等因素，導致局部漏磁與磁短路，引發(fā)局部過熱。

3.紅外測溫診斷案例

3.1 實例1

測量日期：2016年4月20日；儀器型號：ThermaCAMP60；某變電線路桿配變C相低壓樁頭異常發(fā)熱。在配電變壓器帶電運行狀態(tài)下登高檢查，觀察到C相樁頭因為發(fā)熱導致嚴重老化，幾乎快要燒壞，同時在C相樁頭開始出現(xiàn)配變滲油狀況，基于此及時將變壓器調(diào)換處理。

3.2 實例2

測量日期：2016年1月17日；儀器型號：ThermaCAMP60；測量結(jié)果：某配電線路3號桿油紙電纜頭A相電纜終端異常發(fā)熱，利用紅外測溫檢查發(fā)現(xiàn)電纜頭A相終端發(fā)熱溫度達108°。初步分析：因為電纜終端瓷套內(nèi)缺油，導致局部放電，絕緣強度降低，導致瓷套表面熱異常及設備內(nèi)部發(fā)熱。停電后打開電纜終端頭上端蓋之后發(fā)現(xiàn)瓷套內(nèi)填充油量明顯不足。通過過填充絕緣油與更換終端頭的應力錐，三相絕緣電阻基本平衡，帶負荷后再次進行紅外測溫，原有異常發(fā)熱現(xiàn)象消失。

3.3 實例3

測量日期：2015年11月14日；儀器型號：Ther-maCAMP60；測量結(jié)果：某配電線路穿墻套管C相樁頭異常發(fā)熱145℃。通過線路停電檢修，對故障電定點檢修時發(fā)現(xiàn)該穿墻樁頭的固定螺絲沒有緊固好，徒手也可以擰動，接觸電阻明顯增大，是一起典型的因電流效應造成的電阻損耗型發(fā)熱故障。

4.紅外測溫診斷的作用

電力設備不一樣不同或相同配電設備的不同部位，由于工作原理存在差異，故障起因及表現(xiàn)形式又會有所不同。有些是以氣味異常、聲音異常、形狀變形等不同形式進行表現(xiàn)，其中設備故障最常見的特征為溫度異常，通過紅外測溫診斷方法對熱缺陷進行的檢測，可以把持設備正常供應的狀態(tài)下及時發(fā)現(xiàn)配電設備的故障先兆與事故隱患，并立即采取相應的行之有效的解決方案，以減少配電設備的故障發(fā)生率，從而保障設備運行的可靠性、穩(wěn)定相安全性。夏季期間為城區(qū)停電頻發(fā)時間段，供電負荷持續(xù)增高，配電線路設備在高負荷、高溫環(huán)境下運行，條件十分嚴峻。通過紅外熱像儀，對重負荷桿變、重負荷線路進行跟蹤測量，采取有針對性的測量手段，其中易發(fā)熱的如變電電纜終端頭、所穿墻套管樁頭、SI 系列螺栓型線夾、異型并溝線夾等容易發(fā)熱的電氣設備進行測量。利用紅外測溫技術(shù)能夠?qū)χ刎摵蛇\行狀態(tài)下的配電設備發(fā)熱異常情況進行及時掌控，具有廣闊的應用前景。

5.結(jié)束語

紅外測溫技術(shù)的應用，可以及時監(jiān)測設備的溫度和溫升情況，不僅可以減少運行設備的故障發(fā)生率，而且有針對性地組織設備檢修，大大降低設備的檢修費用。隨著紅外測溫技術(shù)的發(fā)展以及紅外測溫設備的不斷改進，紅外線測溫技術(shù)會在電力設備運行維護中將得到更廣泛

運用。不但配電設備的故障起著有效的預防作用，且有利于配電設備檢修工作的開展。

參考文獻

[1]馬英龍.紅外測溫技術(shù)在配電線路狀態(tài)檢修中的應用[J].華夏電力.2010 （03）.