电力线路运行中红外检测技术的应用

摘 要： 作为一种新型的检测和诊断技术，红外检测技术以非接触、远距离、速度快、操作简便等优势，在电力运行设备中得到广泛应用。由于红外检测技术不仅能够实现大面积扫描与局部缺陷定点测温，还能够实现在线的监测与诊断，以确保电气线路的安全级可靠运行。因此，通过简要介绍红外检测技术及基本原理，根据电力线路运行中影响红外检测技术的因素，对电力线路中红外检测技术的检测方式进行详细分析，并对其实际的应用做出阐述。

关键词： 电力线路；运行；红外检测技术；应用

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210002－02

目前，随着电力线路设备不断被改善、升级，以往的检测技术已经无法满足当前电力线路设备的检测需求。为了能够提高电力线路运行的质量与检测精度。红外检测技术在融合企业信息化进程与计算机管理，以及红外热像仪等技术后，在不停电和取样等条件下，通过实时检测物体向外辐射红外能，利用红外热像仪对该红外能进行成像，以此判断电力设备表面的温度及温度分布，来确定电力线路运行中设备是否存在过热故障。

1 红外检测技术及基本原理

红外检测技术主要是指通过采用红外辐射仪器或原理，将被测目标的红外辐射能量反映到探测器中，实时检测设备运行过程中的温度变化。其基本原理是：红外检测技术是基于所有温度高于绝对零度的物体。任何物体通过释放红外线辐射，以一种最为广泛的电磁波辐射获取温度特征信息。由于物体材料和表面光度、颜色，以及温度的不同，使得向外辐射的红外能就会不一样，并且各种不同的设备性质与不同的缺陷都会使设备在不同的分布位置产生不同的温度值，因此，在电力线路运行中，对红外检测到的信息进行分析和处理，判定设备所存在的潜在缺陷和隐患等。随着电力线路设备表面温度的变化，当温度越高时，红外辐射能量就会越强。将电力线路运行中所发射出来的红外辐射能量功率信号，采用红外探测器转变成为电信号以后，通过电子信号系统进行处理，并上传到显示屏中获取热像图。也就是电力线路设备温度分布状态和运行状态相关信息的获取。一般电路线路运行中设备发热主要是由于电流效应和电压效应所造成，一旦电力设备出现异常，那么设备异常局部部位发热就会加剧，红外热故障点图像就会发亮。

2 在电力线路运行中影响红外检测技术的因素

提高节能技术的关键必须具有投资少且潜力大、容易达到、见效要快等特点的相关技术系统，发电厂热功系统节能改造是电厂节能工作的新兴领域，其通过与高科技结合而实现节能的目的。发电厂热功系统节能改造大都不需要对主要设备进行跟换和改造，不增加新的设备，因此热功系统的节能工作可以得到大力开发，广泛应用，用较小的代价来达到逐步节能的目的。另外节能技术改造对当前促进技术进步具有非常重要的意义。

在现场对电力线路设备进行红外检测的时候，由于受到多种因素的影响，导致检测结果出现偏差，因此，为了能够使现场红外检测效果得到提高，除了采取正确的检测方式以外，还要对各种影响红外检测的因素进行了解。在电力线路运行中红外检测诊断最主要与被测设备温度分布和故障部位温度升值信息有关，该温度信息不但能够判断电力设备是否存在故障，还能够准确判断出电力设备存在故障的准确位置与属性，甚至其严重故障的程度。由于红外检测的结果极容易受到各种检测条件或环境因素的影响而发生变化，因此，在检测的时候必须采取一系列相对应的方式在较好检测条件下，对检测结果进行更正。例如：选择对象和检测位置、准备检测仪器和设定仪器参数等。

在电力线路运行中红外检测技术主要受到检测位置和环境温度，以及太阳与背景辐射的影响。在红外检测的时候，如果检测位置与被测目标的位置不一样，不仅无法充满检测仪器的视角，而且还会使辐射表面上的投影面积受到影响。必须要根据红外检测设备规定范围，以及电力设备实际高度与距离来选择合适监测位置进行检测；如果环境温度较高，那么，线路设备温度即使在没有运行的条件下，也会使设备温度测量出现虚假热故障。同时，如果环境温度较低，那么线路设备温度会随着周围温差影响缩小设备部位与故障点间的温差，使热故障点无法被识别；由于太阳辐射会使电力线路设备在运行中的温度被拉大10℃到15℃，极容易影响到检测的准确性。

除此之外，由于电力线路运行的时候，导体接头部位长期在大气中裸露，常常受到风吹雨淋的侵蚀，造成导体表面严重被氧化和锈蚀，出现电阻变大发热。同时导线的松动和电力线路安装不符合要求，造成电能损耗出现发热等因素，都会使电力线路存在缺陷。

3 电力线路中红外检测技术的检测方式

根据电力线路设备发热的特点，在考虑距离、角度、辐射、环境等因素后，查看的重点将放于对熔丝和电缆头、杆刀和导线接点，以及T字结等检测。

首先，对最佳电力线路观测点的寻找。在避开遮挡物的条件下，确保整个观测点都在红外热像仪范围内的同时，还要确保测试的角度在30°以内，以免受到周边物体热辐射的反射影响，导致检测不够精确。其次，根据电力线路对红外检测的不同需求，在进行日常巡视的时候，要快速对被检测设备进行扫描，对检测设备的发热状况进行监测，并在消除距离、角度、辐射、环境等因素影响后，对电力线路运行故障做出准确性的判断。最后，在检测时段不同的情况下，将各种有效准确把握电力线路运行的时段，采用红外检测技术来判断热故障。其具体的工作流程如上图所示。

4 电力线路运行中红外检测技术的应用

4.1 红外检测技术在电力系统中的应用

在电力线路运行中，电力企业通过信息自动化系统，将检测到的红外热图数据利用计算机接口传送到红外测温网，帮助电力企业建立一个具有专业红外资料的数据库进行相关数据的汇总和共享，以及分析。在为生产部门和电力管理人员及时、准确获取红外数据资料的同时，使电力企业的整体信息管理水平获得提高，并且将红外检测仪器测得的红外热图结果与电力线路运行的资料相融合，形成一体自动化管理，使参考的效果更为显著。

4.2 红外检测技术在电力线路缺陷判断和管理中的应用

利用系统化的管理方式，将电力线路红外检测记录与诊断报告进行统一管理。逐一搭建线路红外诊断和专家数据库，实现热缺陷标准化工作的顺利完成，例如：热故障的发现和和判断，分析和处理，以及汇总和入库等。根据异常状态与正常状态温度差距对比，分析不同时期的检测信息，寻找致热参数变化，确定电力线路设备缺陷和故障的严重程度。并通过电力企业红外检测中心，统计线路设备故障类型和电压等级，以及升温等检测诊断信息，根据温度升温变化来分析线路设备的历史运行状况。

4.3 对隔离开关刀口和线夹发热的检测应用

由于隔离开关刀口在空气中长期裸露，在长时间的氧化下，使电流无法正常流通，形成电阻堆积，导致温度上升。同时由于隔离开关刀口长期受到应力作用，导致电阻增大，使温度升高等，利用红外检测对隔离开关刀口温度进行检测，有利于防止发热造成安全事故。在电力线路运行中，线夹导线接触点也因为长时间被暴露在外受到氧化影响，使线夹松动或接触不良，导致电阻增大而发热形成安全隐患。采用红外检测技术以后，通过热辐射异常，提醒工作人员此处线路存在异常，需诊断检修。

4.4 以电流致热型电力线路设备热缺陷为例的应用

根据某段电力线路运行时，采用红外检测技术显示：当红外检测在10kV线路T字结时，红外热图红相安普线夹处有明显的亮光。由于电力线路中T字结的安普线夹是电流致热设备，在环境温度处于14℃的时候，T字结的温度将处于23.5℃，线夹接头处有热缺陷发热现象，并且温度高于电流致热设备规定的温度。经过带电检查发现安普线夹因安装不规范，使线夹与导体接触不良导致发热，而被烧坏。

总而言之，随着红外检测技术在电力行业中被广泛应用，不仅为电力线路提供了状态检修的根据，还促进了电力线路的稳定和可靠运行。在电力线路运行中，应用红外检测技术能够准确判断线路的热故障问题。作为一门新的高科技技术，红外检测技术是预防电力事故最为重要的检测手段。

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