摘要：特高压线路输送容量大、杆塔高、结构参数高、绝缘子偏说，因而其运行的安全和可靠性大于常规的高压和超高压的输电线路，传统的检测方式已经无法满足特高压线路的要求，外红检测和紫外检测技术被逐渐应用到特高压线路检测中。
关键词：红外紫外；检测技术；特高压；输电线路
1电气设备红外检测的国内研究现状
红外线和可见光一样，也是一种电磁波，只是频率和可见光不同。红外线最早是由德国天文学家SirWilliamHerschel于1800发现的，他让太阳光通过一个棱镜分光，然后在各种颜色的光下放置灵敏的水银温度计，结果发现在红外光之外的地方温度升高最多，由此发现了红外辐射。
红外热成像技术在二战后开始发展。美国Texas公司研发的初代红外成像装置应用于军事领域，它是利用扫描物体发出的红外辐射并将其转化为电信号，然后再经过一系列处理形成图像信号，该系统已经具有了红外热成像仪的雏形。
在上世纪60年代初，瑞典成功研制出第二代红外热成像装置，其除了能对物体形成红外图像外，还能测量物体表面的温度情况。在1960年后，瑞典开始研制工业用的红外成像系统，并不断改良减小其重量并增加其性能。在上世纪70年代，随着可将光成像的电荷耦合元件的出现和发展，红外焦平面也开始得到了研究，并开始应用于军用红外热像仪，然后在上世纪90年代成功转为民用并商品化。
我国在上世纪70年代中期，开始红外检测技术在电力生产中应用的实际探索，并使用红外测温仪对一些设备的温度缺陷进行研究，并取得了良好的效果。在上世纪80年代，我国首次在电力生产中引入并使用了红外热像仪，使我国的电气设备红外检测迈向一个新阶段。此后，国内一些电力单位和科研院所开始引进国外较先进的红外热像仪，主要对电气设备外部接头的热故障以及输电线路导线连接件进行检测，并开始了直升机红外巡测的试验研究。上世纪90年代，红外热像仪开始在电力生产单位进行推广，并把原来检测外部裸露接头的热故障研究扩展到高压电气设备的内部缺陷检测研究上。与此同时，国内的一些研究所和厂商开始自主开发民用红外热像仪。
在2000年前后，红外热像仪在电力行业得到大规模应用，同时业内专家在以往的研究基础上开始制定电气设备红外检测的相关标准，并于1999年完成行业标准的制定，该标准在实行后，相关从业人员的不断对电气设备红外检测进行了进一步研究和探索，并于2008年重新修订，形成现行标准。同时国产红外热像仪在技术、功能、测温精度及实用性上都有较大的提高，并使市场上的红外热像仪的价格逐步下降，推动了红外热像仪在电气设备检测应用上的普及。
2红外检测在特高压输电线路中的应用
2.1特高压输电线路中红外检测的方法
利用红外检测技术进行检测时，一般会先利用红外热像仪全面地扫描所有应该测量的部位，通过扫描快速地找出热态出现异常的位置，接着将重点检测的线路以及出现异常的部位进行精确地测温，同时获得热谱图，再利用相关的分析软件对其进行详细的分析，从而确定其故障的性质，并提出有效地处理方案，向上报告诊断结果以及出现异常的热谱图。根据不同的检测对象来选择不同的环境温度的参照物。在整个过程中，工作人员必须使用同一台仪器对需要测量的线路的发热点、正常相的对应点以及环境温度参照物的温度值进行测量。当进行同类比较时，必须保持测量仪器和各对应点之间的距离和方位的一致性。除此之外，应该从不同的方向来进行测量，从而得到最热点的温度值，并且将出现异常线路的实际发热相和负荷电流、正常相、环境温度参照物的温度值详细地记录下来。
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2.2特高压输电线路红外检测故障判别方法
2.2.1表面温度判断法
依照国家标准763的相关规定，再结合测量出的电气设备的表面的温度值，接着根据电气设备温度的超标度、负荷率的大小及其重要性来明确电气设备的缺陷的性质。表面温度判断法的实用性较强，但是它只适用于输电线路外部热故障的判断。
2.2.2同类比较法
同类比较法指的是在同一个电气回路中，如果两相或者三相的电气设备相同，并且和三相电流对称，只要对两相或三相的电气设备所对应部位的温升值进行比较，就可以判断出电气设备是否正常。当三相发生同时异常的情况时，可以将其与同一或相同回路中的同类设备进行比较，而且，如果与三相电流不对称的话，还要考虑负荷电流对其所造成的影响。同类比较法适用于电流致热型设备以及电压致热型设备。
2.2.3热图谱分析法
热图谱分析法指的是工作人员利用红外热像仪所提供的温度变化图谱来判断电气设备运行状态的方法。因为热图谱法的测量精度较高，所以在特高压输电线路的检修中常常会用到该种方法。同时，热图谱分析法需要用到的人力资源较少，人为造成的干扰也较小，而且采用的设备都比较先进，规范化程度也比较高。
3紫外成像检测技术的应用
3.1母线放电
很多变电站母线都是采用圆形或矩形截面绞线和裸导线，其作用在于汇集电能、分配电能和传送电能。在变电站中，母线具有重要的作用，一旦受到损害会直接导致停电。在笔者选用的试验实例中，通过对500kV变电站的运行进行检测，相关数据显示当时空气湿度为73%，距离是10m，增益是140，在放电平稳的状态下检测出来的光子数是18180。这个实例说明变电站母线位置出现了毛刺放电的情况，应该在天气比较干燥的情况下进行再一次的检测，对放电的光子数进行对比，如果出现湿度大放电明显的情况，就不需要对其进行处理，而其他的情况下就要处理毛刺，采用打磨的方式消除隐患。
3.2均压环放电
其在变电站设备中发挥均匀分布电场与防止电晕出现的作用，如果出现持续的电晕放电，那么设备本身很容易被损坏与腐蚀，对保护设备的安全运行产生影响。结合笔者参考的文献总结，通常出现均压环电晕放电的因素有均压环污秽、毛刺、潮湿以及缺失。在对检测结果进行分析后发现，均压环电晕放电图谱表现为光斑面积小、图像平稳的情况，由此可见紫外检测的异常原因在于均压环有毛刺存在，而一旦这一情况一直存在，会直接导致其使用寿命缩短，所以工作人员在检修时必须注意打磨和更换。
3.3隔离开关放电
隔离开关使用的频率最高，其本身的隔离作用、结构原理较为简单，但是因为使用量的增大导致其工作可靠性受到影响。在运行环境下多种因素都会对其产生影响，比如毛刺、污染、腐蚀等，会导致电场分布不均和局部放电。比如一个220kV变电站，在其内部隔离开关旋转位置放电紫外图谱，晴天检测时湿度为48%，距离是10m，风速小于2m/s，增益是150，最终检测到的放电光子数是1530，这个结果为Ⅱ级缺陷。对其判定为放电过度集中在隔离开关旋转位置的绝缘子处。而在实际确认时还要考虑旋转机构与金属构件位置污秽对放电的影响，这就要求工作人员预防雨天条件下的湿闪，在设备停电状况下处理污秽，以消除隐患。
4结语
在特高压线路运行维护中，应用红外检测和紫外检测技术能够及早的发现特高压线路中局部电晕放电的强弱程度和设备的温度异常情况，从而避免事故的产生和事故影响范围的进一步扩大，有效的确保特高压线路运行的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]卞玉萍,康宇斌.红外、紫外检测技术在特高压输电线路线路中的应用[J].华北电力技术,2012,（02）:23-26.
[2]李青文,陈涛,汪金刚,何为,张成松.紫外脉冲法在特高压放电检测中的应用[J].高电压技术,2006,（12）:26-29.
论文作者:林阳,董明,苏震,李美云
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：电气设备论文; 线路论文; 特高压论文; 图谱论文; 温度论文; 热像仪论文; 电晕论文; 《电力设备》2017年第34期论文;