摘要：在高压输电线路检测中，红外检测具有远距离、不停电、不接触、不解体等特点，给电力系统线路状态监测提供了先进的技术保证。发展电力设备状态红外监测技术及红外热成像仪，用以及时准确监视电力设备的运行状况，对保障电力设备乃至电网的安全运行起到了积极作用。文章介绍了红外诊断技术的工作原理、诊断技术特点及监测方法，进一步分析了红外诊断技术在220kV 输电线路故障检修中的运用方法，以供参考。
关键词：输电线路；红外诊断技术；故障检修
1、红外诊断技术的工作原理
1.1红外诊断技术的基本原理
任何具有一定温度的物体是一热源都会向外界辐射能量。所辐射能量的大小,首先与该物体的温度有关。具体地说是与该物体热力学温度的 4 次方成正比,用公式可表达为:
式中 E-辐射出射度,W/m；σ-斯蒂芬-波尔兹曼常数, 5.67×10-8,W/(m•2 K4)；ε-物体的辐射率；T-物体的温度；T0-物体周围的环境温度。
由上公式可知，只要得到物体散发出的辐射出射度 E, 就能通过公式求出物体的温度值，而红外温度仪就是根据这个原理研制出来的，并且在进行测量时的温度越高，物体向外辐射的能量就越多。由于这种测量方式不需要与被测量的物体直接接触，所以将这种测量的方式成为非接触测量。依据发热原理可以将电力设备分成电流致热型设备、电压致热型设备以及综合致热型设备。因为 220kV 输电线路的热量大小通常是由输电线路中的电流和电阻大小来决定的，因此这种设备就为电流致热型设备。而当散发的热量达到一定大小时，输电线路中的电流基本就不会再发生变化，此时，温度的变化就由输电线路中的电阻来决定。因此，必须针对 220kV 输电线路在发生故障的过程中，故障处的电阻值比其他位置的电阻值要大的这一原理来判断出发生故障的具体位置。
1.2红外诊断技术对外界环境的要求
在应用这一技术进行检修工作时，只要物体的绝对温度超过了零，那么物体就会发射红外辐射能量，并且这一能量是人眼看不见。在检修的过程中，物体的温度越高，那么相应的红外辐射能量就会越强。检修工作时，由于不同设备具有不同的性质，并且设备的不同部位也会出现不同的故障程度，因而在设备表面将会呈现出不同的温升值以及空间分布特征，通过这种差异就可以进行设备故障、隐患的检修与排除，同时还可以根据故障位置与严重程度的不同进行定量的判断。另外，红外诊断技术有着较强的抗干扰能力，检修过程中不需要外界提供光源，因而在夜间或者是恶劣的环境条件下都可以进行工作。
2、红外诊断技术的特点以及方法
2.1诊断技术特点
不接触、不停电、不取样、不解体；采用被动式检测，简单方便；可实现大面积快速扫描成像，状态显示快捷、灵敏、形象、直观，监测效率高，劳动强度低；红外诊断技术能够适用于发电厂和变电站、输电、配电等所有高压电气设备中各种故障的检测；易于进行计算机分析，促进向智能化发展；红外监测与故障诊断有利于实现电力设备的状态管理和向状态检修体制的过渡，可以对管辖的所有设备运行状态实施温度管理，并根据每台设备的状态演变情况进行有目的维修，而且，通过红外诊断可以评价设备维修质量。
2.2监测方法
利用红外诊断技术进行检测时，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，接着将重点检测的设备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测量需进行测量的设备的发热点、正常相的对应点以及环境温度参照物的温度值。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，并且将出现异常设备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。
3、220kV 输电线路故障检修方法
引起输电线路设备出现异常发热问题的原因有很多，比如说输电线路的接续管、压接管出现了裸漏，或者是耐张线夹以及绝缘子等相关的部件出现了裸露的问题。另外，如果施工过程中出现了不规范操作的问题，或者是施工质量差、自然外力的影响等因素，都可能造成设备的损坏或者是接触不良等问题，进而导致线路出现发热问题。现阶段，在进行 220kV 输电线路故障检修工作时，常用到的检修方法有表面温度判断法、同类比较法以及热图谱分析法，下面就对这些方法进行探讨。
3.1表面温度判断法
所谓的表面温度判断法，需要对设备表面的温度值进行测量，并且要对照我国规定标准中的设备温度、材料温度以及温升的相关允许极限值进而来分析、判断设备出现的缺陷类型。判断过程中，需要结合当地的环境气候条件以及线路的负荷大小，进而可以做出精确的故障判断。一般来说，这一方法较为简单、直观，并且有着较强的实用性。一旦设备显示出过热的部位，要根据针对具体状况进行合理的处理。由于表面温度判断法有着较强的实用性，并且相应的操作过程也较为简便，因而现阶段这一方法有着广泛的应用，并且检修人员也要对这一方法引起重视，提升检修工作的质量与效率。
3.2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。利用同类比较法检修电压致热型设备时，可以利用对应点温升值的差别来判断设备是否能够正常工作。在正常工作的情况下，一旦同类温升值允许值的百分之三十小于同类温差，就可以将该缺陷设定为设备的重大缺陷，特别要注意的是如果发生电压不对称的现象，就必须考虑工作电压所造成的影响。
3.3热图谱分析法
在应用热图谱分析法进行故障判断时，要对同类设备运行过程中呈现出的热图谱湖进行分析，同时还要与正常状态下的热图谱进行比较，通过分析二者之间存在的差别，进而对设备发热状况进行判断。一般来说，这一方法比较精密、有效，并且精确度也比较高。实际检修工作中，要根据输电线路的实际情况合理的选择检修方法，提高检修工作的精确性与可靠性。
4、结语
利用红外诊断技术，可以及早发现设备外部过热故障和内部绝缘故障，在电力系统中发
现和避免了许多设备事故，确保了电力设备的安全稳定运行。在输电线路上的应用为线路缺陷发现、日常维护提供了一个新的监测手段,使大量设备缺陷消除在萌芽状态,便于运行管理部门及时掌握线路的运行状态,减少了设备停役检修的次数, 节省维护检修开支有重点地消除隐患,为确保电网安全可靠运行提供依据。
参考文献：
[1] 冯剑飞，王臻卓.红外诊断检测技术在输电线路中的应用[J].中国高新技术企业 ,2015（01）：60-61.
[2] 韦舒天，周兵.红外线检修技术在高压输电线路中的应用[J].湖州师范学院学报，2010（S1）：59~61.
论文作者:陈志恒,李楠,刽凤彬,曲维松,单仲,刘建桐,鞠万
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
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