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摘要：红外热像测温技术是利用红外热辐射探测输电线路中各种电气设备表面辐射的红外线辐射状态的热信息转换成温度进行显示的一种先进技术，是一种被动的、非接触式的设备过热检测手段。本文以红外检测为研究对象，分析其在高压输电线路上的应用优势以及具体的应用方面。
关键词：红外检测；高压输电线；应用
在高压输电线路中，各类电力设备本身的完好对输电系统的安全运行极为重要。如高压输电线路导地线及接续金具在多种应力的长期作用下会导致材质脆变，雷击闪络、外力破坏等会引起表面或内部损伤，尤其是在海滨及工业区的输电线更容易受到腐蚀，致使高压输电线路导地线及接续金具产生裂纹、断股等缺陷，严重影响甚至危及系统的安全运行。因此，对高压线路进行监测是十分必要的。近年来随着线路在线监测技术研究的不断深入，出现了一些高压线路在线监测的新方法、新装置，目前发展有潜力的有红外热成像在线监测装置和紫外成像在线监测装置。
1高压线路红外成像检测技术
1.1红外成像检测技术原理
红外热成像在线监测装置一般由红外热成像仪、数据传输环节和后台处理单元组成。红外热成像仪安装于监测对象附件的杆塔上。根据高压线路通电时，有缺陷处和无缺陷处发热的红外辐射场不同的原理对电力设备的缺陷进行检测。红外热成像仪应图像清晰、稳定，不受测量环境中高压电磁场的干扰，具有必要的图像分析功能，具有较高的温度分辨率。空间分辨率应满足实测距离的要求，具有较高的测量精确度和合适的测温范围。红外成像法是利用红外测温仪检测局部放电、泄漏电流流过绝缘物质时的介电损耗或电阻损耗增加等引起的绝缘子局部温度升高的故障，也可以用于其他电气设备的故障检测，红外图像中的红色区域为高温区，见图1。
1.2红外检测技术特点
1.2.1不停电、不接触、不解体、不取样
由于高压输电线路红外检测是在线路正常运行状态下，通过不停电来监视线路故障和异常情况下的红外辐射所引起的温度变化来实现诊断的。从而在不改变系统的运行状态下来监视线路运行状态下的真实信息。
1.2.2能够弥补常规巡视的局限性和不足
利用红外热像仪可以发现一般性巡视所不能发现的缺陷。例如：设备外部链接不良、内部元件开断、绝缘受潮、劣化、击穿、以及局部过热放电现象。通过仪器采集到得各种图谱从而进行分析和辨识。
1.2.3所需的仪器轻便、灵巧、便于携带，同时操作灵活简单
由于仪器是通过利用设备自身发出的红外辐射能量来进行判别，所以不需要其他的光信号装置和检测装置。从而使得仪器比较简单，比较轻便，大约在2~3kg左右。而且操作界面简单，非常适合用于高压输电线路检测。
1.2.4快速、灵敏、易于计算机分析，趋于智能化发展
仪器配合相关的计算机图像处理和分析软件，不仅可以对监测到的设备运行状态进行分析，而且能对设备中的潜在的故障或事故隐患属性，具体位置和严重程度做出定量的判断。
1.3技术缺陷
红外热成像在线监测装置目前还存在着技术缺陷，其中最主要的是只有在检测环境、被测设备都满足一定要求时才能开展，极大地限制了红外成像检测方法在高压线路检测中的运用。必须在被测线路带电且电流较大的情况下才能进行；对检测环境的要求极为苛刻。例如使用红外成像方法进行室外检测，应在日出之前、日落之后或阴天进行。
2红外检测在高压输电线路中的应用
2.1绝对温差法
在高压输电线路工作过程中，由于高负荷电压长期通过电线会产生大量热量，这时候高压断路器的出现就是将电流产生的能量转变温热能，从而使得高压输电电气材料温度升高不会超过规定范围，但是一旦高压断路器出现问题就会使电气材料温度升高超过规定范围，最终使得相关性能下降，导致故障出现，所以我们可以根据电气材料的温度状况来进行检测，保证高压输电线路的正常运作。
我国对于高压输电线路运行过程中，可能出现的热故障情况，在相关规范中做出了明确的规定，在高压电线正常工作负荷状态下，高压电线的钢芯线温度不能超过70℃，但是目前在我国现行高压输电线路标准中，关于高压交流线路和直流线路金属器的发热温度却没有明确规定，通过对我国相关电力金属通用技术标准进行分析得知，电气接触性能需要达到以下两个方面的标准。
（1）在红外检测技术进行工作时，高压输电线路两个检测点之间的电阻数值应该控制在同等长度导线线路的电阻数值以下。（2）在红外检测技术进行工作时，检测点连续位置的温升数值应该控制在被连续连接的导线线路温升数值以下。
通过上面的两个标准我们可以得知，当利用红外检测技术对高压输电线路进行绝对温差法检测时，应该将周边导线温度的数值作为参考项之一，对热缺陷数值进行计算，不过这里我们应该注意的是，在这种技术方法运用过程中，能够将外部环境，如风速、温度、太阳辐射等进行有效的避免，给检测过程提供一个良好的工作环境。
2.2警戒温升法
警戒温升法也是一项常见运用手法，通过这种方法能够对高压输电线路发热区域进行温升情况判定，在实际工程检测过程中，警戒温升法的运用要设置警戒参数，然后通过采用不同电流导入的方法，对故障区域进行温度检测，这里需要注意的是，在进行故障排查过程中，需要保证检测区域的相对温度超过之前设立的警戒温差值，这样才能发出警报确定故障点的位置，与上述我们提到的绝对误差法比较，警戒温升法具有一定的局限性，所以在进行红外检测过程中我们需要注意两点：
第一，当红外检测技术采用警戒温升法时，如果高压输电线路的负荷电流、线路材质以及材料属性因素差别不大，那么这种方法就会收到邻近效应的影响，使得被检测的高压交流线路的发热现象比直流电发热现象更加明显，如果此时依旧运用直流电作为负荷电流在观察警戒温升表的话，其实是不严谨的。
第二，我国一些地区的高压输电线路属于高架高压输电线路，受到风速以及周边环境的影响较大，这就致使警戒温升法存在很大的局限性。
所以如果采取警戒温升法作为红外技术在高压输电线路中的运用手段，不可以将地面环境温度、湿度以及风速作为参考数值，因为这样会导致最后检测到的数值指标具有较大的估计性特点。所以在运用警戒温升法时，要采取严格的控制方法，保证警戒温升法技术的稳定性与可靠性。
总之，无论是绝对温差法还是警戒温升法都不是没有缺点的，在技术方面都有一点问题，所以在对高压输电线路进行检测时，要进行恰当、合理的选择，保障高压输电线路能够安全、稳定的运行，特别是在特殊环境下，高压电线发热较大，就需要及时发现故障并进行排除。
结语：
综上所述，随着电力系统的现代化建设的发展，高智能化、自动化已成为电力系统的发展方向之一。因此，需要寻找一种新型的快速、高效、高精度、低成本的监测方式，利用红外热成像技术来进行监测电力设备的运行状况以及环境，可以提高对高压输电线路监测的自动化程度，具有积极的意义。要从实际工作出发，虚心钻研学习，利用已掌握的远红外监测技术，多实践、勤总结，为输电线路安全平稳运行提供更有力的技术保障。
参考文献：
[1]何缘，吴功平，肖华.高压输电线路巡检机器人机构设计及运动学分析[J].高压电器，2016，52(06):61-68.
[2]李伟，向常圆，文习山，戴敏，李志军，段次祎.特高压输电线路杆塔雷电流分布的仿真[J].高电压技术，2016，42(08):2642-2650.(2016-08-15)
[3]张晨.特高压输电线路锚固塔基变形破坏及加固决策研究[D].中国地质大学，2016.
论文作者:李冰然
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/19
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