遠紅外測溫技術在500kV輸電線路上的應用

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摘要：遠紅外測溫技術作為一種測量書店線路熱缺陷的測溫技術，能夠即時的查出并預防嚴重事故的產(chǎn)生，還具有不斷電，距離遠，不接觸的優(yōu)點，是輸電線路狀態(tài)監(jiān)控的一種先進的方法。這種遠紅外測控檢修線路狀況技術的運用，使在線路的檢修過程中對用戶的影響降低到了最低，還確保了供電線路的較少斷電，甚至是不斷電。以下，對保定供電公司500kv輸電線路狀態(tài)檢修過程中遠紅外測溫技術的運用做初步的研討。 

關鍵詞：測溫  遠紅外  影響  輸電線路  1 紅外測溫技術  1.1 紅外基礎理論 所謂紅外技術是一種技術科學，它的主要內(nèi)容涉及紅外輻射產(chǎn)生，傳播，轉換，測量和最后的實際運用。按常規(guī)我們把紅外分為遠，中，近三種。其中遠紅外指的是20-1000微米的波長。波長是3.0-20微米被稱為中紅外；而0.73-3.0微米的波長被稱為近紅外。而遠紅外技術便被運用到了河北保定供電公司500kv輸電線路的檢修上。只要物體的絕對溫度在零度以上，就會因自身分子運動而產(chǎn)生紅外輻射。而物體的輻射功率信號經(jīng)過紅外探測器轉化成電信號，信號又被成像設備精確的輸出，相應的被掃描物體的空間分布和模擬對象表面的溫度，把電子系統(tǒng)擴散到屏幕上，最后獲得的熱像圖就與物體表層熱分布相對應。運用這種辦法，就達到了進行目標的溫度測量及成像最后對結果進行判斷分析的目的。  1.2 紅外測溫技術的發(fā)展歷程 開辟人類運用紅外技術廣闊道路的是英國物理學家f•w•赫胥爾，他發(fā)現(xiàn)了外線，那是在1800年。而為紅外技術發(fā)展打下基礎的是德國，在第二次世界大戰(zhàn)里，德國研發(fā)紅外通信設備及活動夜視鏡，就把紅外變像管作為光電裝置。  瑞典公司在20世紀60年代的初期成功的研發(fā)了紅外熱像儀，即第二代aga紅外成像設備，它就是在紅外巡視系統(tǒng)的基礎上增加了溫度函數(shù)。  第一套工業(yè)實時成像系統(tǒng)由aga公司研發(fā)，那時正處于20世紀60年代中期，此套系統(tǒng)是有液氮制冷，供電電源電壓為110v，重量大概是35千克，導致了設備使用起來很不方便，但是通過不斷的幾代儀器的改進，1986年研發(fā)除了可以使用電池電源，不用液態(tài)氮或高壓氣體熱電冷卻的紅外熱像儀。而僅在此后兩年的1988年便研發(fā)出把溫度測量，修改，分析，采集圖像，最后存儲等眾多功能集于一身的熱像儀，而這臺設備的總重不超7千克，并且儀器的總體功能，可靠性及精確性等方面都顯著地提高了。  美國公司成功開發(fā)的一款新紅外熱像儀—ccd是其第一次將軍事技術（fpa）轉做民用及商用，這種熱像儀的技術功能更加先進，它的結構屬于焦平面陣列類型，這種儀器的重量也大大的減少，低于2000克，操作也更加便捷，只要用儀器把目標圖像指對準確，掃描信息便會自動存儲在設備的pc卡片上，結束所有的操作之后剩余工作就可以回到室內(nèi)，借助軟件進行分析數(shù)據(jù)及修改，在最后就可以直接得到檢驗結果報告。  1.3 紅外測溫儀器的分類  1.3.1 紅外點溫儀 紅外點溫儀所測量的是平均溫度值，是以某一點的溫度作為圓心的某一區(qū)域的值。它的特點是，總體體積更小，重量更輕，攜帶起來更方便，同時，操作也更簡單。但是卻存在一定缺陷，它只可以測量點或區(qū)域的溫度，而不能測量設備的溫度分布，無法提供測量圖像，在很大程度上限制了測溫的精密度及距離。所以這種測溫儀僅適用于比較低的測溫需求。  1.3.2 紅外熱電視 熱電視運用熱釋斷電攝像管作為探測器件，探測器件接收到由物體發(fā)出的紅外線，處理后成像。這其中包括平移、瞬變或是斬波的調制方式。這種紅外熱電視彌補了點溫儀不可以成像的缺點，能夠現(xiàn)場查找熱點分布。可是由于自身技術發(fā)展的局限，比起紅外熱像儀來要有一定差距，這種差距表現(xiàn)在測溫的精度、圖像分辨率等諸多方面。  1.3.3 紅外熱像儀 伴隨著計算機和探測技術的發(fā)展，現(xiàn)在的紅外熱像儀非制冷、平面成像，十分精巧且攜帶方便總重低于2公斤，而誰又能想到最初的紅外熱像儀需要液氮制冷、光機掃描成像，其重量能達到30公斤，可以稱之為龐然大物。現(xiàn)在的熱像儀適合更高要求的測溫場合，且具有圖像清晰、測溫精確、靈敏度高等優(yōu)點，更重要的是操作更加容易，更方便攜帶。  1.3.4 紅外熱像儀原理 通過測量及判斷設備的紅外輻射信號，進而獲取的設備的熱狀態(tài)特征，隨后依據(jù)這些特征的熱狀態(tài)和恰當?shù)臉藴?，最后顯示出設備有故障及無故障的特征。  2 紅外測溫技術在輸電設備上的應用  2.1 輸電線路熱缺陷  2.1.1 緊急型熱缺陷 最高溫度超過此種材料能夠承受的最高值或溫升超過40℃。但從外觀檢驗就能看見比較嚴重的燒傷的痕跡，熱像圖非常明顯。這個缺陷必須立即修復，因為它可能會導致在任何時候突發(fā)事故。  2.1.2 嚴重型熱缺陷 這種缺陷對設備運行是一個非常嚴重的威脅，它指的是設備溫度上升了20℃-40℃范圍內(nèi)，或實際的溫度在60℃-80℃之間，或是傳輸設備相間溫差范圍為1.5-2.0倍，熱像特征明顯，導致嚴重的缺陷即熱損傷，此種缺陷應當密切監(jiān)視，要在條件允許下安排檢修消除隱患。  2.1.3 一般型熱缺陷 與紅外攝像機測量僅有輕微的熱像特性的情況有所不同，溫度范圍的10℃到20℃和相同的操作條件下的傳輸設備有一定的溫度上升，檢查負載電流超標的原因，并且加強跟蹤。  2.1.4 輸電線路熱缺陷產(chǎn)生的原因 線夾、絕緣子、壓接管和其他類型的裸露的工作部件因為操作不當以及表面腐蝕、臟污或是由于輸電線路存在缺陷或缺陷及故障部位的溫度出現(xiàn)異常，自然外界力量的作用，以及施工質量、設計缺陷等影響因素，都會引起設備接觸不良、損壞及老化，最后不可避免的導致介質損耗增加，接觸電阻的增加和泄漏電流的增加，要是沒有及時發(fā)現(xiàn)并排除這些隱患，最終會導致設備的故障或者事故，更嚴重的后果是可能會導致電網(wǎng)擴大事故。  2.2　輸電線路熱缺陷檢測方法  2.2.1 警界溫升法 這種方法實用性很強、直觀、比較簡單，它是通過發(fā)熱點相對環(huán)境溫度的溫升來判斷熱缺陷，并給出了對不同負荷電流下不同導線接頭過熱的警界溫升表，被認定為有缺陷的標準就是被監(jiān)測點對環(huán)境溫度的溫升大于表中所規(guī)定的警界溫升。但是這種辦法在實際的應用中也有不足：第一，不能準確的測量環(huán)境的風速、溫度、濕度及探測的距離，這都是有因為高壓架空線受環(huán)境影響，一般會采用地面環(huán)境風速、濕度、溫度等的環(huán)境參數(shù)，估計檢測距離測量，接頭溫度受環(huán)境影響很大，容易把熱缺陷判斷失誤；其次，不一樣的設備，不一樣的材料熱特征各有不同的地方，在不一樣的環(huán)境下溫升允許也有不同，只是簡單的用這種辦法分析判斷熱的缺陷并不太方便也并不準確。  2.2.2 相對溫升法 采用這種方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響。它是通過分析相對溫差，對輸電線路熱缺陷進行分類。此種檢測方法是取得被測對象附近正常運行的導線或線路金具的最高溫度為參考溫度t2，被測量對象的溫度為t1，t0為環(huán)境參照體溫度(一般取大氣溫度)，根據(jù)(t1-t2)/(t1-t0)×100%來判斷熱缺陷情況。當計算結果大于等于95%時為緊急缺陷，大于等于80%時為重大缺陷，當計算結果大于等于35%時為一般缺陷。  3　遠紅外測溫技術在保定供電公司500kv輸電線路故障檢測中的應用  3.1 日常巡護 由紅外測試人員或操作人員應用程序的簡單活便攜式紅外熱像儀，操作設備并對其關鍵的部位進行紅外測溫并做好檢測記錄。  3.2 定期測量 以設備的重要性大小和程度為依據(jù)，做出設備的檢測周期，使用紅外熱像儀進行全面且詳細的紅外檢測并做好檢測記錄。  3.3 重點檢測 對發(fā)熱的接頭跟蹤測試，情況比較嚴重的設備需要連續(xù)跟蹤檢測并觀察其發(fā)展趨勢，以日常的定期的檢查和測量為基礎。  3.4 基礎維護 針對新投入運行的設備，當設備運行的狀態(tài)穩(wěn)定之后，主要是熱穩(wěn)定狀態(tài)，為達到掌握設備性能的目的，就需要對設備進行遠紅外檢測和記錄，得出設備的紅外測試數(shù)據(jù)，為以后分析和預測設備故障缺陷打下基礎。  4 結語  文章全文主要介紹了紅外測溫技術、紅外測溫技術在輸電設備上的應用和遠紅外測溫技術在保定供電公司500kv輸電線路故障檢測中的運用等三個方面，其中結合了保定供電公司500kv輸電線路的遠紅外測溫實例，驗證了遠紅外測溫技術在電力技術發(fā)展迅速的今天所具備的先進性和這種技術為500kv輸電線路狀態(tài)檢修提供精確參考數(shù)據(jù)的現(xiàn)實意義，這種技術的應用必將越來越廣泛。  參考文獻：  [1]何俊.《淺談電力設備紅外熱測溫技術》.  [2]劉俊慧.《遠紅外測溫在電氣設備上的應用》.  [3]李銀生.《紅外測溫技術在電力系統(tǒng)的應用》.  [4]崔雨，李鴻飛.《紅外測溫儀的原理與實際應用指南》.