远红外测温技术在500kV输电线路上的应用

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摘要：远红外测温技术作为一种测量书店线路热缺陷的测温技术，能够即时的查出并预防严重事故的产生，还具有不断电，距离远，不接触的优点，是输电线路状态监控的一种先进的方法。这种远红外测控检修线路状况技术的运用，使在线路的检修过程中对用户的影响降低到了最低，还确保了供电线路的较少断电，甚至是不断电。以下，对保定供电公司500kv输电线路状态检修过程中远红外测温技术的运用做初步的研讨。 

关键词：测温  远红外  影响  输电线路  1 红外测温技术  1.1 红外基础理论 所谓红外技术是一种技术科学，它的主要内容涉及红外辐射产生，传播，转换，测量和最后的实际运用。按常规我们把红外分为远，中，近三种。其中远红外指的是20-1000微米的波长。波长是3.0-20微米被称为中红外；而0.73-3.0微米的波长被称为近红外。而远红外技术便被运用到了河北保定供电公司500kv输电线路的检修上。只要物体的绝对温度在零度以上，就会因自身分子运动而产生红外辐射。而物体的辐射功率信号经过红外探测器转化成电信号，信号又被成像设备精确的输出，相应的被扫描物体的空间分布和模拟对象表面的温度，把电子系统扩散到屏幕上，最后获得的热像图就与物体表层热分布相对应。运用这种办法，就达到了进行目标的温度测量及成像最后对结果进行判断分析的目的。  1.2 红外测温技术的发展历程 开辟人类运用红外技术广阔道路的是英国物理学家f•w•赫胥尔，他发现了外线，那是在1800年。而为红外技术发展打下基础的是德国，在第二次世界大战里，德国研发红外通信设备及活动夜视镜，就把红外变像管作为光电装置。  瑞典公司在20世纪60年代的初期成功的研发了红外热像仪，即第二代aga红外成像设备，它就是在红外巡视系统的基础上增加了温度函数。  第一套工业实时成像系统由aga公司研发，那时正处于20世纪60年代中期，此套系统是有液氮制冷，供电电源电压为110v，重量大概是35千克，导致了设备使用起来很不方便，但是通过不断的几代仪器的改进，1986年研发除了可以使用电池电源，不用液态氮或高压气体热电冷却的红外热像仪。而仅在此后两年的1988年便研发出把温度测量，修改，分析，采集图像，最后存储等众多功能集于一身的热像仪，而这台设备的总重不超7千克，并且仪器的总体功能，可靠性及精确性等方面都显著地提高了。  美国公司成功开发的一款新红外热像仪—ccd是其第一次将军事技术（fpa）转做民用及商用，这种热像仪的技术功能更加先进，它的结构属于焦平面阵列类型，这种仪器的重量也大大的减少，低于2000克，操作也更加便捷，只要用仪器把目标图像指对准确，扫描信息便会自动存储在设备的pc卡片上，结束所有的操作之后剩余工作就可以回到室内，借助软件进行分析数据及修改，在最后就可以直接得到检验结果报告。  1.3 红外测温仪器的分类  1.3.1 红外点温仪 红外点温仪所测量的是平均温度值，是以某一点的温度作为圆心的某一区域的值。它的特点是，总体体积更小，重量更轻，携带起来更方便，同时，操作也更简单。但是却存在一定缺陷，它只可以测量点或区域的温度，而不能测量设备的温度分布，无法提供测量图像，在很大程度上限制了测温的精密度及距离。所以这种测温仪仅适用于比较低的测温需求。  1.3.2 红外热电视 热电视运用热释断电摄像管作为探测器件，探测器件接收到由物体发出的红外线，处理后成像。这其中包括平移、瞬变或是斩波的调制方式。这种红外热电视弥补了点温仪不可以成像的缺点，能够现场查找热点分布。可是由于自身技术发展的局限，比起红外热像仪来要有一定差距，这种差距表现在测温的精度、图像分辨率等诸多方面。  1.3.3 红外热像仪 伴随着计算机和探测技术的发展，现在的红外热像仪非制冷、平面成像，十分精巧且携带方便总重低于2公斤，而谁又能想到最初的红外热像仪需要液氮制冷、光机扫描成像，其重量能达到30公斤，可以称之为庞然大物。现在的热像仪适合更高要求的测温场合，且具有图像清晰、测温精确、灵敏度高等优点，更重要的是操作更加容易，更方便携带。  1.3.4 红外热像仪原理 通过测量及判断设备的红外辐射信号，进而获取的设备的热状态特征，随后依据这些特征的热状态和恰当的标准，最后显示出设备有故障及无故障的特征。  2 红外测温技术在输电设备上的应用  2.1 输电线路热缺陷  2.1.1 紧急型热缺陷 最高温度超过此种材料能够承受的最高值或温升超过40℃。但从外观检验就能看见比较严重的烧伤的痕迹，热像图非常明显。这个缺陷必须立即修复，因为它可能会导致在任何时候突发事故。  2.1.2 严重型热缺陷 这种缺陷对设备运行是一个非常严重的威胁，它指的是设备温度上升了20℃-40℃范围内，或实际的温度在60℃-80℃之间，或是传输设备相间温差范围为1.5-2.0倍，热像特征明显，导致严重的缺陷即热损伤，此种缺陷应当密切监视，要在条件允许下安排检修消除隐患。  2.1.3 一般型热缺陷 与红外摄像机测量仅有轻微的热像特性的情况有所不同，温度范围的10℃到20℃和相同的操作条件下的传输设备有一定的温度上升，检查负载电流超标的原因，并且加强跟踪。  2.1.4 输电线路热缺陷产生的原因 线夹、绝缘子、压接管和其他类型的裸露的工作部件因为操作不当以及表面腐蚀、脏污或是由于输电线路存在缺陷或缺陷及故障部位的温度出现异常，自然外界力量的作用，以及施工质量、设计缺陷等影响因素，都会引起设备接触不良、损坏及老化，最后不可避免的导致介质损耗增加，接触电阻的增加和泄漏电流的增加，要是没有及时发现并排除这些隐患，最终会导致设备的故障或者事故，更严重的后果是可能会导致电网扩大事故。  2.2　输电线路热缺陷检测方法  2.2.1 警界温升法 这种方法实用性很强、直观、比较简单，它是通过发热点相对环境温度的温升来判断热缺陷，并给出了对不同负荷电流下不同导线接头过热的警界温升表，被认定为有缺陷的标准就是被监测点对环境温度的温升大于表中所规定的警界温升。但是这种办法在实际的应用中也有不足：第一，不能准确的测量环境的风速、温度、湿度及探测的距离，这都是有因为高压架空线受环境影响，一般会采用地面环境风速、湿度、温度等的环境参数，估计检测距离测量，接头温度受环境影响很大，容易把热缺陷判断失误；其次，不一样的设备，不一样的材料热特征各有不同的地方，在不一样的环境下温升允许也有不同，只是简单的用这种办法分析判断热的缺陷并不太方便也并不准确。  2.2.2 相对温升法 采用这种方法可以消除太阳辐射造成的附加温升的影响。它是通过分析相对温差，对输电线路热缺陷进行分类。此种检测方法是取得被测对象附近正常运行的导线或线路金具的最高温度为参考温度t2，被测量对象的温度为t1，t0为环境参照体温度(一般取大气温度)，根据(t1-t2)/(t1-t0)×100%来判断热缺陷情况。当计算结果大于等于95%时为紧急缺陷，大于等于80%时为重大缺陷，当计算结果大于等于35%时为一般缺陷。  3　远红外测温技术在保定供电公司500kv输电线路故障检测中的应用  3.1 日常巡护 由红外测试人员或操作人员应用程序的简单活便携式红外热像仪，操作设备并对其关键的部位进行红外测温并做好检测记录。  3.2 定期测量 以设备的重要性大小和程度为依据，做出设备的检测周期，使用红外热像仪进行全面且详细的红外检测并做好检测记录。  3.3 重点检测 对发热的接头跟踪测试，情况比较严重的设备需要连续跟踪检测并观察其发展趋势，以日常的定期的检查和测量为基础。  3.4 基础维护 针对新投入运行的设备，当设备运行的状态稳定之后，主要是热稳定状态，为达到掌握设备性能的目的，就需要对设备进行远红外检测和记录，得出设备的红外测试数据，为以后分析和预测设备故障缺陷打下基础。  4 结语  文章全文主要介绍了红外测温技术、红外测温技术在输电设备上的应用和远红外测温技术在保定供电公司500kv输电线路故障检测中的运用等三个方面，其中结合了保定供电公司500kv输电线路的远红外测温实例，验证了远红外测温技术在电力技术发展迅速的今天所具备的先进性和这种技术为500kv输电线路状态检修提供精确参考数据的现实意义，这种技术的应用必将越来越广泛。  参考文献：  [1]何俊.《浅谈电力设备红外热测温技术》.  [2]刘俊慧.《远红外测温在电气设备上的应用》.  [3]李银生.《红外测温技术在电力系统的应用》.  [4]崔雨，李鸿飞.《红外测温仪的原理与实际应用指南》.