配电线路红外测温诊断

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[摘 要]红外测温诊断技术是一种诊断线路热缺陷的先进测温技术，它能及时发现、处理、预防重大事故的发生，具有远距离、不停电、不接触、不解体等特点，是一种先进的配电线路运行状态监测手段。本文首先对红外测温技术的原理进行了介绍，并结合实例对红外测温技术在配电线路状态检修中的应用进行了综合阐述，以期为相关人士提供参考。

[关键词]配电线路；红外测温；诊断

中图分类号：TP274.52；TM726 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0256-01

1.引言

随着社会经济的发展，对电力供应的安全性与可靠性也提出了更高的要求。因此，配电线路的检修方式也逐步由常规周期性检修转为状态检修，根据设备运行状况确定检修时间和检修方式，及时掌握配电线路和设备的运行状况尤为重要。红外线热成像仪正是目前常用的诊断仪器，它可以把被测设备表面温度热场分布转换为视频信号并以热图像的形式显示出来，为运行人员掌握设备运行状况或设备故障提供直观依据，有效提高运行人员发现和诊断故障的能力，对于保障供电与可靠性与安全性具有积极的促进意义。

2.红外测温诊断的方法

2.1 状态检修

状态检修是一项通过观察设备实际运行状态，判定设备是否需要检修与维护的先进设备管理模式。其主要立足于对配点线路的实时检测，并依据准确的状态监测结果，对设备运行状态进行掌控。由于配电线路状态检修起步较晚，现阶段主要是利用人工及检测仪表，对配电线路运行情况进行采集，并依照所收集到的参数信息，对当前设备运行状态进行科学地分析，为线路检修工作提供有效参考。当前，设备检测手段相对较少，仅包括配变负荷测量、避雷器泄漏电流测量、绝缘子零值测量等。但同时，红外测温技术作为一门相对成熟的技术，已经不断的应用于线路检修工作中，并逐渐显现出其作用。

2.2 红外测温

红外线就是一种电磁波，红外线的波长范围为0.78 pm～1000 pm，可见光的波长范围为 0.38 pm～0.78 pm。多项试验论证，当物体温度比绝对温度（-273 ℃）高时，其表面就会向外不断的发射辐射红外线。红外成像设备具体就是对物体表面所辐射的人眼不能看到的红外线的进行探测的一种设备，其表现的是温度场，也就是变电设备表面的红外辐射场。就电力设备本身来讲，红外测温故障检测与诊断的依据为通过对变电设备表面红外辐射信号的探测与诊断，对变电设备的热状态进行收集，并依据其特征、状态，对设备是否发生故障，及其故障位置、属性与程度的进行诊断。电力设备在正常工作中，因为电压、电流所导致的发热因素具体包括包电压效应与电流效应。如果电力设备在运行中某部位出现故障或存在缺陷时，该部位会随着温度变化出现异常情况。输配电线路上的压接管、导线、绝缘子、线夹、接头及其工作部件，在长期的工作中受风吹日晒、环境变化、有害气体腐蚀、污秽覆盖等环境因素的影响，使得设备出现接触不良、损坏及老化等状况，使得接触电阻、泄漏电流、介质损耗增大，致使电气设备局部出现发热，导致配电设备出现故障，严重的甚至会引起电网事故。

2.2.1电力设备故障

外部发热故障：以局部过热的形态向其周围辐射红外线，各种连接体、接头的热故障，其红外热图表现为以故障点为中心的热场分布。从设备的热图中能够对热故障的存在进行直观的判断，并依照温度分布情况对故障的部位进行精准定位，同时还能对故障严重程度进行判定。

内部发热故障：其发热过程通常较为稳定且持久，与故障点接触的气体、液体与固体形成辐射、对流和热传导，并以此形式将内部故障所造成热量向设备外壳逐渐进行传递，进而转变设备外表面的热场分布状况。热效应产生原因主要如下：

（1）介质损耗增大引起的发热。主要由电压效应所引起。因为绝缘介质的受潮、老化、劣化等原因，使得介质损耗引起发热现象。其发热功率 P=UICtanδ，其中 C为介质两端的等值电容。

（2）电阻损耗增大引起的发热。主要由电流效所引起。通常是因为导电回路的连接件、接头接触不良，引起接触电阻增大产生发热。其发热功率为 P = I2R，I 为流过电流，其中 R 为接触电阻。

（3）电压分布不匀造成的温度变化。大多因为电压型设备内部元器件存在故障，使得电压分布不均，引起设备温度变化异常。

（4）设备内部缺油造成的温度变化。大多因为设备内部漏油使得油位下降，这种情况通常会引起两种热效应：一种是缺油的油面处，因为上下介质存在差异，其热容系数也会有所差别，进而导致热场分布存在差异。另一种是因缺油而导致绝缘强度减弱，局部放电所造成的设备发热。

（5）铁芯和可导磁部位故障引起的发热。通常表现为磁滞涡流增大发热、磁回路不正常等。其具体是因为设计不当、绝缘不良等因素，导致局部漏磁与磁短路，引发局部过热。

3.红外测温诊断案例

3.1 实例1

测量日期：2016年4月20日；仪器型号：ThermaCAMP60；某变电线路杆配变C相低压桩头异常发热。在配电变压器带电运行状态下登高检查，观察到C相桩头因为发热导致严重老化，几乎快要烧坏，同时在C相桩头开始出现配变渗油状况，基于此及时将变压器调换处理。

3.2 实例2

测量日期：2016年1月17日；仪器型号：ThermaCAMP60；测量结果：某配电线路3号杆油纸电缆头A相电缆终端异常发热，利用红外测温检查发现电缆头A相终端发热温度达108°。初步分析：因为电缆终端瓷套内缺油，导致局部放电，绝缘强度降低，导致瓷套表面热异常及设备内部发热。停电后打开电缆终端头上端盖之后发现瓷套内填充油量明显不足。通过过填充绝缘油与更换终端头的应力锥，三相绝缘电阻基本平衡，带负荷后再次进行红外测温，原有异常发热现象消失。

3.3 实例3

测量日期：2015年11月14日；仪器型号：Ther-maCAMP60；测量结果：某配电线路穿墙套管C相桩头异常发热145℃。通过线路停电检修，对故障电定点检修时发现该穿墙桩头的固定螺丝没有紧固好，徒手也可以拧动，接触电阻明显增大，是一起典型的因电流效应造成的电阻损耗型发热故障。

4.红外测温诊断的作用

电力设备不一样不同或相同配电设备的不同部位，由于工作原理存在差异，故障起因及表现形式又会有所不同。有些是以气味异常、声音异常、形状变形等不同形式进行表现，其中设备故障最常见的特征为温度异常，通过红外测温诊断方法对热缺陷进行的检测，可以把持设备正常供应的状态下及时发现配电设备的故障先兆与事故隐患，并立即采取相应的行之有效的解决方案，以减少配电设备的故障发生率，从而保障设备运行的可靠性、稳定相安全性。夏季期间为城区停电频发时间段，供电负荷持续增高，配电线路设备在高负荷、高温环境下运行，条件十分严峻。通过红外热像仪，对重负荷杆变、重负荷线路进行跟踪测量，采取有针对性的测量手段，其中易发热的如变电电缆终端头、所穿墙套管桩头、SI 系列螺栓型线夹、异型并沟线夹等容易发热的电气设备进行测量。利用红外测温技术能够对重负荷运行状态下的配电设备发热异常情况进行及时掌控，具有广阔的应用前景。

5.结束语

红外测温技术的应用，可以及时监测设备的温度和温升情况，不仅可以减少运行设备的故障发生率，而且有针对性地组织设备检修，大大降低设备的检修费用。随着红外测温技术的发展以及红外测温设备的不断改进，红外线测温技术会在电力设备运行维护中将得到更广泛

运用。不但配电设备的故障起着有效的预防作用，且有利于配电设备检修工作的开展。

参考文献

[1]马英龙.红外测温技术在配电线路状态检修中的应用[J].华夏电力.2010 （03）.