遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)在500kV輸電線路上的應(yīng)用

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摘要：遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)作為一種測(cè)量書店線路熱缺陷的測(cè)溫技術(shù)，能夠即時(shí)的查出并預(yù)防嚴(yán)重事故的產(chǎn)生，還具有不斷電，距離遠(yuǎn)，不接觸的優(yōu)點(diǎn)，是輸電線路狀態(tài)監(jiān)控的一種先進(jìn)的方法。這種遠(yuǎn)紅外測(cè)控檢修線路狀況技術(shù)的運(yùn)用，使在線路的檢修過(guò)程中對(duì)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(duì)保定供電公司500kv輸電線路狀態(tài)檢修過(guò)程中遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)的運(yùn)用做初步的研討。 

關(guān)鍵詞：測(cè)溫  遠(yuǎn)紅外  影響  輸電線路  1 紅外測(cè)溫技術(shù)  1.1 紅外基礎(chǔ)理論 所謂紅外技術(shù)是一種技術(shù)科學(xué)，它的主要內(nèi)容涉及紅外輻射產(chǎn)生，傳播，轉(zhuǎn)換，測(cè)量和最后的實(shí)際運(yùn)用。按常規(guī)我們把紅外分為遠(yuǎn)，中，近三種。其中遠(yuǎn)紅外指的是20-1000微米的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)是3.0-20微米被稱為中紅外；而0.73-3.0微米的波長(zhǎng)被稱為近紅外。而遠(yuǎn)紅外技術(shù)便被運(yùn)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(duì)溫度在零度以上，就會(huì)因自身分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生紅外輻射。而物體的輻射功率信號(hào)經(jīng)過(guò)紅外探測(cè)器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，信號(hào)又被成像設(shè)備精確的輸出，相應(yīng)的被掃描物體的空間分布和模擬對(duì)象表面的溫度，把電子系統(tǒng)擴(kuò)散到屏幕上，最后獲得的熱像圖就與物體表層熱分布相對(duì)應(yīng)。運(yùn)用這種辦法，就達(dá)到了進(jìn)行目標(biāo)的溫度測(cè)量及成像最后對(duì)結(jié)果進(jìn)行判斷分析的目的。  1.2 紅外測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展歷程 開辟人類運(yùn)用紅外技術(shù)廣闊道路的是英國(guó)物理學(xué)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(shù)發(fā)展打下基礎(chǔ)的是德國(guó)，在第二次世界大戰(zhàn)里，德國(guó)研發(fā)紅外通信設(shè)備及活動(dòng)夜視鏡，就把紅外變像管作為光電裝置。  瑞典公司在20世紀(jì)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(shè)備，它就是在紅外巡視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了溫度函數(shù)。  第一套工業(yè)實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)由aga公司研發(fā)，那時(shí)正處于20世紀(jì)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(dǎo)致了設(shè)備使用起來(lái)很不方便，但是通過(guò)不斷的幾代儀器的改進(jìn)，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(cè)量，修改，分析，采集圖像，最后存儲(chǔ)等眾多功能集于一身的熱像儀，而這臺(tái)設(shè)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(guó)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(shù)（fpa）轉(zhuǎn)做民用及商用，這種熱像儀的技術(shù)功能更加先進(jìn)，它的結(jié)構(gòu)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(biāo)圖像指對(duì)準(zhǔn)確，掃描信息便會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)在設(shè)備的pc卡片上，結(jié)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(jìn)行分析數(shù)據(jù)及修改，在最后就可以直接得到檢驗(yàn)結(jié)果報(bào)告。  1.3 紅外測(cè)溫儀器的分類  1.3.1 紅外點(diǎn)溫儀 紅外點(diǎn)溫儀所測(cè)量的是平均溫度值，是以某一點(diǎn)的溫度作為圓心的某一區(qū)域的值。它的特點(diǎn)是，總體體積更小，重量更輕，攜帶起來(lái)更方便，同時(shí)，操作也更簡(jiǎn)單。但是卻存在一定缺陷，它只可以測(cè)量點(diǎn)或區(qū)域的溫度，而不能測(cè)量設(shè)備的溫度分布，無(wú)法提供測(cè)量圖像，在很大程度上限制了測(cè)溫的精密度及距離。所以這種測(cè)溫儀僅適用于比較低的測(cè)溫需求。  1.3.2 紅外熱電視 熱電視運(yùn)用熱釋斷電攝像管作為探測(cè)器件，探測(cè)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(diào)制方式。這種紅外熱電視彌補(bǔ)了點(diǎn)溫儀不可以成像的缺點(diǎn)，能夠現(xiàn)場(chǎng)查找熱點(diǎn)分布?？墒怯捎谧陨砑夹g(shù)發(fā)展的局限，比起紅外熱像儀來(lái)要有一定差距，這種差距表現(xiàn)在測(cè)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(jì)算機(jī)和探測(cè)技術(shù)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(shuí)又能想到最初的紅外熱像儀需要液氮制冷、光機(jī)掃描成像，其重量能達(dá)到30公斤，可以稱之為龐然大物?，F(xiàn)在的熱像儀適合更高要求的測(cè)溫場(chǎng)合，且具有圖像清晰、測(cè)溫精確、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，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(guò)測(cè)量及判斷設(shè)備的紅外輻射信號(hào)，進(jìn)而獲取的設(shè)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(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，最后顯示出設(shè)備有故障及無(wú)故障的特征。  2 紅外測(cè)溫技術(shù)在輸電設(shè)備上的應(yīng)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(guò)此種材料能夠承受的最高值或溫升超過(guò)40℃。但從外觀檢驗(yàn)就能看見比較嚴(yán)重的燒傷的痕跡，熱像圖非常明顯。這個(gè)缺陷必須立即修復(fù)，因?yàn)樗赡軙?huì)導(dǎo)致在任何時(shí)候突發(fā)事故。  2.1.2 嚴(yán)重型熱缺陷 這種缺陷對(duì)設(shè)備運(yùn)行是一個(gè)非常嚴(yán)重的威脅，它指的是設(shè)備溫度上升了20℃-40℃范圍內(nèi)，或?qū)嶋H的溫度在60℃-80℃之間，或是傳輸設(shè)備相間溫差范圍為1.5-2.0倍，熱像特征明顯，導(dǎo)致嚴(yán)重的缺陷即熱損傷，此種缺陷應(yīng)當(dāng)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(jī)測(cè)量?jī)H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(shè)備有一定的溫度上升，檢查負(fù)載電流超標(biāo)的原因，并且加強(qiáng)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?yàn)椴僮鞑划?dāng)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(zhì)量、設(shè)計(jì)缺陷等影響因素，都會(huì)引起設(shè)備接觸不良、損壞及老化，最后不可避免的導(dǎo)致介質(zhì)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(shí)發(fā)現(xiàn)并排除這些隱患，最終會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的故障或者事故，更嚴(yán)重的后果是可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)擴(kuò)大事故。  2.2　輸電線路熱缺陷檢測(cè)方法  2.2.1 警界溫升法 這種方法實(shí)用性很強(qiáng)、直觀、比較簡(jiǎn)單，它是通過(guò)發(fā)熱點(diǎn)相對(duì)環(huán)境溫度的溫升來(lái)判斷熱缺陷，并給出了對(duì)不同負(fù)荷電流下不同導(dǎo)線接頭過(guò)熱的警界溫升表，被認(rèn)定為有缺陷的標(biāo)準(zhǔn)就是被監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)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(shí)際的應(yīng)用中也有不足：第一，不能準(zhǔn)確的測(cè)量環(huán)境的風(fēng)速、溫度、濕度及探測(cè)的距離，這都是有因?yàn)楦邏杭芸站€受環(huán)境影響，一般會(huì)采用地面環(huán)境風(fēng)速、濕度、溫度等的環(huán)境參數(shù)，估計(jì)檢測(cè)距離測(cè)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(shè)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(jiǎn)單的用這種辦法分析判斷熱的缺陷并不太方便也并不準(zhǔn)確。  2.2.2 相對(duì)溫升法 采用這種方法可以消除太陽(yáng)輻射造成的附加溫升的影響。它是通過(guò)分析相對(duì)溫差，對(duì)輸電線路熱缺陷進(jìn)行分類。此種檢測(cè)方法是取得被測(cè)對(duì)象附近正常運(yùn)行的導(dǎo)線或線路金具的最高溫度為參考溫度t2，被測(cè)量對(duì)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(lái)判斷熱缺陷情況。當(dāng)計(jì)算結(jié)果大于等于95%時(shí)為緊急缺陷，大于等于80%時(shí)為重大缺陷，當(dāng)計(jì)算結(jié)果大于等于35%時(shí)為一般缺陷。  3　遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)在保定供電公司500kv輸電線路故障檢測(cè)中的應(yīng)用  3.1 日常巡護(hù) 由紅外測(cè)試人員或操作人員應(yīng)用程序的簡(jiǎn)單活便攜式紅外熱像儀，操作設(shè)備并對(duì)其關(guān)鍵的部位進(jìn)行紅外測(cè)溫并做好檢測(cè)記錄。  3.2 定期測(cè)量 以設(shè)備的重要性大小和程度為依據(jù)，做出設(shè)備的檢測(cè)周期，使用紅外熱像儀進(jìn)行全面且詳細(xì)的紅外檢測(cè)并做好檢測(cè)記錄。  3.3 重點(diǎn)檢測(cè) 對(duì)發(fā)熱的接頭跟蹤測(cè)試，情況比較嚴(yán)重的設(shè)備需要連續(xù)跟蹤檢測(cè)并觀察其發(fā)展趨勢(shì)，以日常的定期的檢查和測(cè)量為基礎(chǔ)。  3.4 基礎(chǔ)維護(hù) 針對(duì)新投入運(yùn)行的設(shè)備，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)穩(wěn)定之后，主要是熱穩(wěn)定狀態(tài)，為達(dá)到掌握設(shè)備性能的目的，就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)紅外檢測(cè)和記錄，得出設(shè)備的紅外測(cè)試數(shù)據(jù)，為以后分析和預(yù)測(cè)設(shè)備故障缺陷打下基礎(chǔ)。  4 結(jié)語(yǔ)  文章全文主要介紹了紅外測(cè)溫技術(shù)、紅外測(cè)溫技術(shù)在輸電設(shè)備上的應(yīng)用和遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)在保定供電公司500kv輸電線路故障檢測(cè)中的運(yùn)用等三個(gè)方面，其中結(jié)合了保定供電公司500kv輸電線路的遠(yuǎn)紅外測(cè)溫實(shí)例，驗(yàn)證了遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)在電力技術(shù)發(fā)展迅速的今天所具備的先進(jìn)性和這種技術(shù)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(shí)意義，這種技術(shù)的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛。  參考文獻(xiàn)：  [1]何俊.《淺談電力設(shè)備紅外熱測(cè)溫技術(shù)》.  [2]劉俊慧.《遠(yuǎn)紅外測(cè)溫在電氣設(shè)備上的應(yīng)用》.  [3]李銀生.《紅外測(cè)溫技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用》.  [4]崔雨，李鴻飛.《紅外測(cè)溫儀的原理與實(shí)際應(yīng)用指南》.