红外热像检测诊断技术在输电线路上的应用

摘要：文章介绍了红外热像检测诊断技术在输电线路的应用情况，并对电流致热型、电压致热型输电设备故障的热像特征和红外诊断进行了分析，以及时发现并消除线路中存在的隐患，提高输电线路供电的可靠性。

关键词：红外热成像检测；热像特征；红外诊断；输电线路

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0051-02

利用红外热像检测诊断技术对输电线路设备开展红外检测，具有不接触、不停电、远距离等特点，通过简单的培训，作业人员就能使用红外检测仪器对输电线路设备进行红外测温，利用红外检测仪器分析输电线路设备运行状态信息，对设备中潜在的故障或事故隐患、具体位置和严重程度做出判断。红外检测作为一种先进、有效、简便的监测，可以及时了解输电线路设备现状，有效查找故障原因，并能预测设备未来状态，近年来电力系统大力推广应用红外热像检测输电线路设备。

1 线路导线接头或连接金具故障的红外诊断

1.1 线路导线接头或连接金具故障诊断

线路导线接头或连接金具（耐张线夹、接结管、修补管、并沟线夹、跳线线夹、T型线夹、设备线夹）故障，属于外部缺陷，电流致热型缺陷，因为接头截面积大于导线截面积，在运行状态下，良好的导线接头通常只有很低的接触电阻，接头或连接处不会产生高温过热，而当导线接头存在的接触电阻大于导线电阻，在电流作用而引发发热，一旦接头与相邻导线温度相同或高于邻近导体温度，则表明该接头已出现故障，造成线路接头不良连接的主要原因包括：氧化腐蚀；导线接头松动；安装质量差等原因。

1.2 线路导线接头或连接金具故障的热像特征及诊断判别

（1）线路导线接头或连接金具热像特征为以线夹和接头为中心的热像，热点明显。（2）《架空送电线路运行规程》（DL/T741-2001）4.4规定，接续金具温度高于导线温度10℃时，即认为有热缺陷，应进行处理。（3）实际操作时，取连接器附近1米远处的导线温度作为参考温度to，再测量连接器的温度t，两者差值即为温差△t。当△t大于等于10℃时，即认为有热缺陷，应查明原因，进行处理。相对于取环境温度作为基准温度来测量温升的方法，该方法可以消除太阳辐射造成的附加温升的影响。（4）检测时应尽量在线路负荷较大时进行，由于电流的大小决定温度的高低，因此电流致热型设备的检测最好在高负荷或满负荷下进行，一般不低于额定负荷的30%，以免因通过导线连接器电流过小，发热不严重而导致温差法误判，实际检测时最好采用相对温差法进行校核，减少低负荷下的缺陷漏判。

2 绝缘子故障的红外诊断

输电线路上的电压致热型主要设备有绝缘子和线路避雷器，电压致热主要由泄漏电流决定，受湿度、雨雪、风速等影响较大，电压致热型设备的检测最好在负荷较小，温度大的天气中进行，电压致热型设备特点是致热效应主要由电压所引起，而与负荷电流没有关系。

2.1 输电线路绝缘子故障

目前输电线路绝缘子主要有瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、合成绝缘子。瓷质绝缘子故障主要是指绝缘电阻劣化（低值绝缘子和零值绝缘子），瓷质绝缘子零值、劣质泄漏电流引起的发热，由于瓷质绝缘子在线路中劣化和零值不易检测，以前采用的方法是火花间隙放电叉或绝缘子串电压分析仪，但这些方法劳动强度大、安全性差效率低、准确性不高，而零值绝缘子造成的事故往往非常严重，因而运用红外检测和诊断输电线路绝缘子是非常重要的。合成绝缘子故障主要是绝缘的内部缺陷，由于密封不良渗水，在性能良好部位与绝缘性能已损坏部分的交界处产生发热，而且合成绝缘子随着运行年限的增加，也会出现严重的老化现象，使其机械和电气性能下降，若不及时更换，很有可能导致绝缘子断裂事故发生。绝缘子表面污秽，因绝缘子受到粉尘或工业污染物污染，在雾或毛毛雨的条件下污秽表面上形成一层湿润膜，形成导电膜后绝缘子的表面爬电泄露电流增大，在绝缘子盘面污秽部位出现发热。

2.2 劣化绝缘子和污秽绝缘子的热像特征及诊断判别

（1）低值绝缘子在运行中的热像特征是以钢帽为发热中心的热像（亮如灯笼），其比正常绝缘子温度高，相邻绝缘子温差很小。因为低值绝缘子温度随着阻值减小而增加，凡检测中发热类似热像者，相应绝缘子应判别为低值不合格绝缘子。（2）零值绝缘子的热像特征是与相邻良好绝缘子相比呈暗色调（负温升）的热像，其发热温度比正常绝缘子要低。现场检测时，凡发现绝缘子串中温度分布不连续，且有暗色调的热像者，可判为零值绝缘子。（3）合成绝缘子的热像特征是绝缘子芯棒整体或局部温度升高，由于绝缘子密封不良渗水，芯棒受潮，护套严重老化后，绝缘电阻下降所致电阻损耗发热，发热点多集中在靠近高压端一侧。（4）绝缘子出现表面污秽时，其本身绝缘电阻及分布电压与在气候干燥条件下并无太大改变。但当严重污秽时，因瓷瓶表面污秽层使表面电阻降低，通过瓷表面的爬电泄露电流明显增加，从而导致瓷盘温升增高。因此，污秽严重的绝缘子热像特征是瓷盘温升明显高于无污秽绝缘子瓷盘温升的热像。这里与低值绝缘子有区别，低值绝缘子的发热最亮点是在钢帽处（内部钢帽与钢脚之间穿透性泄露电流增大或介损增大所致），而污秽绝缘子最热点在瓷盘上（表面爬电泄露电流增大所致）。（5）一旦绝缘子串出现某种内部或外部缺陷，根据发热情况，可判断其有无缺陷，可判断缺陷的类型和具体位置。根据温升的大小，可判断缺陷的严重程度。

3 高压架空输电线路故障诊断实例及原因分析

实例：2013年03月20日对110kV武十乙线进行红外检测时，发现#2中相导线小杆侧耐张线夹测得线夹最高温度为73.9℃，温差57.8℃（图1），通过安排检修人员上塔检查，发热原因为耐张线夹螺栓松动引起的电阻性发热（图2），采取停电检修时打磨线夹接触面再紧固螺栓的处理方法，并通过复测处理结果进行对比，确保缺陷正常消除。

图1 武十乙线#2中相耐张线夹发热

图2 线夹螺栓松动引起的发热

4 结语

红外热像检测诊断技术在检测输电线路导线接续金具以及绝缘子缺陷发现方面起着极其重要的作用，并且效果显著，有利于及时发现并消除线路存在的隐患，提高输电线路供电的可靠性。

参考文献

[1] 电力设备红外检测诊断图谱及应用规范[S].上海市电力公司，2004.

[2] 带电设备红外诊断技术应用导则（DL/T664-1999）[S].

[3] 带电设备红外诊断应用规范[S].北京：电力出版社，2008.

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