架空高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的動脈,，其運行狀態(tài)直接決定電力系統(tǒng)的安全和效益,，在華東,、華中和廣東曾經(jīng)發(fā)生過高壓架空線路掉線事故,。而紅外檢測具有遠(yuǎn)距離、不停電,、不接觸,、不解體等特點，給電力系統(tǒng)線路狀態(tài)監(jiān)測提供了一種*手段,，但是目前我國對線路等的檢測經(jīng)驗還較少,，沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。為此,，本文就紅外熱像儀在線路紅外檢測時,，警界溫升法［1］和相對溫升法［2］的不足進(jìn)行了分析。結(jié)合試驗情況,，提出了溫差判別法,，并對高壓輸電線路缺陷情況進(jìn)行了探討。



1　高壓線路紅外檢測的故障判別方法


文［1］中提出用發(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(fù)荷電流下不同導(dǎo)線接頭過熱的警界溫升表,，當(dāng)被檢測點對環(huán)境溫度的溫升大于表中所規(guī)定的警界溫升時就認(rèn)為有缺陷，并按表中的警界溫升確定缺陷種類,，這種方法簡單,、直觀、實用性較強,，但是在線路紅外檢測時存在以下不足：



　　1）對于架空高壓輸電線路,，由于條件限制，不可能準(zhǔn)確測量線路周圍的環(huán)境溫度、濕度,、風(fēng)速以及檢測距離,，一般采用地面環(huán)境溫度、濕度,、風(fēng)速作線路的環(huán)境參數(shù),，估計檢測距離，這樣所測得的發(fā)熱點相對環(huán)境溫度的溫升存在誤差,，必然帶來熱缺陷判斷的誤差,；



　　2）對于高壓直流和交流線路，即使相同材料,、相同環(huán)境條件,，由于集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，在相同負(fù)荷電流情況下,，交流線路的發(fā)熱應(yīng)比直流嚴(yán)重,，而文［1］中只根據(jù)導(dǎo)線型號和負(fù)荷電流來規(guī)定警界溫升是有局限性的；



　　3）不同設(shè)備,、不同材料的發(fā)熱特性各不相同,，在不同條件下的允許溫升應(yīng)各不相同,，例如在有太陽輻射時,，會在被檢測對象上附加一定的溫升，這時的警界溫升顯然應(yīng)與沒有太陽輻射時的不一樣,，顯然,，簡單地采用這種方法來分析熱缺陷并不方便、準(zhǔn)確,。



　　《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》對電流致熱型設(shè)備的熱故障判別提出用相對溫升判斷法,，該方法通過分析相對溫差與接觸電阻的變化關(guān)系，依托電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》（DL/T596）中對接觸電阻的規(guī)定［3］,，確定了分析電流致熱型設(shè)備熱缺陷的相對溫升判據(jù),。這種方法從發(fā)熱的內(nèi)在原因出發(fā)確定判斷方法，克服了一些環(huán)境因素及負(fù)荷電流等對測量結(jié)果的影響,，對電力設(shè)備的紅外診斷具有指導(dǎo)性,，但是對于線路的紅外檢測，該判據(jù)存在不足：



　　1）目前我國還沒有對運行中的線路金具接觸電阻的定量的國家標(biāo)準(zhǔn),，該導(dǎo)則中所依托的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》中也無規(guī)定,，因此難以確定相對溫差判斷標(biāo)準(zhǔn)；



　　2）該導(dǎo)則和文［2］中對斷路器,、開關(guān)以外的所有其它導(dǎo)流設(shè)備的相對溫升判斷標(biāo)準(zhǔn)與隔離開關(guān)相同,，而隔離開關(guān)的接觸電阻要求與線路金具的接觸電阻要求不一樣；



　　3） 相對溫升法無法考慮太陽輻射引起的附加溫升,；



　　4）該導(dǎo)則同時也指出當(dāng)發(fā)熱點的實際溫升<10　K時,，相對溫差值與相對電阻偏差值會出現(xiàn)較大的分散性,，影響對設(shè)備缺陷的準(zhǔn)確判斷，而這種類型的熱缺陷在線路上占很大比重,；



　　5） 該導(dǎo)則認(rèn)為如負(fù)荷率接近100%,，就可以參照《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》（GB763—90）來執(zhí)行。



　　對于高壓架空輸電導(dǎo)線的發(fā)熱,，《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》（GB763—90）和《高壓直流架空送電線路技術(shù)導(dǎo)則》（DL436—91）要求鋼芯鋁絞線的zui高工作允許溫度為+70℃,，我國目前還沒有高壓交、直流線路金具發(fā)熱的國家標(biāo)準(zhǔn),，根據(jù)《電力金具通用技術(shù)條件（GB2314—85）,，電力金具的電氣接觸性能應(yīng)符合下列要求：



　　1） 導(dǎo)線接續(xù)處兩端點之間的電阻，應(yīng)不大于同樣長度導(dǎo)線的電阻,；



　　2） 導(dǎo)線接續(xù)處的溫升應(yīng)不大于被接續(xù)導(dǎo)線的溫升,；



　　3） 承受電氣負(fù)荷的所有金具，其載流量應(yīng)不小于被安裝導(dǎo)線的載流量,。



　　根據(jù)上述規(guī)則,，可以認(rèn)定在正常負(fù)荷運行情況下，接續(xù)管,、耐張線夾,、調(diào)整板、二線聯(lián)板等處的溫度應(yīng)與直流輸電線路的導(dǎo)線相同或比它小,，因此,，可以取被檢測對象附近正常運行導(dǎo)線的溫度作為參考溫度，即對于有熱缺陷的地方,，可以在離發(fā)熱點1　m遠(yuǎn)的地方取導(dǎo)線或線路金具的溫度作參考溫度,。



　　此時可采用溫差法來判斷：取被測對象附近1m遠(yuǎn)的地方正常運行的導(dǎo)線或線路金具的zui高溫度為參考溫度Ta，被測量對象的溫度為T,，ΔT＝T－Ta,，根據(jù)ΔT來判斷熱缺陷情況，這種方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響,。同時,，由于同向性，檢測距離,、環(huán)境溫度,、濕度、風(fēng)速等參數(shù)的不準(zhǔn)確性帶來的誤差也減小了,。



　　在對缺陷的判斷標(biāo)準(zhǔn)上,，考慮到：



　　1）對紅外熱像儀，有一定的測量誤差，如目前很*的AGEMA的THV570和Inframetrics的PM280,，它們的精度為±2%（讀數(shù)范圍）或±2℃,；



　　2）對于已經(jīng)運行很長時間的線路，由于壓接時對導(dǎo)線有損傷,，在長期運行中有腐蝕,、磨損，對于運行中的線路金具如接續(xù)管等,，我們認(rèn)為應(yīng)該有一個允許的溫升范圍,，而不一定要嚴(yán)格按GB2314—85的標(biāo)準(zhǔn)，即線路金具處的溫度不一定要比周圍正常運行導(dǎo)線的溫度低或相等,；



　　3）由于測量的誤差和參考點選取的隨機性,，選取的參考點溫度就有一定變化范圍，從理論分析和實際觀測結(jié)果來看,，這個溫度范圍<2℃,；



　　4）由于實際的環(huán)境條件千差萬別，使任何紅外熱像儀都不能給出與檢測現(xiàn)場的實際情況吻合的普適的修正方案,，再加上紅外熱像儀要求輸入的修正測量溫度的環(huán)境參數(shù)有誤差,，因此測量結(jié)果有一定誤差。



　　綜上分析,，并參考有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外經(jīng)驗,，在滿負(fù)荷時（不是額定負(fù)荷時，一般的紅外熱像儀可折算到額定負(fù)荷）,，對高壓線路發(fā)熱判別取ΔT超過5℃時可認(rèn)為有輕微接觸隱患（一般熱缺陷）,，ΔT超過15℃即為重大缺陷,，ΔT超過40℃即為緊急缺陷,。由于測量等各方面的誤差，ΔT判斷缺陷界限值不是的,，要根據(jù)測量情況具體分析,。



　　按照上述判斷標(biāo)準(zhǔn)，在實際檢測中判斷熱缺陷效果較好,，需要指出的是,，由于目前國內(nèi)無相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，對輸電線路紅外檢測的經(jīng)驗還很少,，處在摸索階段,，有待進(jìn)一步研究。



　　
2　高壓線路易發(fā)生缺陷部分及原因分析


　　根據(jù)大量紅外檢測結(jié)果來看,，高壓線路中線路金具的熱缺陷較多,，集中在耐張線夾、四分裂變?nèi)至堰B接導(dǎo)流板、跳線線夾,、接續(xù)管等機械連接部分,，見圖1～6。圖1中參考點溫度38℃,，zui高溫度265℃,；圖2參考點溫度38℃，zui高溫度92℃,；圖3參考點溫度24℃,，zui高溫度60.9℃；圖4參考點溫度17℃,，zui高溫度24.5℃,；圖5參考點溫度22.8℃，zui高溫度27.5℃,；圖6參考點溫度25℃,，zui高溫度35.4℃。







圖1調(diào)整板,、二線連板,、耐張線夾多處過熱　圖2間隔棒與跳線連接處過熱　圖3耐張線夾過熱







圖4　直線接續(xù)管過熱　　圖5　四變?nèi)龑?dǎo)流板過熱　　圖6　四變?nèi)龑?dǎo)流板過熱



從我們對葛南直流高壓線路的紅外檢測結(jié)果來看，抽查了14個耐張塔和部分導(dǎo)線段的接續(xù)管,，共發(fā)現(xiàn)20個缺陷點,，其故障概率如表1所示。
　　


表1　葛南直流線路紅外檢測情況統(tǒng)計


熱缺陷部位
缺陷點 占總?cè)毕蔹c的百分比/%
耐張線夾 6 30
四變?nèi)龑?dǎo)流板 4 20
調(diào)整板 3 15
接續(xù)管 3 15
間隔棒 1 5
其它 3 15



造成過熱的原因為：



　　1）氧化腐蝕,。由于外部熱缺陷的導(dǎo)體接頭部位長期裸露在大氣中運行,，長年受到日曬、雨淋,、風(fēng)塵結(jié)露及化學(xué)活性氣體的侵蝕,，造成金屬導(dǎo)體接觸表面嚴(yán)重銹蝕或氧化，氧化層都會使金屬接觸面的電阻率增加幾十倍甚至上百倍,；



　　2） 導(dǎo)線接頭松動,。導(dǎo)體連接部位在長期遭受機械震動、抖動或在風(fēng)力作用下擺動,，使導(dǎo)體壓接螺絲松動,；



　　3） 安裝質(zhì)量差。a） 如接頭緊固件未緊到位,；b） 安裝時緊固螺絲上下未放平墊圈或彈簧墊圈,，受氣溫?zé)崦浝淇s的影響而松動；c）線夾與導(dǎo)線接續(xù)前未清刷,，沒有涂電力復(fù)合脂,，或復(fù)合脂封閉不好,，使潮氣侵入造成氧化使接觸電阻變大而發(fā)熱；d）鋁導(dǎo)線與銅接點連接未加銅鋁過渡接頭,；e） 線夾結(jié)構(gòu)不好,，導(dǎo)線在線夾端口受傷斷股；f）線夾大小與導(dǎo)線不配套,，輸電線連接點前后截面及導(dǎo)流能力不匹配,；g） 線夾結(jié)構(gòu)造成的磁滯渦流損耗發(fā)熱。



3　結(jié)論與建議


　　a.用溫差法判別架空輸電線路熱缺陷是一種較適用,、合理的方法,。



　　b.加強導(dǎo)體監(jiān)督，導(dǎo)體和絕緣是電力系統(tǒng)中*的兩部分,，導(dǎo)體是電力系統(tǒng)的動脈,，導(dǎo)體（如線路金具、導(dǎo)線,、接頭等）的性能直接決定電力系統(tǒng)安全和送電性能,。長期以來，電力系統(tǒng)一直比較重視絕緣監(jiān)督,，絕緣事故越來越少,，而對導(dǎo)體監(jiān)督就缺乏有力的管理和技術(shù)上的檢測手段，對導(dǎo)體的運行水平就不如絕緣那樣心中有數(shù),；紅外熱像儀給我們提供了一種方便有效的導(dǎo)體監(jiān)督手段,；



　　c.從大量檢測結(jié)果來看，采用爆壓的線路金具故障率比采用液壓的高很多,，如廣東高壓線路接續(xù)金具采用液壓后,，故障率明顯下降；