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浅谈输电线路中红外测温技术的应用

2020-12-29王维孟杨耿张翔计志恒

中国电气工程学报 2020年6期
关键词:红外运维输电线路

王维孟 杨耿 张翔 计志恒

摘要:现如今随着我国社会经济的快速發展,人们生活水平的不断提高,各行各业对电能的需求量也在持续不断增加,这就使得电力设备承载的负荷也越来越沉重,所以要系统化的管理和升级变电运维工作,以此有效的提升电能的稳定性和安全性。其中,红外测温技术和传统的缺陷检测技术相比较而言,可以及时和准确的掌握变电设备的运行情况,提升了变电设备的工作效率,使其更加安全和稳定,因此我们需要不断的深入研究红外测温技术在变电运维工作中的应用。

关键词:输电线路;运维;红外;测温技术

1输电线路红外测温的重要性

输电线路在电力系统中的任务是负责输送电能,它将发电厂、变电站和变压器连成一体,将电能输送到全国各地,是连接各大变电站、变压器,以及千家万户的重要纽带。输电线路的安全高效运行,直接关系到整个电力系统的稳定,如果输电线路遭到破坏,那么电能就无法输送,从而导致整个电力系统的瘫痪。而输电线路大多数架设在户外,很容易受到各种损坏,如:各种恶劣天气的影响,洪水、滑坡等自然灾害的威胁,以及人为因素的破坏。近年来发生的输电线路设备故障中,由于设备发热缺陷发现不及时,引发的事故有增长的趋势。为确保输电线路持续稳定运行,避免各种设备故障的发生,红外热成像技术很长时间里在电力系统中得到了广泛的应用。红外热成像系统具有不接触、不停运、不取样、不解体的特点,能够全面反映设备表面的温度分布,并且操作简便,安全可靠。

2输电线路运维中红外测温方法

2.1绝对温差法

此种方法主要是按照相应的标准规定对于高压输电线路的运行情况进行相应检测。对于现阶段的高压输电线路来说,只有确保线路内部的钢芯绞线处在70℃以下的温度情况下才能够确保高压输电线路的正常工作。但是从目前来看,我国高压输电线路的运行标准中缺少对直流线路和交流线路金属器发热的明确划分,因此需要相应电力部门通过电力工具的通用技术进行分析才能够明确电气设备的接触性能。主要可以从如下两方面来表现:一方面是要将导线两点间的电阻值控制在同等长度导线电阻值之下,一方面是要将导线的温度值控制在接线位置线路升温数值之下。从上述两方面内容可知,高压输电线路在正常负荷的情况下运行时,输电线路的温度需要≤直流电的温度。所以在通过红外测温技术进行检测时,要充分参考周边正在运行的导线温度数值,特别要加强被测量导线线路温度的测试,将其作为重要的参考。之后要对存在缺陷的数值实施计算,利用此种方式能够有效解决环境因素对于测量的影响问题。

2.2警戒升温法

此种方法主要是使得输电线路的发热部分温度上升,利用对温升情况的判定来准确检测高压输电线路运行故障情况。对于不同的交流电来说,输电线路的导线在接头位置的温升大体是相似的,所以对于高温热度情况的判定就相对准确。需要注意的是,警戒温升法在输电线路检测中具有某些局限性,在具体应用过程中要给与足够的关注。主要体现在如下两方面:一是输电线路会受到非常多因素的影响,周围环境的改变会直接影响输电线路的运行情况,特别是温度、湿度、风速等内容。所以在具体应用时,更多是通过数值设定的参考值和地面实际温度、湿度以及风速进行对比,以此来得到最终检测的结果;另外,输电线路在运行过程中常常会受到周边环境的影响,在负荷通过线路时所产生的热现象会比直流线路热现象更加的明显。

3红外测温的技术要点分析

1)红外测温技术是将计算机信息处理技术和运维检测的内容进行充分结合来实现输电线路温度的测量以及保护,所以红外测温技术在具体应用中要关注如下几点:在输电线路运维中应用红外测温技术时,由于物体在实际运动中会产生非常剧烈的红外感应光波,所以变电运维系统需要将红外测温和变电运维管理的智能化系统进行充分结合。一旦输电线路中某个位置发生故障问题,相应的电流应用光波就会产生非常大的红外光波波动图,这样就可以对输电线路中的故障进行及时准确的反馈。另外,在输电线路运维中应用红外测温技术,也可以通过变电运维前期和运维后期红外测温图的检验过程进行红外光谱对比分析,例如:我国某地变电运维系统采用红外测温技术进行变电运维分析,变电运维管理人员通过对电力运维系统的红外检验数据进行分析,为当地电力供应系统提供了保障。

2)在输电线路运维中应用红外测温技术可以有效提升电力供应系统自动检修的技术能力。传统输电线路运维系统更多采取的是人工检修为主、系统检验为辅的运维方式,所以输电线路系统的检验就要通过较大规模的停电来进行。此种检测方式对于社会经济发展十分不利,会造成非常大的经济损失。在输电线路运维系统中应用红外测温技术能够直接对输电系统中的每个部分实施外部扫描检验,这样就能够有效解决以往输电系统运维大规模停电所造成的维修问题,从而不断推动输电系统自动检修系统的完善。

4基于红外测温技术的高效运维策略

4.1与特殊运行方式的关联

迎峰度夏或电网处于N-1运行方式期间,在运线路承载较平时更高的负荷电流,当负荷程度达到满负荷的80%以上,应在可预期的重负荷到来前,对线路全线的重点连接部位进行红外测温。对正常运行的500kV线路连接器及重要的220kV架空线路的重要连接器,应在每年迎峰度夏前进行一次检测。对于老旧、运行环境差,或存在固有缺陷的线路,在重负荷运行期间,应适当增加红外测温作业的频次与样本数。

4.2对新投运线路的管控

新投运的线路由于安装工艺、压接工艺等环节的影响,导线受压后易于在高长金属物体双股形原理的作用下,在连接器附近出现散股。散股后导线的基本结构受到破坏,容易出现局部过热的现象。同时,连接头中也可能存在不良连接,导致接触处电阻率升高,从而造成温度较其他部位偏高的过热缺陷。通常新投运线路要求运维单位在投运的一个月内进行一次全线重点连接部位的测温。

4.3后续的缺陷管理

电流致热设备在被红外测温作业确定其缺陷状况后,应持续关注其缺陷发展状态,视其缺陷级别及具体情况确定是否降低负荷电流进行事故规避,并尽快安排停电检修进行消缺。电压致热的设备应立即降低负荷电流,并安排其他测试手段进一步确定缺陷具体位置及性质,待性质得到确认后,立即安排消缺。

结束语

总而言之,红外测温技术随着电子技术的日趋完善,已逐渐与输电线路高效运维策略相融合,运用红外测温技术拓展运维思路,创新更灵活有效的运维策略,完善线路安稳运行条件是时代发展的需求。运用红外测温技术对线路设备进行检测,实现了非接触式测量,体现了遥测技术的理念,其灵敏度高、覆盖面大、用途广泛的特点很好地运用到了设备全生命周期管控的思路中,与设备风险管控原则及线路运维的先进理念相符合。基于红外测温技术的线路运维方式方法在未来将会具有越来越大的优势。

参考文献

[1]张文政.基于红外热成像技术的弓网温度检测研究[D].北京交通大学,2017.

[2]程丽鹏.红外热像仪的超高温度场测量技术研究[D].中北大学,2017.

[3]王悦磊.红外测温技术在变电站设备巡视中的应用研究[J].中国高新区,2017(09):93.

[4]陈一明.红外热像仪测温精度的研究[D].燕山大学,2017.

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