1 前言
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)測提供了一種先進手段，但是目前我國對線路等的檢測經(jīng)驗還較少，沒有相應(yīng)的國家標準。為此，根據(jù)現(xiàn)場使用情況結(jié)合試驗，提出了絕對溫差判別法，并對高壓輸電線路缺陷情況進行了探討。
2 故障分析
輸電線路常見事故多由設(shè)備過熱引起, 電氣設(shè)備熱故障分外部熱故障和內(nèi)部熱故障。外部熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因，在大電流作用下，接頭溫度升高，接觸電阻增大，惡性循環(huán)造成隱患。此類故障占外部熱故障的90%以上。內(nèi)部熱故障是指
封閉在固體絕緣、油絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的故障。電氣設(shè)備內(nèi)部熱故障的特點是故障點密封在絕緣材料或金屬外殼中，如電纜，內(nèi)部熱故障一般都發(fā)熱時間長而且較穩(wěn)定，與故障點周圍導(dǎo)體或絕緣材料發(fā)生熱量傳遞，使局部溫度升高，因此可以通過檢測其周圍材料的溫升來診斷高壓電氣設(shè)備（如電纜）的內(nèi)部故障。
由于發(fā)生熱故障的線路多為6kV以上,因此我們著重討論高壓輸電線路的發(fā)熱故障。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)要求鋼芯鋁絞線的最高工作允許溫度為+70℃，我國目前還沒有高壓交、直流線路金具發(fā)熱的國家標準，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。
3 紅外檢測辦法
《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)標準《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，確定了分析電流致熱型設(shè)備熱缺陷的相對溫升判據(jù)。
根據(jù)上述規(guī)則，可以認定在正常負荷運行情況下，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1m遠的地方取導(dǎo)線或線路金具的溫度作參考溫度。
此時可采用絕對溫差法來判斷： 取被測對象附近1m遠的地方正常運行的導(dǎo)線或線路金具的最高溫度為參考溫度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、風速等參數(shù)的不準確性帶來的誤差也減小了。
結(jié)合近幾年的檢測經(jīng)驗，按溫升的大小，可分為輕微、一般和嚴重三種。ΔT在10℃以內(nèi)理解為輕微故障； ΔT在10℃~20℃規(guī)定為一般故障； ΔT在20℃以上理解為嚴重故障。
電力系統(tǒng)現(xiàn)在普遍采用的是使用紅外測溫儀和紅外熱像儀進行檢測。市場常見紅外測溫儀器有美國的3I系列和HAS-201系列以及日本的IR-020 4T。由于以上儀器造價較高，嚴重影響了紅外檢測儀器的普及使用。因此迫切需要高性價比、操作簡單的紅外測試儀器。英國SCAN系列紅外溫度掃描儀有效地解決了這些問題。該儀器特有的紅外溫度掃描技術(shù)，快速簡單查找隱患故障點，已被世界各地越來越多的電氣工程師采用。
4 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。統(tǒng)計近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個數(shù)據(jù)，可以看到線夾和刀閘觸頭的熱故障占整個外部熱故障的77%，它們的平均溫升約在30℃左右，其它外部接頭的平均溫升在20-25℃之間。
4.1造成過熱的原因
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，受氣溫熱脹冷縮的影響而松動； 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。
4.2解決對策
1)金具質(zhì)量。變電所母線及設(shè)備線夾金具，根據(jù)需要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動熱穩(wěn)定性能，應(yīng)符合設(shè)計要求。特別是設(shè)備線夾，應(yīng)積極采用先進的銅、鋁擴散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品，堅決杜絕偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運行。
2)防氧化。設(shè)備接頭的接觸表面要進行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)的凡士林。
3)接觸面處理。接頭接觸面可采用銼刀把接頭接觸面嚴重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值： 銅質(zhì)不超過原截面的3%，鋁質(zhì)不超過5%。
4)緊固壓力控制。部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區(qū)，認為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續(xù)增加不當?shù)膲毫?，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。因此進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時，應(yīng)用力矩板手進行緊固,以防壓力過大。
5)工藝程序。制定連接點安裝的技術(shù)規(guī)范程序。根據(jù)造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規(guī)程。安裝時，嚴格按照規(guī)程進行。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。
6)檢測措施。對于運行設(shè)備，運行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤，導(dǎo)體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。
隨著紅外檢測技術(shù)的普及提高，更加先進測試儀器的出現(xiàn)，輸電線路故障的查找將更加快速簡單，從而保障電力系統(tǒng)安全有效地運行。
參考文獻
郭賢珊： 李 煒 蔡漢生《高壓輸電線路紅外檢測初探》
周志敏： 《電氣設(shè)備熱故障分析及對策》
（轉(zhuǎn)載）
