摘 要:本文主要介绍了红外线检测方法及缺陷的定义;介绍了目前成功开展的项目;介绍了开展检测的项目管理工作;及多年实践研究中得出的现场红外检测的关键因素。
前言:红外检测技术能够在电网输电设备运行状态下,迅速、形象的发现发热点及其严重程度。该检测技术能够快速、准确的巡检出包括金具、复合绝缘子等各种线路设备内部过热故障,为保障电网的安全运行发挥了巨大的作用。
关键词:红外检测研究
中图分类号:TN216文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0014-02
1 红外线检测方法、判断标准及缺陷定义
1．1 红外检测方法的确定
由于红外线热成像受人员素质和环境因素影响较大,必然带来热缺陷的判断误差。在检测工作中应加强管控,降低消极因素影响,提高积极因算影响,保证检测效果。
DL/T664-2008《带电设备红外诊断技术应用导则》(以下简称《导则》)规定电流型致热设备的缺陷类型用相对温差值来判断,即两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。相对温差δt,可用下式求出:
式中:和T1——发热点的温升和温度;和T2——正常相对应点的温升和温度;
T0——环境温度参照体的温度。
这种方法从发热的内因出发,克服了一些环境因素及负荷电流的影响,有较大的指导价值,但对一般的热缺陷数值不直观,具有一定的局限性。
根据多年积累的经验,同类比较判断法在高压输电线路上的初步检测较为适合,即根据故障热点同相导线或线夹温度的相对差,来判断故障情况,能够在现场简单、快速的判断缺陷,适合现场一线工人使用。
T1——发热点的温度;
T2——正常相对应点的温度;
初步缺陷判断后,再对热成像图象及历史数据比较进行综合分析,为缺陷定性及处理提供决策［1］。
1．2 检查判断标准
联结金具温度:根据《架空送电线路运行规程》中规定,接续金具温度高于导线温度10℃,跳线联板温度高于导线温度10℃,应进行处理。导线表面温度:规程规定导线允许发热的温度为70℃。1980年,苏联国际大电网会议认为,从导线的耐热角度,钢芯铝绞线可以采用150℃,但为了避免接头氧化而损坏,在连续运行的条件下,温度必须不超过70℃。复合绝缘子:正常复合绝缘子串的温度分布差别很小,所以当发现绝缘子串某部分有较明显的温升即应视为缺陷［2］。
1．3 缺陷的定义
根据多年的经验,建议缺陷的定义为:一般缺陷:导线、导线连接器或引流线联板过热温度不超过该点外一米处导线温度10℃,即＜10℃(做好记录,加强监视)。严重缺陷:导线、导线连接器或引流线联板过热温度超过该点外一米处导线温度10℃,即≥10℃;复合绝缘子串部分有较明显的温升,温差在2℃以上的,即≥2℃。危急缺陷:指过热点最高温度超过设备规程规定的最高允许温度,即T1≥70℃;复合绝缘子串部分有较明显的温升,温差在10℃以上的,即≥10℃。
2 红外线检测项目
2．1 复合绝缘子的检测
电网复合绝缘子的内部缺陷检测缺乏手段,曾发生多起接头过热、脆断的及绝缘子闪络故障,造成导线掉线事故。经实验表明,复合绝缘子出现内部缺陷后,一般都出现了由于局部放电,造成该部位温度升高现象,红外线检测技术能够及时准确的发现该类型缺陷。
复合绝缘子故障特征:过热部分的棒芯积污明显,其他部分积污一般,尤其是远离过热的伞裙较干净。高压端过热部分的伞裙老化严重,尤其是过热的棒芯护套结成砖状硬块。经过解剖发现过热部分硅橡胶老化严重,很容易撕裂,棒芯表面已经粉化。过热部分已经丧失憎水性,其他部分还能结珠。
2．2 瓷质绝缘子的检测
《架空送电线路运行规程》规定,悬式绝缘子绝缘电阻小于500MΩ为劣质绝缘子。理论认为,当劣质绝缘子为低绝缘电阻值时,它的发热功率大于正常绝缘子的发热功率,其温升比正常绝缘子高,其红外线图象绝缘子钢帽应呈明亮色。
但在多年实际检测中发现,利用红外线仪较难检测出零低值绝缘子。分析为,现场散热较快;零值绝缘子在绝缘子串的不同部位,分布电压影响较大;测试距离、背景、天气及绝缘子表面反射等因素影响。
2．3 金具的检测
现场检测经验表明,金具过热原因有施工造成的金具连接不良,导线接头连接不好,螺栓没有压紧;线夹结构或施工不慎等原因使导线在线夹断口受伤断股;导线接头氧化腐蚀,使接触部位连接电阻过大而发热;线夹或导线内部结构不好产生涡流效应发热。通过红外热像检测,从热图像中,便可直观地判断运行设备是否存在热故障,并且根据温度分布可准确地确定热故障的位置,检修时就能有的放矢,进行重点处理。根据经验,缺陷主要在耐张线夹、跳线线夹、接续管等连接金具。
3 红外线检测项目管理
红外检测在实践中要利用有效的管理方法对检测项目有效管理,提高和改善管理人员的工作效率,实现管理的有效控制,确保人员、设备安全。
3.1 组织管理
运行单位作为红外检测的项目实施单位,应将检测过程分为计划(制定检测的管理制度、范围原则、进度计划、团队建设)、控制(进度、成本、质量)、执行(指导与管理检测执行)、收尾四个过程,根据它们的内在联系,设计流程,使线路检修过程形成闭环管理。
3.2 进度管理
制定输电线路红外检测的进度计划,在实施的过程中检查实际进度是否按计划要求进行,通过不断进行进度监控,掌握进度计划的实施状况,对出现的偏差分析原因,采取调配人员、调整测试时间等措施,使项目按预定的进度目标进行。
3.3 成本管理
成本管理是为了保障检测实际使用的资源如车辆、人员适当并且不超过预定计划的管理过程。制定输电线路红外检测合理配置计划,做好经济效益分析,通过全过程成本管理,使检测工作能够达到预定工作量和工期要求的同时优化资源配置,保证检测作业不影响其它工作。
3.4 质量管理
在质量方面领导和控制组织的协调活动,围绕着使检测工作质量能满足电网不断发展的要求,而开展的策划、组织、计划、实施、检查和监督、审核等所有管理活动的总和。运行单位应做好检测质量管理,建立质量保证体系,制定质量控制标准,质量管理组织、特别对安全质量控制进行研究。
3.5 风险管理
开展输电线路红外检测项目风险分析和风险对策的研究,从不同视角对检测作业项目存在风险作出分析,例如人身安全、培训不足、检测质量、设备损坏、资源不足等,将项目风险降到最低。形成事后设备状态的分析评估报告用于下一周期的计划依据。
3.6 评估总结
做好评估总结,把实际工作情况与计划不断比较以提炼经验教训,对采用红外检测方式后设备的运行状态进行分析,为下一周期检修的计划提供依据［3］。
4 红外线检测关键因素
距离的影响:远距离应加长焦镜头,一般应选用7度或12度镜头后基本能满足现场要求。根据经验,一般12度镜头有效距离为20-30m,7度镜头有效距离应控制在40m内使用。
天气的影响:现场热成像测试应避免严重的雨、雪、雾等天气。选用仪器应有大气条件的修正模型,可将大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数输入,进行修正,并选择适当的测温范围。
背景的影响:对比同一点在阳光下及日落后的测试结果,表明室外检测不必须在不见阳光的情况下进行,但必须保证其测试时不是阳光最强烈的中午,且测试角度不能正对阳光,不能有强光反射到仪器上。
被测物体材料辐射率的影响:在现场实际测量中必须按要求设置不同被测物体的反射率。(可参考下列数值选取:瓷套类选0.92,带漆部位金属类选0.94,金属导线及金属连接选0.9)。
仪器使用应注意的问题:应注意将仪器放置有暖气的室内,在运送途中,及上塔期间应将仪器放置在保温包内(并在包内放置温度计,保证温度大于5℃)。
检测管理应注意的问题:红外检测是状态检修的重要部分,鉴于其对检测计划、进度、质量、人员、装备及数据管理的要求较高,在实践中要利用有效的管理方法对检测项目有效管理,提高和改善管理人员的工作效率,实现管理的有效控制,确保人员、设备安全。
5 结语
红外线热成像检测能够在输电设备运行状态下,迅速、形象地显示设备的运行状态,明确的发现发热点及其严重程度。
红外线热成像检测对金具过热尤其是导线线夹、导线接头过热检测最为有效,对复合绝缘子老化过热检测也较为成功,但根据现场经验,对劣化瓷绝缘子检测较为困难。
红外线热成像检测中受人员素质及环境因素影响较大,必然带来热缺陷的判断误差。所以在检测中必须通过加强全过程项目管理,采用正确的检测方法,避免人员素质、环境因素影响,降低检测数据的误差。
参考文献
[1]DL 664-2008带电设备红外诊断应用规范.
[2]DL/T 741-2001 架空送电线路运行规程.
[3]程铁信,李敏杰,郭涛.项目管理理论方法与实践.北京:中国电力出版社,2008.
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