引言

近年來,珠海市居民的用電需求日益增大,對輸電線路的安全供電要求也越來越高,紅外測溫成為了一種常規(guī)的輸電線路運行檢測手段。當運維人員發(fā)現線路耐張接頭異常發(fā)熱時,應對該故障進行快速識別及處理,以確保輸電線路的安全、經濟運行。

1事件經過

2017年5月,珠海局輸電線路一班對220kV煙琴甲乙線進行日常紅外檢測,發(fā)現220kV煙琴甲線N4大號側中相導線上線與下線耐張線夾的鋼錨與U環(huán)連接處異常發(fā)熱,如圖1所示。中相導線下線引流板斷裂分開,如圖2所示。

圖1煙琴線中相導線耐張接頭異常發(fā)熱

圖2中相導線下線引流板斷裂分開

2缺陷原因分析及故障排查

運維人員根據《帶電設備紅外診斷應用規(guī)范》,對引起該設備缺陷的根源及干擾因素進行了分析探討。

2.1環(huán)境影響

環(huán)境影響主要包括陽光直射、附近熱輻射源、高峰負荷等。

若該異常發(fā)熱點是受到陽光直射干擾,則巡檢人員站在現場不同角度進行多次紅外測溫,結果僅顯示該處異常發(fā)熱,因此將該干擾因素排除:

若該處附近有熱輻射源,則該線路其他兩相應該也會受其影響,出現異常發(fā)熱,結果僅顯示該處異常發(fā)熱,因此該干擾因素排除:

若該處附近有高峰負荷,通過實時分析判斷法,對該故障點不同時間段進行紅外檢測時,發(fā)現溫度前后基本相同。對該線路三相進行紅外檢測時,結果顯示,僅該處溫度出現明顯異常,因此該干擾因素排除。

2.2檢測視角影響

由于受現場地形限制,在現場對故障處進行紅外檢測時,出現引流板與耐張管處重疊的現象,給故障的精確判斷帶來一定難度。檢測人員立即使用最新紅外診斷技術一紅外無人機特巡,通過不同角度對故障處進行紅外測溫圖像采集,再結合同類比較判斷法、圖像特征判斷法等不同診斷方法,推斷故障點發(fā)熱異常的原因。機巡測溫結果顯示:該處的引流板與耐張管兩者溫度有突變情況,如圖3所示,且發(fā)現該發(fā)熱處的中相下線引流板斷裂分開。因此,初步推斷該故障處溫度異常與中相下線引流板斷裂有關。

圖3引流板與耐張管的溫度突變

2.3設備內部影響

在初步推斷耐張接頭異常發(fā)熱與引流板斷裂有關后,再進一步推理求證。

導線、耐張接頭、引流板的發(fā)熱均屬于電流致熱型,即當電流通過該回路時才會發(fā)熱。由圖2可知,導線的引流線板斷開后,沒有電流通過,因此無人機紅外檢測到的溫度為陽光輻射溫度:由于下線的引流板已斷開,電流不能通過引流板直接流至跳線,其電流路徑從下導線鋼錨到三角聯板,再到上線鋼錨,最后通過引流板流至跳線。桿塔金具上鋼錨處發(fā)熱如圖4所示。由于鋼錨與U型掛環(huán)均屬于環(huán)形連接,電流通過的接觸面相對于其他螺栓小,根據電阻公式R=oL/s可知,接觸面積s減少,則接觸電阻R越大。再根據電能公式0=I2R,同一電流通過時,接觸電阻變大,則通過該導體接觸面的電能增大,最終導致異常發(fā)熱。因此,紅外無人機檢測到的耐張管溫度實際上為陽光輻射和電流發(fā)熱兩者疊加后的溫度。耐張管發(fā)熱異常的主要原因是線路中相下線引流板斷裂引起的。

圖4桿塔金具上鋼錨處發(fā)熱

3缺陷確定及消缺

在確定了設備發(fā)熱的根源后,運維人員結合《帶電設備紅外診斷應用規(guī)范》《廣東電網公司設備缺陷管理規(guī)定》,根據電氣設備管理缺陷等級的定義、劃分及處理的相關要求,繪制了電氣設備消缺流程圖,如圖5所示。

根據圖5確定該線路耐張接頭異常發(fā)熱為"緊急缺陷",紅外檢測人員根據現場作業(yè)條件,采取以下處理舉措:

首先,向部門上報缺陷并得到許可后,使用帶電作業(yè)工作票來到現場處理,通過帶電作業(yè)方式對上下導線加裝引流線:其次,對斷開的引流板進行加固,防止隨意擺動:最后,使用紅外無人機對該故障點進行測溫驗收,待該缺陷消除后結束工作票,并在班后會上進行匯報。經過相關處理后,220kV煙琴線初步恢復正常運行,同時,班組制定了特巡計劃,定期加強實時跟蹤復測,待年/月度停電計劃再安排處理。

4紅外診斷技術的改進

以往巡檢人員對線路桿塔金具進行紅外測溫時,通常使用手持式紅外測溫儀。當發(fā)現桿塔金具溫度異常時,初步判斷該故障處附近可能受到環(huán)境影響,如陽光直射干擾、熱輻射源干擾等。往往在現場地面通過不同角度進行紅外測溫,再結合同類比較判斷法、相對溫差判斷法等輔助方法判斷,若該故障點溫度均顯示異常,則根據缺陷等級劃分,上報處理。該診斷手段存在不足之處:(1）由于現場地面條件限制,該方法往往不夠靈活,容易對設備缺陷造成誤判:(2）增加人力、物力成本,加大電網運行風險。比如本案例中,若采用傳統(tǒng)紅外診斷技術,當判斷該異常發(fā)熱點為緊急缺陷時,經常申請停電處理。

使用先進的紅外無人機對電氣設備故障進行檢測,取代傳統(tǒng)手持式人工紅外測溫方法,具有以下幾方面優(yōu)勢:

(1）減少人力成本。傳統(tǒng)手持式人工紅外測溫,必須到線路桿塔附近才能精確測溫。紅外無人機可以快速到達現場。

(2）降低人身風險。以往檢測人員來到線路桿塔周圍進行紅外測溫時,現場存在高空墜物風險,而使用先進的紅外無人機則消除了該風險隱患。

(3）降低電網停電風險。以往發(fā)現緊急缺陷后,往往申請停電消缺,電網風險增大,而使用紅外無人機巡檢,可以更加精確判斷出設備故障點及其缺陷等級,減少不必要的停電檢修。

5結語

運維人員通過使用先進的紅外無人機對電氣設備發(fā)熱異常情況進行檢測,工作效率得到了極大提升,為后續(xù)輸電線路金具異常發(fā)熱的快速診斷提供了先進技術,大幅減少了原紅外測溫及停電消缺檢修的人力成本和時間成本,同時降低了紅外測溫過程中人員及設備的安全風險。