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[摘 要]红外线技术在高压输电线路检测中的应用主要是通过红外热像仪。本文简单介绍了红外热像仪的检测技术原理以及其工作原理，分析了红外热像仪常用的缺陷辨别方法以及其检测结果的影响因素。
[关键词]输电线路；红外线；检测技术
中图分类号：TM726.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0186-01
红外热像仪利用红外线热感应特性配置特制测温仪对设备表面发出的红外辐射信息进行探测，从而判断设备状况并找出设备缺陷。红外热像仪能不接触、不停电并快速的对高压输电线路进行大面积检测，对提高高压输电线路的可靠性运行意义重大同时保障了线路的经济性运行，大大降低了线路维护成本。因此，对高压输电线路中红外线技术进行全面分析兼具现实意义和理论意义。
1 高壓输电线路设备红外线技术应用与检测技术原理
1.1 红外热像仪成像原理分析
自然界所有温度高于-273.15℃的物体都会辐射红外线（电磁波的组成部分，波长为0.75-1000μm，由波长介于0.75-2.0μm之间的近红外线、波长介于2.0-25μm之间的中红外线、波长介于25-1000μm的远红外线三部分组成）。红外热像仪可将肉眼不可见的物体温度经由红外线表现成肉眼可辨的红外热图。其成像原理是：红外探测器对探测目标与背景之间的红外线强度进行测定，通过红外线强度差异可得出红外线分布图，即热像图。
1.2 红外热成像的特性分析
自然界中存在最广泛的辐射为热红外线辐射，一切温度高于绝对零度的物体都在无时不刻的辐射红外线。红外线辐射的波长因物体温度变化而不同，通常温度越高的物体其自发辐射红外线波长越短，反之温度越低的物体其辐射红外线波长越长。热红外特性主要有两点。第一，红外线分为近红外线、中红外线、远红外线三部分，其中近红外线可被大气层和云雾等吸收，而有“红外大气窗口”之称的中红外线（3-5μ）和远热红外线（8-14μm）却完全可穿透大气层和云雾等障碍。人们利用这两种电磁波段的特性在肉眼难以正常视物环境以夜视镜等器械做到清晰视物。第二红外辐射能量随物体表面温度变化而变化，红外外辐射这一特性可对物体采用非接触方式进行热感应测量，为高压输电线路检测提供了一个新更安全、更便捷的诊断方式，红外热像仪也成为高压输电线路检测较高效的诊断工具。
1.3 红外热像仪的工作原理分析
由于温度高于绝对零度（-273.15？C）的物体都会辐射红外线，电力系统中各种设备运行时产生电流热效应而对外辐射较强红外线。受运行时长、负荷强度、外因干扰破坏等因素的影响，高压输电线路常出现电阻增大或电流过强而导致的高压设备和线路热反应异常或电力系统过热故障。热反应异常的部位和过热故障点较常态辐射出更强红外线。红外热像仪工作流程：红外热像仪接收电力设备辐射红外线→光学成像透镜汇聚→红外探测焦平面接收→光电探测器光电转换模块转换处理→热像仪监视器显示热像图。通过对目标设备的热像图分析既可找出该设备潜在的故障点，诊断出电力设备的缺陷。如图1
2 红外线技术在高压输电线路的诊断方法
2.1 诊断项目
高压电力系统红外热成像诊断项目主要包括：1电缆头引流板等螺丝松动形成的过热2线路导线接头压接管3导线断股4架空线路杆塔上的引流线夹、跳线夹、耐张线夹5电缆头套管和线路避雷器等伞裙盐密过大导致的沿面闪络发热等。
2.2 常用的缺陷辨别方法
高压输电线路中红外线技术辨别缺陷方法主要有两种。第一，警界温升法。警戒温升法通过发热点较环境温度的温升进行缺陷判断。警戒温升法将各负载电流下的不同导线接口进行细分管理，为不同元件设定不同温升值。当被监测点较环境温度温升值大于其设定值即判定有缺陷。警戒温升法的优点在于实用而直观，但实际运用中发现其缺陷判定容易受日照、雷雨等影响，其结果存在误差大、准确性低等缺点。第二，相对温升法。相对温升法以被测目标同环境下正常运行的线路部件或导线的最高温度为参照，对被测目标进行缺陷判别。其运算公式为：
式中δt为结果，为被测目标的最大温升，为相邻正常运行参照物最大温升，为被测目标温度，为相邻正常运行参照物温度，为环境温度。相对温升法可消除日照造成的高压输电线路部件温升，提升了红外热像仪检测缺陷判别结果的准确性。
3 影响红外测温结果在输电线路热缺陷检测中准确性的因素
第一，杆塔结构对红外热像仪测量结果的影响。高压输电线路杆塔主要为角钢组成的复杂型架结构，杆塔型架组合密集，在实际红外测温中杆塔复杂的结构和过密的武钢组件时常阻碍探测工作开展，对红外热像仪判别结果影响较大。
第二，杆塔金具材料对红外热像仪测量结果的影响。杆塔金具在使用过程中被氧化或污染情况时有发生，红外测量固定按照材料性质表的比辐射率对线路实际运作中的金具进行比辐射率进行判别，容易产生误差，影响测量结果。
针对上述的因素，笔者提出以下几点改善建议：
第一，改善温差判别方法，进一步提高判别结果的正确性、稳定性。
第二，充分利用红外热像仪，加强对高压输电系统中导体的监督，确保电力安全、稳定送达。
第三，采用性能更稳定、检测更方便的高压线路金具。
第四，在线路安装施工上要加强管理。加强线路安装施工管理，合理设立杆塔，改进杆塔结构。
第五，高度重视机械荷载承受强度大的部件，对其进行密切关注便于发现异常及时进行处理。
第六，海拔较高地势复杂的山区高压杆塔地面巡查难度大，可尝试直升飞机、遥感等便于山区巡查的新红外检测方式。
4 结语
电力工业在我国经济发展的进程中占有及其重要的地位，我国商业发展与基础建设水平正呈直线上升阶段，高压输电线路也随之大面积铺设，形成了范围宽广、路线错综的高压线路网，对庞大的高压输电设备进行巡视检修成为一大难题。只有不断简化高压输电线路巡检方式、改善线路巡检装备才能准确诊断其缺陷并减少损失，适应国家生产生活需求。
参考文献：
[1] 韦舒天，周兵.红外线检测技术在高压输电线路中的应用[J].湖州师范学院学报，2010，S1：167-169.
[2] 黄晓君.浅析高压输电线路的检修与维护[J].中国高新技术企业，2014，27：117-118.
[3] 岳灵平.高压输电线路红外检测探析[J].湖州师范学院学报，2006，S1：59-62.
[4] 张庆静，耿辉.红外线成像仪在高压输电线路中的应用[J].科技创新与生产力，2011，02：100-101.
[关键词]输电线路；红外线；检测技术
中图分类号：TM726.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0186-01
红外热像仪利用红外线热感应特性配置特制测温仪对设备表面发出的红外辐射信息进行探测，从而判断设备状况并找出设备缺陷。红外热像仪能不接触、不停电并快速的对高压输电线路进行大面积检测，对提高高压输电线路的可靠性运行意义重大同时保障了线路的经济性运行，大大降低了线路维护成本。因此，对高压输电线路中红外线技术进行全面分析兼具现实意义和理论意义。
1 高壓输电线路设备红外线技术应用与检测技术原理
1.1 红外热像仪成像原理分析
自然界所有温度高于-273.15℃的物体都会辐射红外线（电磁波的组成部分，波长为0.75-1000μm，由波长介于0.75-2.0μm之间的近红外线、波长介于2.0-25μm之间的中红外线、波长介于25-1000μm的远红外线三部分组成）。红外热像仪可将肉眼不可见的物体温度经由红外线表现成肉眼可辨的红外热图。其成像原理是：红外探测器对探测目标与背景之间的红外线强度进行测定，通过红外线强度差异可得出红外线分布图，即热像图。
1.2 红外热成像的特性分析
自然界中存在最广泛的辐射为热红外线辐射，一切温度高于绝对零度的物体都在无时不刻的辐射红外线。红外线辐射的波长因物体温度变化而不同，通常温度越高的物体其自发辐射红外线波长越短，反之温度越低的物体其辐射红外线波长越长。热红外特性主要有两点。第一，红外线分为近红外线、中红外线、远红外线三部分，其中近红外线可被大气层和云雾等吸收，而有“红外大气窗口”之称的中红外线（3-5μ）和远热红外线（8-14μm）却完全可穿透大气层和云雾等障碍。人们利用这两种电磁波段的特性在肉眼难以正常视物环境以夜视镜等器械做到清晰视物。第二红外辐射能量随物体表面温度变化而变化，红外外辐射这一特性可对物体采用非接触方式进行热感应测量，为高压输电线路检测提供了一个新更安全、更便捷的诊断方式，红外热像仪也成为高压输电线路检测较高效的诊断工具。
1.3 红外热像仪的工作原理分析
由于温度高于绝对零度（-273.15？C）的物体都会辐射红外线，电力系统中各种设备运行时产生电流热效应而对外辐射较强红外线。受运行时长、负荷强度、外因干扰破坏等因素的影响，高压输电线路常出现电阻增大或电流过强而导致的高压设备和线路热反应异常或电力系统过热故障。热反应异常的部位和过热故障点较常态辐射出更强红外线。红外热像仪工作流程：红外热像仪接收电力设备辐射红外线→光学成像透镜汇聚→红外探测焦平面接收→光电探测器光电转换模块转换处理→热像仪监视器显示热像图。通过对目标设备的热像图分析既可找出该设备潜在的故障点，诊断出电力设备的缺陷。如图1
2 红外线技术在高压输电线路的诊断方法
2.1 诊断项目
高压电力系统红外热成像诊断项目主要包括：1电缆头引流板等螺丝松动形成的过热2线路导线接头压接管3导线断股4架空线路杆塔上的引流线夹、跳线夹、耐张线夹5电缆头套管和线路避雷器等伞裙盐密过大导致的沿面闪络发热等。
2.2 常用的缺陷辨别方法
高压输电线路中红外线技术辨别缺陷方法主要有两种。第一，警界温升法。警戒温升法通过发热点较环境温度的温升进行缺陷判断。警戒温升法将各负载电流下的不同导线接口进行细分管理，为不同元件设定不同温升值。当被监测点较环境温度温升值大于其设定值即判定有缺陷。警戒温升法的优点在于实用而直观，但实际运用中发现其缺陷判定容易受日照、雷雨等影响，其结果存在误差大、准确性低等缺点。第二，相对温升法。相对温升法以被测目标同环境下正常运行的线路部件或导线的最高温度为参照，对被测目标进行缺陷判别。其运算公式为：
式中δt为结果，为被测目标的最大温升，为相邻正常运行参照物最大温升，为被测目标温度，为相邻正常运行参照物温度，为环境温度。相对温升法可消除日照造成的高压输电线路部件温升，提升了红外热像仪检测缺陷判别结果的准确性。
3 影响红外测温结果在输电线路热缺陷检测中准确性的因素
第一，杆塔结构对红外热像仪测量结果的影响。高压输电线路杆塔主要为角钢组成的复杂型架结构，杆塔型架组合密集，在实际红外测温中杆塔复杂的结构和过密的武钢组件时常阻碍探测工作开展，对红外热像仪判别结果影响较大。
第二，杆塔金具材料对红外热像仪测量结果的影响。杆塔金具在使用过程中被氧化或污染情况时有发生，红外测量固定按照材料性质表的比辐射率对线路实际运作中的金具进行比辐射率进行判别，容易产生误差，影响测量结果。
针对上述的因素，笔者提出以下几点改善建议：
第一，改善温差判别方法，进一步提高判别结果的正确性、稳定性。
第二，充分利用红外热像仪，加强对高压输电系统中导体的监督，确保电力安全、稳定送达。
第三，采用性能更稳定、检测更方便的高压线路金具。
第四，在线路安装施工上要加强管理。加强线路安装施工管理，合理设立杆塔，改进杆塔结构。
第五，高度重视机械荷载承受强度大的部件，对其进行密切关注便于发现异常及时进行处理。
第六，海拔较高地势复杂的山区高压杆塔地面巡查难度大，可尝试直升飞机、遥感等便于山区巡查的新红外检测方式。
4 结语
电力工业在我国经济发展的进程中占有及其重要的地位，我国商业发展与基础建设水平正呈直线上升阶段，高压输电线路也随之大面积铺设，形成了范围宽广、路线错综的高压线路网，对庞大的高压输电设备进行巡视检修成为一大难题。只有不断简化高压输电线路巡检方式、改善线路巡检装备才能准确诊断其缺陷并减少损失，适应国家生产生活需求。
参考文献：
[1] 韦舒天，周兵.红外线检测技术在高压输电线路中的应用[J].湖州师范学院学报，2010，S1：167-169.
[2] 黄晓君.浅析高压输电线路的检修与维护[J].中国高新技术企业，2014，27：117-118.
[3] 岳灵平.高压输电线路红外检测探析[J].湖州师范学院学报，2006，S1：59-62.
[4] 张庆静，耿辉.红外线成像仪在高压输电线路中的应用[J].科技创新与生产力，2011，02：100-101.