论文部分内容阅读
摘要：油田电力线路主要负责给油井供电，具有不规则性、分支多、接头多等特点。由于接头氧化或者接触不良，长时间运行烧断大线、烧断引线的故障时有发生。红外测温诊断技术是一种诊断线路热缺陷的先进测试技术，对及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到关键作用，其具有远距离、不停电、不接触、不解体等特点，给电力线路状态监测提供了一种先进手段，在油田电力线路上应用具有很强的现实意义。
关键词：红外线测温仪 电力线路 线路隐患
引言
油田的快速发展离不开优质的电能供应，作为电能供应链中重要的一环——电力线路也随着电力需求逐年增大而向着高可靠性的方向发展。因此电力线路运行状态的在线检测和故障诊断，对提高供电可靠性、经济性运行，降低维修成本，都有很重要的意义。红外测温诊断技术是一种诊断线路热缺陷的先进测试技术，对及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到关键作用，其具有远距离、不停电、不接触、不解体等特点，给电力线路状态监测提供了一种先进手段，在油田电力线路上应用具有很强的现实意义。
1、 红外线测温仪原理
红外辐射是电磁频谱的一部分，它包括无线电波、微波、可见光、紫外线、R射线和X射线，其中红外线位于可见光和无线电波之间。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布，经电子系统处理，传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图。 [1]。
2、油田电力线路热缺陷
油田电力线路热缺陷主要是指各种裸露在空气中，通过一定手段直接检测到的由设备接触不良而产生的热缺陷。其中以导体连接不良性缺陷最为普遍。如导线缠绕连接、并沟线夹的连接和耐张线夹的连接等。导致电力线路热缺陷的原因很多，主要有以下原因：
（1）接头接触不良。这是最常见的烧断导线的现象，由于目前导线都是铝导线，最容易氧化，长时间暴露在空气中风吹日晒，再加上负荷重大电流，导线升温加速氧化，氧化层的增厚导致接触不良产生热缺陷最终接头处烧断。
（2）人为因素造成线路的安装质量不高，接头缠绕或压接不紧密。
（3）金具、设备绝缘程度降低或者质量问题带病运行，导致设备发热、击穿、烧毁。
热缺陷按温升的高低及对设备的危害程度可将其分为一般性热缺陷、严重性热缺陷和危险性热缺陷三种。
（1）一般性热缺陷：其温升范围在10～20℃之间，与相同运行条件下的设备相比，该接头有一定的温升，用红外成像仪测量仅有轻微的热像特征，此种情况应引注意，检查是否系负荷电流超标引起，并加强跟踪，防止缺陷程度的加深。
（2）严重性热缺陷：发热点温升范围在20～40℃之间，或实际温度在60～80℃之间，或设备相间温差范围在1.5～2.0倍之间，热像特征明显，缺陷处已造成严重热损伤，对设备运行构成严重的威胁，此种缺陷应严加监视，条件允许时应尽快安排停运处理。
（3）危险性热缺陷：发热点温升超过40℃，或者最高温度已超过国际GB763-90所规定的该材料最高允许值。热像图非常清晰，外观检查可看到严重的烧伤痕迹。该种缺陷随时可能造成突发性事故，应立即进行彻底检修。
3、油田电力线路特点及热缺陷诊断实例分析
油田电力线路主要负责给油井供电，由于油井分布点多面广比较分散，使得供电线路具有不规则性、接头多等特点。在这样复杂的电力线路中事故率必然也较高，由于接头氧化或者接触不良，长时间运行烧断大线、烧断引线时有发生，造成整条线路停电，给原油生产造成很大的影响。而且这些隐患的初期巡线人员在杆下很难用肉眼发现，当隐患暴露出来就造成了线路事故。
根据实际情况，我们采用红外线测温仪。首先在6KV纯西线和厂东一线上进行试点。2011年5月18日对纯西线进行红外线测温时发现79号杆中相和左相耐张线夹温度分别为55.4℃和51.5℃，61号杆刀闸中相温度为56.2℃。在5月25日和6月2日对该线路进行跟踪复测，以上三处温度仍然居高不下，于是我们安排带电作业人员，在不停电的情况下上杆检查，发现79号杆中相和左相耐张线夹发热原因均为耐张线夹螺丝松动造成耐张线夹的热缺陷，于是重新紧固后，在6月5日的红外线复测后显示正常运行。61号杆中相刀闸的问题也是接触不紧密，重新更换了中相刀闸后恢复正常。避免了停电事故的发生。
在7月份一次对厂东一线进行红外线测温时发现39T接高压计量装置整体温度过高68.8℃，根据相对温升法分析，判断该设备可视为紧急缺陷。于是立即利用带电作业甩掉了该设备，经检查发现该设备内置绝缘套管氧化腐蚀严重，造成整体发热，由于发现处理及时，避免了事故的发生。
在厂东一线和纯西线使用红外线测温仪以来共计检测和处理隐患6处，有效地避免事故发生，降低事故率。
4、影响红外测温结果在电力线路热缺陷检测中准确性的因素
红外线测温仪用于电力线路热缺陷检测在我单位的应用才刚刚开始，在使用中也发现有一些因素会对红外测温结果产生影响。
（1）、流过导线的负荷电流因电阻损耗而产生热功率，称为运行状态的固有温升。导线在太阳的直接照射下吸收太阳辐射能量，必然增加导线的温升，称为附加温升。附加温升叠加在固有温升上，会干扰对线路故障接头的红外检测，而对流散热条件主要取决于风速，所以风速也是影响红外线检测的条件。红外线检测应该在无风和小风天气，夜间或阴而无雨的天气进行，效果最佳。
（2）、 测量过程中，由于比辐射率是根据材料性质查表进行确定的，与线路上实际环境中金具材料真实的比辐射率有一定的误差，因此会影响测量结果，尤其当线路上金具材料在使用相当长一段时间后，由于污秽和氧化的作用，对测量结果的影响更大。
（3）、 由于红外测温仪上的读数是随时变化的，不同的操作人员读数会有不同的结果，因此测量结果也随操作人员的不同而有所变化[3]。
利用红外线测温仪对电力线路热缺陷进行检测是一门新兴技术，其步入实用化阶段也是近几年的事情，随着这项技术的不断发展和成熟，必将对电力线路热缺陷检测工作产生重大影响。
5、结束
电力线路是油田电力系统的主动脉，而红外线检测技术可以提供科学有效的数据参数，能动态地掌握电力线路的运行状态，对设备运行管理的水平和电网安全优质供电起到了积极地推动作用。
参考文献
[1]韦舒天，周兵 湖州师范学院学报[J] 2010.6 32（167-169）.
[2]董其国 红外线诊断技术在电力设备中的应用[M] 北京 机械工业出版社 1998.
关键词：红外线测温仪 电力线路 线路隐患
引言
油田的快速发展离不开优质的电能供应，作为电能供应链中重要的一环——电力线路也随着电力需求逐年增大而向着高可靠性的方向发展。因此电力线路运行状态的在线检测和故障诊断，对提高供电可靠性、经济性运行，降低维修成本，都有很重要的意义。红外测温诊断技术是一种诊断线路热缺陷的先进测试技术，对及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到关键作用，其具有远距离、不停电、不接触、不解体等特点，给电力线路状态监测提供了一种先进手段，在油田电力线路上应用具有很强的现实意义。
1、 红外线测温仪原理
红外辐射是电磁频谱的一部分，它包括无线电波、微波、可见光、紫外线、R射线和X射线，其中红外线位于可见光和无线电波之间。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布，经电子系统处理，传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图。 [1]。
2、油田电力线路热缺陷
油田电力线路热缺陷主要是指各种裸露在空气中，通过一定手段直接检测到的由设备接触不良而产生的热缺陷。其中以导体连接不良性缺陷最为普遍。如导线缠绕连接、并沟线夹的连接和耐张线夹的连接等。导致电力线路热缺陷的原因很多，主要有以下原因：
（1）接头接触不良。这是最常见的烧断导线的现象，由于目前导线都是铝导线，最容易氧化，长时间暴露在空气中风吹日晒，再加上负荷重大电流，导线升温加速氧化，氧化层的增厚导致接触不良产生热缺陷最终接头处烧断。
（2）人为因素造成线路的安装质量不高，接头缠绕或压接不紧密。
（3）金具、设备绝缘程度降低或者质量问题带病运行，导致设备发热、击穿、烧毁。
热缺陷按温升的高低及对设备的危害程度可将其分为一般性热缺陷、严重性热缺陷和危险性热缺陷三种。
（1）一般性热缺陷：其温升范围在10～20℃之间，与相同运行条件下的设备相比，该接头有一定的温升，用红外成像仪测量仅有轻微的热像特征，此种情况应引注意，检查是否系负荷电流超标引起，并加强跟踪，防止缺陷程度的加深。
（2）严重性热缺陷：发热点温升范围在20～40℃之间，或实际温度在60～80℃之间，或设备相间温差范围在1.5～2.0倍之间，热像特征明显，缺陷处已造成严重热损伤，对设备运行构成严重的威胁，此种缺陷应严加监视，条件允许时应尽快安排停运处理。
（3）危险性热缺陷：发热点温升超过40℃，或者最高温度已超过国际GB763-90所规定的该材料最高允许值。热像图非常清晰，外观检查可看到严重的烧伤痕迹。该种缺陷随时可能造成突发性事故，应立即进行彻底检修。
3、油田电力线路特点及热缺陷诊断实例分析
油田电力线路主要负责给油井供电，由于油井分布点多面广比较分散，使得供电线路具有不规则性、接头多等特点。在这样复杂的电力线路中事故率必然也较高，由于接头氧化或者接触不良，长时间运行烧断大线、烧断引线时有发生，造成整条线路停电，给原油生产造成很大的影响。而且这些隐患的初期巡线人员在杆下很难用肉眼发现，当隐患暴露出来就造成了线路事故。
根据实际情况，我们采用红外线测温仪。首先在6KV纯西线和厂东一线上进行试点。2011年5月18日对纯西线进行红外线测温时发现79号杆中相和左相耐张线夹温度分别为55.4℃和51.5℃，61号杆刀闸中相温度为56.2℃。在5月25日和6月2日对该线路进行跟踪复测，以上三处温度仍然居高不下，于是我们安排带电作业人员，在不停电的情况下上杆检查，发现79号杆中相和左相耐张线夹发热原因均为耐张线夹螺丝松动造成耐张线夹的热缺陷，于是重新紧固后，在6月5日的红外线复测后显示正常运行。61号杆中相刀闸的问题也是接触不紧密，重新更换了中相刀闸后恢复正常。避免了停电事故的发生。
在7月份一次对厂东一线进行红外线测温时发现39T接高压计量装置整体温度过高68.8℃，根据相对温升法分析，判断该设备可视为紧急缺陷。于是立即利用带电作业甩掉了该设备，经检查发现该设备内置绝缘套管氧化腐蚀严重，造成整体发热，由于发现处理及时，避免了事故的发生。
在厂东一线和纯西线使用红外线测温仪以来共计检测和处理隐患6处，有效地避免事故发生，降低事故率。
4、影响红外测温结果在电力线路热缺陷检测中准确性的因素
红外线测温仪用于电力线路热缺陷检测在我单位的应用才刚刚开始，在使用中也发现有一些因素会对红外测温结果产生影响。
（1）、流过导线的负荷电流因电阻损耗而产生热功率，称为运行状态的固有温升。导线在太阳的直接照射下吸收太阳辐射能量，必然增加导线的温升，称为附加温升。附加温升叠加在固有温升上，会干扰对线路故障接头的红外检测，而对流散热条件主要取决于风速，所以风速也是影响红外线检测的条件。红外线检测应该在无风和小风天气，夜间或阴而无雨的天气进行，效果最佳。
（2）、 测量过程中，由于比辐射率是根据材料性质查表进行确定的，与线路上实际环境中金具材料真实的比辐射率有一定的误差，因此会影响测量结果，尤其当线路上金具材料在使用相当长一段时间后，由于污秽和氧化的作用，对测量结果的影响更大。
（3）、 由于红外测温仪上的读数是随时变化的，不同的操作人员读数会有不同的结果，因此测量结果也随操作人员的不同而有所变化[3]。
利用红外线测温仪对电力线路热缺陷进行检测是一门新兴技术，其步入实用化阶段也是近几年的事情，随着这项技术的不断发展和成熟，必将对电力线路热缺陷检测工作产生重大影响。
5、结束
电力线路是油田电力系统的主动脉，而红外线检测技术可以提供科学有效的数据参数，能动态地掌握电力线路的运行状态，对设备运行管理的水平和电网安全优质供电起到了积极地推动作用。
参考文献
[1]韦舒天，周兵 湖州师范学院学报[J] 2010.6 32（167-169）.
[2]董其国 红外线诊断技术在电力设备中的应用[M] 北京 机械工业出版社 1998.