红外热像检测对电力绝缘子串发热异常的识别流程规范

电力绝缘子串是输电线路的核心绝缘部件，承担着电气绝缘与机械支撑双重功能，其发热异常（如劣化、污秽、内部缺陷）易引发闪络、线路跳闸等故障，直接威胁电网安全运行。红外热像检测作为非接触式、实时性的状态监测技术，能快速识别绝缘子串的温度异常，但检测结果的准确性高度依赖标准化流程。本文围绕红外热像检测电力绝缘子串发热异常的全流程，梳理关键环节的操作规范与技术要求，为现场检测提供可落地的执行指南。

检测前准备：人员、设备与环境的前置核查

红外热像检测需由具备电力行业红外检测资格证的人员执行，检测前应熟悉被测绝缘子串的基础信息——包括绝缘子类型（瓷质、玻璃或复合）、运行电压等级（110kV、220kV等）、安装位置（直线塔、耐张塔）、历史缺陷记录（如过往是否出现过发热、击穿），这些信息能帮助检测人员预判可能的异常类型（如复合绝缘子的护套老化易引发高温，瓷绝缘子的内部气隙易导致局部过热）。

设备方面，检测前需逐一核查：红外热像仪的电池电量应满足全流程检测需求（建议提前充满电并携带备用电池）；镜头需用专用清洁布擦拭，避免灰尘、指纹影响图像清晰度；确认热像仪的存储容量充足（若使用SD卡，需提前格式化并检查读写功能）；对于带激光测距功能的设备，需测试测距准确性——因温度测量需输入被测对象的发射率与距离，测距误差会直接影响温度计算结果。

环境条件是检测前的关键核查项：应选择无雨、雪、雾的晴天或阴天进行检测，环境湿度需≤85%（高湿度会导致绝缘子表面结露，掩盖真实温度）；风速需≤5m/s（强风会加速绝缘子表面散热，使异常温度被“稀释”）；检测时间建议选在日出前1小时或日落后2小时——此时环境温度稳定，绝缘子串与背景的温差更明显，便于识别异常。

设备校准：发射率与温度补偿的精准设置

红外热像仪的温度测量基于物体的红外辐射强度，而辐射强度与物体的发射率直接相关——不同材料的绝缘子发射率差异显著：瓷质绝缘子的发射率约为0.85-0.90，玻璃绝缘子约为0.80-0.85，复合绝缘子（硅橡胶材质）约为0.90-0.95。检测前需根据绝缘子类型准确设置发射率，若发射率设置错误，温度测量误差可达±5℃以上（如将复合绝缘子的发射率误设为0.80，会导致测量温度低于实际值，遗漏发热缺陷）。

环境温度补偿是设备校准的另一关键步骤。红外热像仪需实时采集环境温度数据，以修正环境辐射对被测对象的影响——检测前应使用接触式温度计（如热电偶）测量检测点的环境温度（距地面1.5m高度，避开阳光直射），并将该值输入热像仪的“环境温度”参数栏；若热像仪自带环境温度传感器，需确认其读数与接触式温度计的误差≤±1℃，否则需手动修正。

此外，红外热像仪需定期送具备资质的计量机构校准（每年至少1次），校准项目包括温度测量准确性（误差≤±2℃或±2%，取较大值）、空间分辨率（确保能分辨绝缘子串中单个绝缘子的温度差异）、热灵敏度（≤0.05℃@30℃，即能检测到0.05℃的温度变化）。现场检测前，可通过拍摄已知温度的物体（如预热至50℃的标准黑体源）验证设备准确性，若测量值与标准值误差超过允许范围，需立即更换设备。

现场操作：拍摄角度、距离与聚焦的标准化控制

现场检测时，拍摄角度需垂直于绝缘子串的轴线（即镜头光轴与绝缘子串的中心线成90°角），避免斜射——斜射会导致绝缘子串的投影面积缩小，热像仪接收的辐射能量减少，同时易产生“边缘效应”（绝缘子边缘的温度测量值偏高）。例如，若从侧面45°角拍摄瓷绝缘子串，可能将绝缘子边缘的正常温度误判为异常发热。

拍摄距离需根据绝缘子串的长度与热像仪的视场角调整：对于110kV线路的绝缘子串（约7-8片，长度约1.4-1.6m），拍摄距离建议为5-8m；220kV线路（约13-14片，长度约2.6-2.8m），距离建议为8-12m；500kV线路（约28-30片，长度约5.6-6.0m），距离建议为15-20m。需确保整个绝缘子串完整出现在热像图中，且单个绝缘子的像素占比≥10×10（即热像仪的每个像素对应绝缘子表面约1cm×1cm的区域），这样才能分辨单个绝缘子的温度差异。

聚焦清晰度直接影响温度测量的准确性。现场检测时，建议使用手动聚焦模式（自动聚焦可能因绝缘子串背景复杂而失效）：先将镜头对准绝缘子串的中间位置，旋转聚焦环直至绝缘子的边缘（如瓷绝缘子的瓷裙边界、复合绝缘子的伞裙轮廓）清晰可见，再微调聚焦环使热像图中的温度分布线条（等温线）连续、无断裂。若聚焦模糊，会导致绝缘子串的温度分布呈现“扩散状”，无法准确识别局部热点。

图像采集：多帧留存与环境参照物的同步记录

单帧热像图易受瞬时环境干扰（如突发的阵风、飞鸟掠过），因此每串绝缘子需拍摄3-5帧热像图（间隔1-2秒），选择其中最清晰、温度分布最稳定的帧作为原始数据。拍摄时需确保热像图的温度范围设置合理——应将绝缘子串的最高温度与最低温度包含在热像仪的温度量程内（如设置量程为20-60℃，覆盖绝缘子的正常运行温度与可能的异常温度），避免“过曝”（温度超过量程上限，显示为白色）或“欠曝”（温度低于量程下限，显示为黑色）。

环境参照物的同步记录是异常判定的关键依据。拍摄绝缘子串热像图时，需同时拍摄相邻的环境参照物：一是同一杆塔的另一串绝缘子（如直线塔的两侧绝缘子串），用于对比同工况下的温度差异（若某串绝缘子的温度比相邻串高5℃以上，需重点核查）；二是杆塔的金属部件（如横担、挂点金具），其温度接近环境温度，可作为“冷背景”验证热像仪的温度补偿是否准确；三是绝缘子串的连接金具（如均压环、球头挂环），金具的温度应与绝缘子串的温度一致（若金具温度明显高于绝缘子，可能是金具接触不良导致的发热，而非绝缘子本身缺陷）。

可见光照片与热像图的对应留存能提升后期分析的准确性。每拍摄一帧热像图，需同步拍摄一张可见光照片（使用热像仪的“红外+可见光”双拍模式或单独用相机拍摄），可见光照片需清晰显示绝缘子串的位置（如杆塔编号、绝缘子串的安装位置）、绝缘子的外观（如瓷绝缘子是否有裂纹、复合绝缘子是否有护套破损）。后期分析时，可通过可见光照片定位热像图中的异常区域（如热像图中的热点对应可见光照片中的某片瓷绝缘子的裙边裂纹）。

异常判定：温度差阈值与缺陷类型的对应规则

绝缘子串发热异常的判定需依据DL/T 664-2016《带电设备红外诊断应用规范》中的温度差阈值：对于瓷质与玻璃绝缘子串，当单个绝缘子的温度比相邻绝缘子高3℃及以上，或整串绝缘子的平均温度比相邻串高5℃及以上时，判定为发热异常；对于复合绝缘子串，因硅橡胶的导热系数较低，温度差阈值可适当降低——单个伞裙的温度比相邻伞裙高2℃及以上，或整串平均温度比相邻串高4℃及以上时，需判定为异常。

不同缺陷类型的温度特征具有明显差异，可通过热像图的温度分布形态辅助判定：一是劣化绝缘子（如瓷绝缘子的内部釉质脱落、复合绝缘子的护套老化），热像图表现为“局部热点”（单个绝缘子或单个伞裙的温度明显偏高，周围温度正常）；二是污秽绝缘子（表面附着灰尘、鸟粪等污秽物），热像图表现为“整体升温”（整串绝缘子的温度均匀升高，无明显局部热点），且污秽越严重，温度越高；三是内部缺陷（如瓷绝缘子的内部气隙、复合绝缘子的芯棒受潮），热像图表现为“点状高温”（缺陷位置的温度骤升，周围温度逐渐降低，形成明显的温度梯度）。

需注意区分“正常发热”与“异常发热”：绝缘子串在大负荷运行时（如夏季用电高峰），温度会略有升高（通常比环境温度高3-5℃），但这种升温是均匀的，且相邻串的温度差异≤2℃；若升温集中在某一片或某几段绝缘子，且温度差超过阈值，则属于异常发热。此外，均压环、金具的发热需与绝缘子本身的发热区分——金具发热通常表现为“环形高温”（均压环的整个圆周温度升高），而绝缘子发热表现为“伞裙区域高温”（瓷裙或伞裙的温度升高）。

数据记录与复勘：原始信息的留存与疑似缺陷的二次验证

现场检测的数据记录需包含全维度信息：一是设备信息（红外热像仪的型号、编号、校准日期）；二是环境信息（检测时间、环境温度、湿度、风速、天气状况）；三是被测对象信息（杆塔编号、绝缘子串编号、绝缘子类型、片数、运行电压）；四是温度数据（绝缘子串的最高温度、最低温度、平均温度，相邻参照物的温度）；五是现场备注（如绝缘子表面是否有污秽、是否存在破损）。记录需用钢笔或电子设备（如Pad）填写，避免涂改，确保可追溯。

对于疑似缺陷（如温度差接近阈值、温度分布异常），需进行二次复勘：首先更换拍摄角度（如从正面、左侧、右侧三个角度拍摄），验证异常区域是否稳定存在；其次使用接触式温度计（如红外点温仪）测量异常区域的温度，对比热像仪的测量值（误差应≤±2℃）；若条件允许，可使用超声波检测设备辅助验证（如复合绝缘子的内部缺陷会产生超声波信号），避免误判。

原始数据的备份需双介质存储：一是存储在热像仪的内置存储器或SD卡中（避免现场删除）；二是通过无线网络上传至云端存储（如电网企业的状态监测平台），确保数据不会因设备损坏而丢失。备份时需标注清晰的文件名（如“20240520_110kV_杆塔001_绝缘子串01”），便于后期检索。

报告编制：内容的完整性与异常描述的精准性

检测报告是流程的最终输出，需满足“内容完整、描述准确、逻辑清晰”的要求。报告结构应包括：一是检测概况（检测目的、范围、依据标准，如DL/T 664-2016）；二是设备与人员信息（红外热像仪型号、编号、校准情况，检测人员资质）；三是环境与被测对象信息（检测环境参数，杆塔与绝缘子串的基础信息）；四是检测结果（每串绝缘子的温度数据、是否存在异常）；五是异常分析（异常绝缘子的位置、温度差、缺陷类型判定依据，如“杆塔001绝缘子串01的第5片瓷绝缘子温度为45℃，比相邻片高6℃，热像图显示局部热点，判定为内部缺陷”）；六是附件（原始热像图、可见光照片、数据记录表格）。

异常描述需避免模糊表述，要具体到“点”：比如不能写“某绝缘子串温度异常”，而应写“杆塔005（110kV线路）右侧绝缘子串（复合绝缘子，10片）的第3-4片伞裙温度为52℃，比相邻伞裙高7℃，热像图显示该区域为点状高温，可见光照片显示伞裙表面无明显破损，结合运行年限（15年），判定为芯棒受潮缺陷”。报告中的温度数据需保留两位小数（如45.23℃），确保精确性；异常判定需引用标准条款（如“依据DL/T 664-2016第5.3.2条，温度差≥5℃判定为异常”），增强说服力。

报告需经检测人员、审核人员（具备高级红外检测资格）签字确认，加盖检测单位公章后提交至运维部门。运维部门需根据报告中的异常等级（如紧急缺陷、重大缺陷、一般缺陷）制定整改计划：紧急缺陷（如温度超过80℃，随时可能击穿）需24小时内处理；重大缺陷（如温度50-80℃，短期内可能恶化）需7天内处理；一般缺陷（如温度30-50℃，长期观察）需纳入月度检修计划。