变电运行中红外测温技术的应用

变电运行中红外测温技术的应用

廖连

广东电网有限责任公司清远供电局

摘要：电系统的正常运转需要以其中设备的正常使用为前提，然而，由于设备种类较多、总量大，故障发生率也相对比较高。再加上当前变电系统中应用了比较多的新设备，故障成因也越来越复杂，设备检修任务变得十分艰巨。红外测温技术应用在变电运行中，能够实现高效的设备检测，不仅可靠性高，也更为安全和便捷。本文以红外测温技术的技术原理、判断方法、优势特点等为切入点，重点介绍了红外测温技术在变电运行中的科学应用等问题。

关键词：红外测温技术变电运行应用

1、红外测温技术

1.1技术原理

该技术属于物理学范围，只有温度在绝对零度以上，任何物体都会散发出红外辐射能量，温度越高，能量越大，但人眼难以看见。所谓红外测温技术，便是借助一些红外测温仪器接收物体放出的红外线，进而对其温度进行测量的一种技术，红外测温系统通常是由镜头接受红外辐射，将其转换成电信号，经系统处理后以视频或图像的形式显示在屏幕上，以便人们形象直观地观测。

1.2技术特点

红外线是一种电磁辐射，可划分为四个波段，依次是近红外线、远红外线、中红外线和极远红外线，其原理决定了其检测方式与其他方式的不同。首先，红外测温技术可在设备运行中监测到异常红外辐射，真实反映设备的运行状态，实现了不接触、不停运，极大地保障了操作的安全性；其次，操作比较简单，因检测仪器在没有安装检测装置或其他辅助信号源的情况下，也可以及时发现各种设备出现的故障，减少了事故发生率，除了检测故障的部位，还能反映出故障程度，为检修人员采取措施提供了许多方便；再者，以此技术为基础建立起来的红外测温系统，通过计算机分析，将检测到的红外线的信息形成图像或视频，并具备存储功能，将用过的数据资料进行保存，以便日后调用。

2、红外测温技术的判断方法

相对温差判别法，对于因为电流而产热的热备，当设备的导流部位出现发热异常时，要进行温度测量来准确的获取温度值，按照相关的计算公式得出发热部位温度的相对温差，即将发热点温度、环境参照体温度以及正常相温度的值带入公式便可得出准确的温差。同类比较法，即对于同型号的电压致热的电气设备，依据对应点温度上升值的差异来判断设备的运行状态，对于电压致热型的电器设备存在的缺陷，可依据允许温升值或者同类允许温差来判断，在我国的变电系统中，相关技术以及运行规范中已经明确规定，当设备的同类温度超出允许温升值30%的时候，就要定义电气设备存在重大缺陷。热谱图分析法，即将正常运行状态下的设备的热谱图与异常运行状态下的设备的热谱图进行对比分析，以存在的差异为依据来判定设备的运行状态。

3、红外测温技术在变电运行中应用优势

红外测温技术的运行原理与传统的使用测温仪进行温度测试的原理是相同的，但红外测温技术却拥有的明显不同于传统测温仪的性能优势，从而奠定了红外测温技术在变电运行中的应用。在使用红外测温技术进行设备热辐射量的监测过程中，不需要直接近距离的接触设备，对于可能存在运行故障的设备无需进行解体取样，无需改变系统当前的运行状态，在检测的过程中也不会给变电系统造成负面影响，便于设备的运行维护人员对变电设备实施监测操作；因采用红外测温技术对变电设备进行检测的过程中无需对设备乃至整个电力系统采取停电处理，不会对电力系统发挥正常的供电功能造成影响，不会给各级电力用户带来因大面积停电或设备停止运转引发的生产和生活方面的困扰；该技术的应用无需近距离的接触带电设备，增大了该技术应用及变电系统维护的安全性，保证了系统的安全运行以及监测与维护人员的人身安全；红外测温技术成像速度快、工作效率高，在扫描的过程中即可获取准确的监测数据，这是红外测温技术明显区别于测温仪测温技术的特点，在日益复杂化的电力系统中，面对变电运行设备增多、运行负荷量增大的现状，该技术可以较好的满足电气设备运行中的测温的快速性、准确性、实时性等要求；该技术对于已经定性的反映存在运行故障问题的设备，还可以进行故障的定量反映，来向工作人员提供变电设备故障问题的严重程度，但传统的测温仪测温技术只能定性的测试设备是否处于异常的温度状态，对于该异常温度状态下所对应的设备故障的严重程度并不能准确的反映，该技术的以上优势奠定了其在变电运行中的应用地位。

4、红外测温技术在变电运行中的科学应用

4.1隔离开关刀口发热的检测

隔离开关刀口发热的主要原因是由于隔离开关长时间地裸露在空气中，经过一段时间后连接件表面容易被氧化，然后形成氧化膜，最后使得表面电阻和接触电阻增加而发热，因为氧化膜使得电流在通过的时候无法正常的流通，导致了部分的电阻的堆积，从而导致该部位的温度上升；根据变电系统的运行的需要，导致了隔离开关被操作的次数非常多，又加上长期受到机械应力的作用，合闸不到位，使得刀口接触面压力不均衡，造成接触电阻增大，也就增加了其表面的温度；另外，在初期的安装或检修时没有按照要求进行也会造成合闸不到位，这也是发热的原因之一，有了红外测温技术的帮忙就能很好的解决这一问题。

4.2变压器和电抗器。

变压器一旦发生漏磁现象，便会产生大量的涡流损耗，导致螺杆或箱体的温度上升，其热成像特点是以漏磁穿过区域为中心，形成层次比较清晰但呈不规则形状的圆环，温度通常都会在95℃以下；变压器内部如果有接触不良现象，同样会引起发热，尤其是箱体，温度会逐渐攀升，与涡流损耗的热成像特点的区别在于，它不会产生环流形状。此外，沿路的管道被堵塞，也会导致发热，其特征在于，因为堵塞管道没有参与循环，随着温度的上升，会出现明显的低温区，其他部位则温度很高，形成很大的温度差，在热谱图中非常明显。变压器内高压套管若因缺油而引起温度升高，套管内的油气辐射热量有一定的差异，反映在热图谱中，则显示为明显的油气分界线。

4.3线夹检测

变电系统中的导线长期暴露在外，是导致线夹发热的主要原因。线夹的弹簧垫片在暴露过程中氧化，会使线夹松动，出现接触不良的情况，不仅影响线路的正常运行，同时也存在一定程度的安全隐患。同样，在安装或者检修过程中，操作不符合要求的情况也会造成线夹的松动或者接触不良的情况。因此将红外测温技术应用于线夹安装与检修过程中，检测到线夹的温度异常则可以避免因线夹松动的问题引起的安全事故。

5、红外测温技术的发展趋势

动态红外测温技术是为变电运行中红外测温技术发展的主要趋势。运用此技术的红外测温设备，需配备相应的图像分析系统和相应的功能处理软件，这样，不仅可以对红外测温设备监测到的变电设备状态进行分析，还可以根据相关参数进行定量计算，达到对设备进行动态监测和状态预测的目的。这样的动态红外测温己成为一个系统，可以分为监控现场和集控中心两个部分。在监控现场形成一套动态监控系统，红外监测的数据流信号通过监控端口到达监控服务器，并通过监控服务器到达集控中心，通过集控中心计算机即可对各监控现场进行实时地动态监控。

6、结语

针对变电运行系统中出现的各种故障，应采取红外测温技术对其进行检测，该技术能够在不接触电气设备的情况下检测故障，保证了系统的工作持续性，速度快、效果好，值得推广应用。在使用中，还应注意一些环境因素，将该技术不断完善。

参考文献：

[1]孙怡，王烨.用红外热像仪与红外测温仪诊断电气设备故障的对比研究[J].红外，2015，36（08）：28-33.

[2]刘佳.红外测温技术条件下的变电设备缺陷诊断研究[J].中国高新技术企业，2015，（31）：141-142.