浅谈基于红外测温技术在变电运维中应用

浅谈基于红外测温技术在变电运维中应用

周小琴

(国网江西省供电公司抚州供电分公司344000)

摘要：随着近年来国民经济的快速发展，电力行业也在的不断发展，变电系统运行所需要的设备逐渐增加，变电运行也变得越来越复杂，变电系统发生故障的可能性也越来越大。使用红外测温技术可以有效地检测出变电系统中的故障，并且是在不断电的情况下进行检测，具有不停电、不接触、正常化的优点。红外测温技术在变电运维中得到了广泛的应用。在变电运维中引用红外测温技术，可以及时地发现变电运行设备存在的问题，文章对红外测温技术在变电运维中的应用进行了探讨。

关键词：红外测温技术；变电运维

一、红外测温技术概要

红外测温技术在变电运行中应用极广，主要是通过对运行中设备进行温度监测，通过温度监测数据分析和判断设备是否处于正常运行状态，它具有实时监控的特点。任何物质均是由原子和分子构成，组成物质的元素在物体内部遵守一定规律高速运行，在运动过程中会释放出热量，也就是人们常说的热辐射。红外测温技术就是对热辐射进行监测的技术，它收集热源辐射状况，然后经过信号处理，向外发送数据，反映设备的运行状况。

在变电运维中，红外测温通常适用于以下几种情况:①电气设备中的导流回路，包括一次和二次导流回路，主要是应用在存在有缺陷或故障的回路中接头或触头部分，当有故障产生时，电阻会变大，根据焦耳定律:

Q=I2Rt①

其中Q为单位时间内产生的热量，I为电流，R为电阻，t为时间。显然，当接头电阻增大时产程的热量会增大，这就就可以通过红外测温成像仪快捷的找出异常的部位，进而采取措施。②电气设备的绝缘部分。虽然绝缘介质的导电性可以忽略不计，但是在电压的运行下，会产生一定的热损耗，这样长期下去会导致绝缘老化等显现，当绝缘层的温度开始产生较大梯度，则说明绝缘层已经磨损或老化，就应该及时的更换或采取防护措施。③含有铁磁材料的设备。通常在设备正常运行时，电磁回路中的铁损失会呈现出均衡弥漫，而当出现漏磁、磁饱或者片间短路的情况时，将会产生局部涡流，进而产生大量的热，红外辐射将在空间内呈现特有的变化。④应用于如氧化锌避雷器等内部结构为片式的设备。当内部设备发生异常时，片之间的电压分布改变，进而导致电流泄漏增大，从而产生温度变化，以便红外测温检测。

二、红外测温检测的方法

红外测温的方法的分类众多，主要可以分为温度判断法、温差对比法、档案分析法三种。首先，温度判断法主要是通过对运行设备进行温度普测，并根据以往的经验记录，判断设备的发热是否在正常的范围内。通常该方法主要适用于热量不易聚焦的设备，同时还需要注意设备具有较大的通流，并避免阳光日晒的影响。可选取负荷晚峰时段进行。其次，通过横向对比两台相同设备之间的温差，来判断发热是否在合理的范围内，进而判断设备是否正常运行，该方法可以不像温度判断法那样选取负荷晚峰时段进行，但需要预先确定待检部位，并保持监测部位的同一性。最后，通过纵向分析法，将当前设备监测的温度、红外图谱等信息与来自不同时期的相关数据进行对比，进而判断变电设备内部是否有缺陷。该方法需要有历史图表来进行对比，是一种持续监测的技术。

三、红外测温技术在变电运维中的具体应用

红外测温技术可以有效的弥补由于设备带电而无法观察到内部运行状况的缺陷，红外测温技术可以有效的“捕捉”设备异常运行时所发出的热量，并形成红外测温图谱，科学的反映了变电设备内部运行的变化，及时的发现问题，并为采取相应措施提供了数据支持。其在变电运维排查故障的三种方法中，温差对比法可以有效的处理突发的故障，对故障查找的效率和准确性判断都是相对最有效的。例如，假设对设备A进行检测，通过红外测温技术得到的数据与正常设备B的温差进行对比，则设备1的运行状况可以通过下面公式来进行判断:

②

其中，δA为设备A正常运行的阈值，TA、TB分别为设备A和设备B的发热点的温升，TA、TB分别为设A和B发热点的温度，T为环境的温度。一般认为，当δA>0.35时，则可判定设备A所检测的发热点存在缺陷，就需要采取一定的措施来消除隐患。

例如，在对某110KV变电所的线路进行红外测温成像检测，在检测后发现B相有异常，运维人员通过进一步的相关数据测定，得出如下数据:B相发热点的温度为53.7℃，而其他两相的相同的点位温度为40.9℃，测得当时环境的温度为24.8℃，则根据上述公式②有:

很显然，44.29%>35%，已经进人故障域内，在安排紧急停役后，经检测发现，B相互感线圈有水珠，受潮且铁部件有生锈的现象。通过这次实例检测，及时的发现了问题，并果断采取措施，避免了事故发生的可能性。

四、变电运维中红外测温技术使用需要注意的问题分析

红外测温技术与所有的检测仪器一样，在使用时都需要注意一定的问题，否则，不仅不能有效的对设备进行故障检测，还影响对设备运行安全的准确性的判断，因此，在实际实践中，通常还需要注意以下问题:

1、环境的温度问题。由于红外测温技术主要是利用热成像原理对变电设备进行检测的。因此，在运用该技术时需要注意环境温度的影响，通常需要采取一定的方法以排除环境温度对检测的影响。例如：上述温差对比法中将检测时的环境温度扣除等。根据经验，通常在负载相同的情况下，故障处的温升与环境的温度呈正相关的关系。

2、负载电流的问题。负载电流能够产生热量进而影响温度，根据公式①可知，在电阻一定的情况下，单位时间内，电流产生的热量与电流的平方呈正比，因此，在运用该技术进行检测时应当注意负载电流，通常，电流越大，障碍处的温升会越明显。

3、主观因素的问题。主观因素主要是非系统性的因素而造成的问题。例如对焦、拍摄距离等都会对检测的准确性造成影响。通常可以通过以下两种方法来解决:一是，在高温、高负荷的时段加强红外测温的频率，二是，可以采用三角架等对设备进行固定，以保证检测设备的稳定性，而对三脚架的位置和调整参数，可以根据相关的公式来进行计算获得，以保证拍摄距离和拍摄方向的科学性。

此外，需要注意的是，红外测温技术也有一定的局限性，例如，由于油循环可干扰变压器内部故障热场，使得红外测温技术难以在变压器外面捕捉发热点，进而难于对变压器内部进行故障判定。

五、结束语

总之，红外测温技术在现代变电运维中的运用，有效的提高了电网的稳定性和可靠性，随着科学技术的发展，红外测温技术也逐步向着动态测试，自动化分析等方向发展，具有良好发展前景。

参考文献

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