在变电运维中红外测温技术的运用

在变电运维中红外测温技术的运用

侯博

国网黑龙江省电力有限检修公司

摘要：随着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；变电运维；状态检修；故障排查

引言：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。为了满足用户对电力可靠性与稳定性的要求，行业越来越重视变电运维工作的高效开展，并引入了红外测温技术，以实现不停电、不接触的条件下查清设备发热的程度。

一、红外测温技术

红外测温技术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，常用的检测技术包括红外测温技术，其可在不停电、不接触的条件下检测设备的发热程度，且具有工作效率高、检测过程安全稳定及支持设备健康状况的准确判断等优点，因此值得推广使用。红外测温技术是先用专业的检测仪器转化物体的红外辐射，使其变为可见图像，然后以物体的检测信息为依据来判断设备是否正常运行。目前，在变电运维中，红外测温技术的适用范围广泛，即：

（1）在电气设备的导流回路中，红外测温技术常用来检测故障触头或接头，即：假设回路的触头或接头出现故障或存在缺陷，接触电阻会增大。依据焦耳定律，Q=I2Rt，式中，Q表示单位时间内产生的热量；t表示时间；I表示电流；R表示电阻。据此，倘若负荷电流一定，则单位时间内产生的热量随接触电阻的增大而增加，因此可使用红外成像仪快速定位异常点。

（2）在电气设备的绝缘层，虽然绝缘介质几乎不导电，但其会因运行电压的影响而产生大量的损耗热量，且若绝缘介质的恶化，会增加其介损，外在表现为绝缘面的温升呈梯度变化。

（3）在变压器、互感器等含铁磁材料的设备中，倘若设备正常运行，则电磁回路的铁损表现出均衡弥散的现象，而若出现片间短路、磁饱或漏磁等异常现象，则局部会出现涡流或环流发热现象，继而引起热量增加。

（4）氧化锌避雷器等内部为片式结构的设备，其内部一旦发生异常，便会改变各片间电压的分布，并使泄漏电流增加，因此可运用红外测温设备测到。

红外测温最基本的工作原理是热量捕捉，因此适合用来排查电气设备的发热故障，且具有使用方便、巡视安全且效率高、红外图像的处理与调用简便、电气设备状态的评估科学等优点。其中，使用方便表现为手持式红外检测仪的界面友好、體积小，且无需任何辅助设备便可从不同的角度检查设备；巡视安全且效率高是因为红外测温支持远距离、不接触探测；运用计算机系统，可分时段存储红外图像，因此方便了图像的对比、分析和调用。

二、红外测温技术在变电运维中的运用

在变电运维中，红外测温技术常用于状态检修、故障排查中，具体表现如下：

（一）在状态检修中的运用

变电检修先后经历了故障检修和预防性检修阶段，目前已步入状态检修阶段。其中，状态检修对减少检修次数、降低停电损失具有重要意义，但要求事先对电气设备的状态进行准确评估。电气设备一般带电运行，且不允许拆解后观察其内部，所以间接信息的获取是评估设备状态的决定因素。在状态检修初期，既可从自动化装置或在线监测装置处获取间接信息，又可从设备缺陷记录中获取，但这两种方式都存有缺陷。为了弥补这些缺陷，红外测温技术应运而生，即其在状态检修中的运用如下：一是除了二次设备内的电子器件以外，电气设备异常一般始于发热，这正体现了红外测温技术的工作原理；二是红外测温图谱库对电气设备运行状态的演示非常准确且科学，从而为状态检修问题的解决提供了辅助决策。随着红外测温技术的应用，变电状态检修的成效变得更高。

（二）在故障排查中的运用

在用电负荷激增的背景下，变电设备承受了巨大的供电负担，继而引发了越来越多的突发性故障。为此，在电气设备故障排查中，引入红外测温技术非常必要，且其一般包括温度判断法、温差对比法和档案分析法，见下表。

三、注意事项

为了保证电气设备故障检测的有效性及实现对设备安全运行的准确判断，笔者认为在变电运维中，红外测温技术的运用应注意下列事项：一是负载电流，即负载电流产生的热量会影响到温度，而在电阻一定时，电流的二次方与其在单位时间内产生的热量呈正相关，同时电流与障碍处的温升几乎也呈正相关，因此要求高度关注负载电流的影响；二是环境温度，即在负载相同时，环境温度与故障处的温升呈正相关，因此要求消除环境温度的影响，例如在运用温差对比法时，直接扣除环境温度；三是主观因素，即指拍摄距离、对焦等非系统性因素，其一般会直接影响到红外测温技术的应用效果，因此要求在高负荷、高温时段，增加红外测温的检测频度，同时使用三脚架固定设备，并计算确定三脚架的安装位置与调整参数，以保证拍摄的距离、方向准确及保持检测设备的稳定状态；四是认清红外测温技术存在的局限性，比如在判定变压器的内部故障时，故障的热场会受到油循环的影响，继而导致难以捕捉到变压器表面明显的发热点。

四、结语

综上，笔者根据红外测温技术的含义、优点及适用范围等理论知识，探讨了其在变电运维中的运用，即：在状态检修中，红外测温可弥补传统检修方法的不足，从而提高了状态检修的工作成效；在故障排查中，红外测温可有效改善电气设备因用电负荷增加而频发故障的局面，其中最有效的突发性故障处理方法是温差对比法，从而保证了故障的查找效率及其研判的准确度。总之，红外测温具有使用安全、操作方便及结果精准等优点，其在变电运维中的运用极具价值，但为了适应状态检修工作的发展，要求红外检测技术具备自动分析、动态测试等功能。

参考文献：

[1]王瑾瑜.红外测温技术在变电运维中的应用研究[J].企业技术开发，2016，06：37-38.

[2]赵丽君.红外测温技术在变电运维中的应用探析[J].经营管理者，2016，25：444.