变电运维中红外测温技术的实践

变电运维中红外测温技术的实践

范文娟

国网射洪市有限责任公司 四川省 射洪市 629200

【摘要】在变电站运维中，红外线技术已经得到了广泛的应用与推广，通过该技术，可以全面评估设备的运行状态，具有快速、准确、高效等多方面的优点，是一种现代化的检测技术。红外测温技术是在红外线技术的基础上逐渐发展而来的技术，该技术主要的优势，就是可以在不影响设备运行状态的基础上完成检测，不仅保证了设备的运行效率，也能满足居民的用电需求，具有可行性。

【关键词】变电运维；红外测温技术；应用

1.红外测温技术的基本概况

红外测温技术只需要通过采集电力的形式收集电力设备与仪器的热辐射，并通过先进的技术实现对热辐射的定向转化，并在转化过程中热辐射的信号转变为可视的图像信号，既能便于技术人员观测与统计，又能对电力系统起到一定的监测作用。红外测温技术相比于其它形式的测温技术，其具有十分显著的应用优势。第一，红外测温的各种仪器和设备一般都比较小巧，便于技术人员手持操作和随身携带，其不需要其它辅助性设备，简化了工作流程，这为测温监控工作提供了极大的便利，既能满足对整个系统电力状态的实时监测需要，又能保障变电维护相关工作的有序进行，提高了检测质量和效率。第二，红外测温可以实现不断电、不接触电路的实时检测，这样能充分保证技术操作人员的安全性和整个电力系统的运行持久性，可以在变电站正常工作和运行中完成故障检测工作，解决了临时性断电对人们用电的不利影响。第三，红外测温的相关技术可以不借助其它检测技术而独立完成工作，不仅能够及时发现电力系统存在的故障，也能大大提高故障检测的准确性。第四，红外测温可以通过电子计算机收集电力系统的运行信息，并将信息数据进行定向整合，分析变电运行情况中的各种问题，保证变电系统的稳定安全。

2.红外测温在变电运维中的重要意义

在变电站的运行维护中，设备巡检是一项十分重要的工作，巡检工作既要对各种安全隐患进行排查监测，又要监测电力设备的实际运行情况，防止设备发生重大安全事故。传统意义上的设备巡检往往需要维修人员通过观察、触摸和听声等方式来判断电力设备的运行状况，这种方式存在明显的局限性与漏洞，很容易造成判断错误或是检测疏漏。最常见的是设备发热问题，设备刚开始使用时发热量不大，很难有目测和触摸的方式清楚感受到，但是，当施工技术人员发现并察觉到设备问题异常时，此时设备可能已经处于损坏的边缘，长此以往不仅会提高电力设备的养护成本和维修成本，也不利于整个电力系统的稳定性能。红外测温的相关技术可以在不断电、保持变电系统稳定运行的情况下完成检测工作，不仅能够提高设备巡视的准确性，更能提高变电系统的故障解除效率，也能保证维修人员远离有危险的电力设备，提高维修人员施工作业的安全性。

3.某主变套管储油柜红外测温异常案例

随着高精度红外测温技术进步，红外测温被引入作为判断套管油位重要辅助手段。《DL/T664-2016带电设备红外诊断应用规范》也将变压器套管缺油列入了典型红外热像图谱中，供变电运行人员参考使用。但是红外测温仪的测量精度受到多种因素干扰，被测温对象的表面材料、表面光滑情况、四周空气温度等都会对测温结果造成影响，甚至引起变电运行人员误判。本文介绍了日常巡视中发现的一起变压器套管红外测温异常案例，该套管测温图谱典型套管缺油图谱特征非常相似。最终通过多种途径分析发现该套管油位正常，红外图谱异常是由套管顶端金属储油柜表面未刷漆造成。

变电运行人员在对某220kV变电站#1主变主变红外测温过程中发现，#1主变变高套管C相储油柜红外测温图像均出现异常，#1主变变高A、B、C相套管储油柜温度分别为30.2℃、30.1℃、19.6℃，#2主变变高A、B、C套管储油柜温度分别为29.6℃、27.4℃、19.0℃，红外图像特征与典型套管缺油图谱特征基本一致。测温时间为傍晚，太阳光照不强烈，环境温度为20℃，相对湿度为50%，微风。当时#1主变、#2主变变高电流分别为365A、370A。两台主变运行状况良好，没有渗漏油缺陷。

但是，本次测温结果也存在有疑问的地方。首先是环境温度为20℃，两台主变变高套管C相储油柜测温分别为19.6℃、19.0℃，均低于环境温度，不符合热力学规律。其次，两台主变变高套管C相油位计均显示油位处于正常位置，两台油位计都出现故障的概率比较低。再者，两台主变之前没有渗漏油缺陷，主变表面（包括顶盖）没有发现油渍。

3.1更换测温角度

原测温角度为从主变正面测温，变电运行人员改为从主变背面进行测温，#1主变变高套管C储油柜测得温度为24.3℃。与正面测温值19.6℃相差近5℃。储油柜为一整块金属制作而成，正常情况下不可能出现如此大温差，因此正面测温或背面测温中应该存在测量误差。

原测温角度是从下至上仰视，变电运行人员爬到主控楼天面改为由上向下俯测，#1主变变高套管A、B、C相储油柜测温分别为30.9℃、30.6℃、30.3℃，C相温度偏低现象消失，三相温度基本相同。

3.2利用专业软件分析红外图像

本次测温所使用的是美国菲力尔公司（FLIRSystems，Inc.）生产的型号为ThermalCAME30红外测温仪，该公司提供专业软件FLIRTools能对测温图片进行更进一步分析。利用该软件在#1主变变高套管C相储油柜红外图像上画一条短直线，该直线上的点温度变化曲线。从曲线变化情况可以看出，在不到20cm的直线距离内，储油柜温度最低只有15℃左右，最高达到22℃，变化范围高达7℃。鉴于金属良好的导热性能，在常温情况下，同一块金属不可能在20cm短距离形成7℃温差，基本可以认为红外测温存在明显误差。

3.3储油柜表面刷漆对测温的影响

通过目测检查发现，#1主变变高套管C相储油柜表面均没有刷相色漆，直接裸露金属表面，但A、B两相均刷了相色漆。刷漆对金属辐射率有非常大的影响，刷漆金属的辐射率为0.92-0.94，未刷漆金属的辐射率为0.45-0.55。“红外热像仪在测量目标表面真实温度时，目标表面发射率越小，红外热像仪测温误差越大；目标表面发射率越大，红外热像仪测温误差越小。”当时红外测温仪辐射系数率参数设为0.9，很可能造成C相套管储油柜测温误差偏大。变电运行人员重新将红外测温仪辐射系数参数调整为0.45，对#1主变变高套管重新测温，测温结果为31.9℃，与A、B相温度基本一致，其表面也没有出现温度偏低的“暗斑”。

3.4结论

通过以上分析，本次变压器变高套管C相测温异常是由测量误差偏大造成，直接原因是红外测温仪辐射系数参数设置不正确，根本原因是套管储油柜表面没有刷漆，金属表面直接裸露导致辐射系数比刷漆时明显偏低。

通过本次案例，也可以总结出若干红外测温工作改进建议，供变电运行人员参考：

（1）.红外测温的缺陷图谱只能作参考，不能因为测温图像与缺陷图谱特征一致，就认定设备有相同缺陷。需要增加其他测量手段和综合分析多方面因素。

（2）当设备初次测温异常时，应从多角度对设备进行复测，包括正面、侧面、背面、平视、俯视等测量角度。特别是俯视测量可能消除部分误差，应尽量将其纳入辅助判断。

（3）设备表面是否刷漆对测温结果有十分重要的影响，设备表面为裸露金属时红外测温结果很可能不准确。应根据物体表面材料的情况实时调节红外测温仪的辐射系数、环境温度、湿度、距离等参数。

4.结束语

由于科技的不断发展，使得红外测温技术被广泛的使用，而且在变电运维中也得到了大力的推广。此项技术不仅使电力系统和相关的变电设备在运行时有了更高的可靠性，同时也让工作人员得到了更加准确的数据作为参考，并提高了输电设备检测的效率。因此，相关技术人员还应进一步探究红外测温技术，以此使变电设备能够更加安全、可靠。

参考文献：

[1]马宇静.变电运维中红外测温技术的应用研究[J].山东工业技术,2018,22:214.

[2]高薇.变电运维中红外测温技术的实践应用[J].中国新通信,2019,1922:101.