红外测温技术在变电运维中的应用研究

红外测温技术在变电运维中的应用研究

宇文经

国网晋中供电公司 山西 晋中 030600

摘要：红外热像仪具有普查效率高、检测灵敏可靠、不停电、安全性好等优点，可以清楚地显示故障部位和故障的严重程度，能够进行设备缺陷热分布场的分析，比传统的预防性试验更能有效地检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷。目前，电力系统都在由计划检修向状态检修过渡，红外诊断技术可以为状态检修提供有利的科学依据。随着电力工业的高速发展和普及，应用红外成像技术已经成为电力企业科技进步的必然需求。

关键词：红外测温技术；变电运维；应用

1 红外测温技术概述
红外测温技术属于十分先进的检测技术，利用接收物体所发射出的红外辐射，再通过像素点阵的形式将物体的表面温度分布情况呈现出来。这项检测技术的特点为精确、实时、高效。通过红外测温技术能够对故障点进行精确且直观的检测，同时能够对检修进行预知，减少运维成本，使设备运行的可靠性得到进一步提升。对于电力设备的检测工作来说，红外测温技术更是有着检测效率高、安全可靠、不受电磁干扰、探测距离远、速度快等优势，并且还能够进行实时检测。变电设备红外在线检测系统利用红外检测仪能够对区域内的设备进行全天不间断的检测，同时能够通过相关软件进行信息反馈，使工作人员能够及时发现过热问题，为专业人员远程实时评判设备潜在隐患提供了依据。
2 红外探测方法
在变电运维中，进行红外探测的方法主要分为三种：首先是温度探测，通过国外探测设备对物体的表面进行照射，以及将红外线照射到物体内部，接收到热辐射，进而可以探测到物体表面和内部的温度，来检验设备是否处于正常工作状态。往往变电设备在异常工作情况下，会产生较大的热量，而使设备表面温度高于正常工作的温度，进而就可以在红外探测设备发出警报，表明变电设备有故障问题。其次是温差探测，这种方式一般是针对设备在不同季节与气候下产生的温度差，通过红外测温设备能够将变电设备内外部的温度差进行检测，通过对比来判断设备运行是否有问题。最后使同型号检测，这需要基于设备在同一工作条件、同一型号的基础上，通过红外测温设备进行检测。一旦出现两种设备温差较大的情况，就说明其中一台设备有异常情况，通常都是温度过高的设备发生故障的几率更大。

3 红外测温技术的判断方法
       3.1相对温差判断法
       设备发热，很多情况下是由电流导致。针对电流诱发的设备发热，若导流部分出现异常的热辐射，那么我们必须测定好设备的温度，判断精准的数值，将其导入δ=［(T1-T2)/(T1-T0)］x100%中，从而计算相对温差。T1代表发热点温度，T2代表正常相的温度，而T3代表环境参照体实际的温度。结合技术标准，来对故障信息进行分析。
       3.2同类比较法
       同类比较法，指的是同类事物之间作出对比，判断相异点，从而得到新认识、见解、方案和方法。对红外测温技术而言，它主要结合相应点升温的变化，对相同型号下的电气设备作出判断。必须指出的一点，如果同类温度高于允许升温值的30%，提示潜藏某种特大的安全隐忧，让工作人员给予更多的关注。如果三相电压不对称，需考虑工作电压产生的影响。可见，同类比较法同样也是安全、可靠的办法。
       3.3热谱图分析法
       热谱图，实际上是对变温过程中某物质的热效应(物理或是化学变化时表现的吸热、放热现象)及其温度范围进行描述的图谱。热谱图分析法，将正常、异常运行条件下设备的热谱图进行对比，结合二者的差别来对电气设备的运行状态作出判断。

4 红外测温技术的应用
       4.1在隔离开关发热故障检测中的应用
       红外测温技术能够对隔离开关运行状况进行准确检测。例如在某220kV变电站隔离开关过热故障处理案例中，变电站日常巡视进行定期红外测温，运行人员发现隔离开关A相温度异常，通过测温图谱比较分析发现:A相最高温度为110℃，B、C相温度为54℃，环境温度为32℃，其中动静触头结合处温度最高，初步可判断为触头接触不良引发的发热故障。通过停电检修，发现触头表面氧化情况十分严重，导致触头电阻增大，进而引发隔离开关发热。对此情况，应及时清理触头锈蚀部分，严重时进行更换，通过红外测温复测，设备恢复正常运行。
       4.2运用在维修状态
       变电监测现阶段一般利用状态检查，其具备良好的应变性，不但能提升作业速率，减小作业时间，而且还能降低断电影响，但是这些一定要率先判断出待测设施的要件情况。因为一般运作的变电要件均自带电荷，难以高效掌握设施的内在情况，所以状态鉴别与获得的讯息有着密切的联系。传统检查过程中，间接讯息一般包括在相应的自动装备里，经过检查问题记载，同样能了解不足和漏洞，然而利用此种形式同样具备弊端，例如在线监测时一定要配备大量的弱电、强电设施，测定设施的绝缘情况时，也无法展开准确的配合。

       4.3在金属线夹发热故障检测中的应用
       线夹在经过长期氧化反应后，线夹的接触电阻增大造成局部电流发热，导致线夹温度出现异常，对变电运行产生较大的威胁。在某220kV变电站，运行人员使用红外测温仪开展红外测温中，根据测温图谱分析，A、B、C相线夹温度分别为24.0℃、23．8℃、32℃，明显发现C相处温度高于其他两处温度约8℃，发热现象更为明显。通过停电检测，发现C相线夹接线板螺丝锈蚀情况严重，通过使用电阻测试仪，发现C相电阻明显高于其他两处，由此确定该发热现象是由线夹连接板接触电阻增大造成局部电流发热而引起的。对此情况，对线夹接线板螺丝进行打磨处理，并更换导电膏，对设备进行红外测温复测发现，设备运行正常。
       4.4基于红外测温技术的二次回路异常监测
       在电力系统中，由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路，用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况，用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置。在长期运行中由于电缆老化、螺丝松动及人为损伤等因素，会因接线不稳导致二次回路中出现断线、短路或者接地现象，而其中部分二次回路在此类故障的出现过程中会逐渐体现出局部温升增高现象，甚至引起回路破坏，威胁电力系统的安全运行。在电力系统常规二次回路检测工作中，对于二次回路只能采用紧固螺丝方法预防接线松动的出现。且在某些电流互感器二次开路、电压互感器二次短路等故障出现早期时会在相关装置上出现采样值异常，但无法发现具体故障位置，只能待故障更为严重烧坏回路时才能发现。红外测温技术可检测二次回路的温度异常，能在故障出现早期及时发现出现二次回路异常状况，为二次回路故障诊断提供依据。

5 结束语
通过对红外测温技术进行分析发现，为了将其合理地应用于变电运维，首先需要对此项技术进行全面分析，在保证其方便和各项优势的同时，全面发挥其重要作用。在对红外测温技术进行应用时，通常是以变电运维日常检修和故障检修等为主，与此同时，还应该对环境温度和负载电流等进行特别注意，即红外测温技术具备局限性特征，需要在综合分析和考虑的基础上进行此项技术的应用，以此发挥其在变电运维中的重要作用，促进其运维系统的稳定运行。

参考文献

[1] 李丽.试论红外测温技术在变电运维中的应用及注意事项[J].数字通信世界,2019,08:193+227.

[2] 张海春.变电运维工作中对电压致热型设备的红外测温技术[J].电子元器件与信息技术,2019,307:112-114+118.