220kV变电站设备运行维护中红外诊断技术的运用

220kV变电站设备运行维护中红外诊断技术的运用

宋鹏

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布供电公司  内蒙古自治区乌兰察布市 012000

摘要：红外热成像检测是电力设备在线监测的一种有效技术，可用于高电压、大电流设备的实时检测。该技术可无需停电，即可发现潜在故障，防止事故发生。本文阐述了变电设备红外诊断技术的原理、特点和方法，并分析了其在变电站设备运行维护方面的作用。

关键词：变电站设备；运行维护；红外诊断技术；运用

1 红外诊断技术概述

   电力系统中，变电设备扮演重要角色，变电站设备有序运行支持电力系统安全稳定运转。红外诊断在状态勘测修整环节起重要作用。对于任何具有温度的物体，它都以电磁波的形式不断地向外界释放能量，而释放的能量与其温度成正比。红外测温仪就是利用这个特性，可以实现非接触式的测温，无需接触被测物体。红外测温技术是一种新型技术，利用红外探测设备的红外辐射热量并将其转化为温度予以显示。在实际应用中，红外测温技术可以检测某点局部范围的温度均值，并结合该温度评估设备的运行状况。设备散发的红外辐射通过大气传输，红外测温仪则利用其光学系统将散发能量转换为电信号，最终呈现检测结果。

2 红外诊断技术的特点

2.1无需停电，不用接触

使用红外诊断技术来监测设备温度，并通过红外仪进行结果观察，无需断电或直接接触设备，操作方便且提供一定的操作安全性保证。在检测过程中，若设备故障出现在表面，可以直接使用仪器获取检查结果；若故障在设备内部发生，红外检测仪将比较设备表面温度，从而给出故障发生位置的范围，在通过详细分析确定具体位置，进而找到故障发生的具体位置。

2.2操作简单，效率极高

红外诊断技术用于设备温度检测主要采用被动方式，操作简单、手法单一，主要通过检测设备自身的热辐射强度来实现，无需其他仪器的辅助。该技术在仪器工作时能够对设备进行全面扫描，节省时间，大大提高检测效率。红外诊断技术在电力设备检测中得到广泛应用，尤其在变电站方面应用较多，但并非适用于所有设备。

2.3方便分析，智能发展

红外测仪与电脑连接，能够获得实时测温图像并进行分析处理，迅速获取故障的详细信息，智能化的进展更快。同时，检测到的数据还可以保存，方便建立数据库，为未来的分析研究提供了便利。

3 变电站设备运行维护中红外诊断方法

3.1表面温度判断法

表面温度判断方法参照现有标准，对设备显示过热部位进行检测，结合环境和负荷电流，判断其状态是否正常。这种方法适用于电流致热型和综合致热型设备。虽然可以确定设备故障部位，但无法完全展示红外诊断技术超前诊断的优势。

3.2相对温差判断法

相对温差判断法提出的目的是为了排除设备负荷和环境温度差异对红外检测和诊断结果的影响。该方法主要适用于电流致热型设备，尤其是在负荷电流较小时，可以降低设备缺陷漏判的概率。当环境温度较低或设备负荷较小时，设备的温度必然低于在高环境温度和高负荷时的温度。尽管有大量证明表明，在此时温度值未超过允许范围，但并不能得出设备不存在缺陷的结论。通常情况下，设备故障往往在负荷增加或环境温度升高后发生。“相对温差”表示在设备型号、安装地点、环境温度、表面状况和负荷等方面相同或基本相同的两个测点之间的温升差异与较热点温升之比的百分比。而温升是指设备表面温度与环境参考体温度之间的差距。

3.3同类比较判断法

同等判断法是指通过比较同类型的设备来进行判断。所谓“同等”设备是指它们在类型、工况、环境温度和背景热噪声方面相似或相近的设备，可以相互比较。具体方法是比较同类设备的相应部分的温度值，这有助于判断设备的状态是否正常。在进行同等比较时，需要特别注意排除它们同时存在热故障的可能性。

3.4档案分析法

档案分析法是一种通过将测量结果与设备的红外诊断技术档案进行对比来进行分析诊断的方法。这一方法对于对于重要且结构复杂的设备的正确诊断非常有益。应用这种方法需要较高的前提要求，要先为诊断对象建立红外诊断技术档案，以便在诊断过程中能够分析设备在不同时期的红外检测结果，包括温度、温升和温度场的变化情况，了解设备热态的变化趋势。同时，还需要参考其他相关检测结果，进行综合分析和判断。

4 变电站设备运行维护中红外诊断技术的运用

4.1早期故障的诊断

一般认为，针对变电站设备，定期进行温度检测是非常重要的。随着我国电力行业的快速发展，电力设备承受着巨大的压力。为了及时发现潜在的异常情况，必须定时对运行中的电力设备进行温度测量。此外，针对设备故障的初期阶段，温度普遍上升并不显著。因此，传统的测温方法（如目测、手摸等）可能无法及时发现故障，从而导致故障扩大和事故发生的风险增加。因此，定期使用红外线诊断技术对变电站运行设备进行检测至关重要。

4.2隔离开关触头发热情况

变电站隔离开关常出现触头发热的现象。原因是隔离开关长期暴露在空气中，导致触头表面与氧气反应生成氧化膜，增大了触头表面的电阻，从而影响了电流的正常流通，进而导致触头发热。在进行隔离开关的安装过程中，如果相关人员没有按照规范进行安装、养护和定期检修，就容易导致隔离开关因为不合理的合闸操作而出现触头过热的情况。为了解决这个问题，可以采用红外测温技术来实时监测触头的情况，以便及时发现触头异常发热的位置，方便工作人员及时采取措施，减少故障的发生概率，提高变电设备的安全性和稳定性。

4.3提高设备巡视工作质量

质量安全巡视是十分重要的工作，尤其对于变电设备来说。因为在变电运行过程中，设备故障往往是由于接触电阻增加引起的，而这通常是因为输电网的电气元件松动、锈蚀甚至破裂导致的。这种情况会导致设备温度上升，因此我们必须高度重视质量安全巡视。变电站的设备运行人员每天巡视常采用耳听、目测和手摸的方式，其中目测是最常用的直接巡视方法。然而，这种方法存在局限，因为人类的视力范围有限，只能发现表面和容易观察到的问题，而无法察觉一些不易看到的延展性问题。这种局限性导致了人力和物力的白白损耗。因此，红外测温技术能够通过实时监测设备来解决这个问题，以提高设备巡视工作的质量，确保变电运行的安全性和可靠性。

4 结语

综上所述，利用红外技术，可以完成变电站设备的定期诊断和重大保供电工作，通过电压发热型、电流发热型和综合发热型的判断，结合故障类型和相关细则，可以采取不同处理办法来让变电站设备故障得到及时解决，为变电站运行的平稳性和可靠性提供保障。

参考文献

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