淺析紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的應(yīng)用

笪群峰

摘 要：變電運(yùn)行是電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，受內(nèi)外因素影響，在運(yùn)行中常會出現(xiàn)一些故障，需要停止運(yùn)行才能開展檢測維修工作，嚴(yán)重延緩了工作效率。為保證電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，電力行業(yè)引進(jìn)了紅外測溫技術(shù)，該技術(shù)利用輻射測溫的原理，能夠在不接觸電氣設(shè)備的情況下對其進(jìn)行故障檢測，既省時(shí)又省力，而且能夠保證系統(tǒng)持續(xù)供電，在診斷變電運(yùn)行故障中起著積極作用。

關(guān)鍵詞：紅外線測溫技術(shù)；變電運(yùn)行；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0106-02

隨著電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展，電力設(shè)備的增多，電力系統(tǒng)面臨著新的供電壓力，作為其中一個(gè)關(guān)鍵部分，變電系統(tǒng)的重要性不言而喻。在長期運(yùn)行中，設(shè)備發(fā)熱，甚至磨損老化，很容易影響變電正常運(yùn)行。以往在檢測故障時(shí)，往往需要停止變電設(shè)備工作，而且查找故障有一定的難度，在科技的推動下，故障檢測技術(shù)有了很大進(jìn)步，紅外測溫技術(shù)即是一種新的方法。

1 紅外測溫技術(shù)

1.1 技術(shù)原理

該技術(shù)屬于物理學(xué)范圍，只有溫度在絕對零度以上，任何物體都會散發(fā)出紅外輻射能量，溫度越高，能量越大，但人眼難以看見。所謂紅外測溫技術(shù)，便是借助一些紅外測溫儀器接收物體放出的紅外線，進(jìn)而對其溫度進(jìn)行測量的一種技術(shù)，紅外測溫系統(tǒng)通常是由鏡頭接受紅外輻射，將其轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)系統(tǒng)處理后以視頻或圖像的形式顯示在屏幕上，以便人們形象直觀地觀測。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

紅外線是一種電磁輻射，可劃分為四個(gè)波段，依次是近紅外線、遠(yuǎn)紅外線、中紅外線和極遠(yuǎn)紅外線，其原理決定了其檢測方式與其他方式的不同。首先，紅外測溫技術(shù)可在設(shè)備運(yùn)行中監(jiān)測到異常紅外輻射，真實(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了不接觸、不停運(yùn)，極大地保障了操作的安全性；其次，操作比較簡單，因檢測儀器在沒有安裝檢測裝置或其他輔助信號源的情況下，也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種設(shè)備出現(xiàn)的故障，減少了事故發(fā)生率，除了檢測故障的部位，還能反映出故障程度，為檢修人員采取措施提供了許多方便；再者，以此技術(shù)為基礎(chǔ)建立起來的紅外測溫系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)分析，將檢測到的紅外線的信息形成圖像或視頻，并具備存儲功能，將用過的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行保存，以便日后調(diào)用。

2 紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 實(shí)例概述

某地電力系統(tǒng)采用的是35 kV架空雙回路電源，隨著用電量驟增，系統(tǒng)供電負(fù)荷很大，2013年6月，系統(tǒng)中的變電站出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)正常供電。以往在維護(hù)時(shí)，經(jīng)常使用試溫貼片執(zhí)行溫升監(jiān)控工作，但因高壓線路有安全距離限制，若比此距離小，極有可能威脅到人身安全，而且操作起來十分不便，使得檢測效果并不理想，出現(xiàn)了多起電氣事故。出現(xiàn)故障的原因多是接觸不良造成設(shè)備嚴(yán)重發(fā)熱，因此，必須對電氣設(shè)備的升溫情況進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，才能減少損失。該地自2011年引進(jìn)紅外檢測技術(shù)，在近兩年出現(xiàn)的變電故障中起到了積極作用。對此此次事故，由于紅外測溫系統(tǒng)及時(shí)準(zhǔn)確地分析了故障所在及故障程度，為檢修人員贏得了許多準(zhǔn)備的時(shí)間，而且降低了停電率，大大提高了工作效率。

2.2 變電系統(tǒng)常見發(fā)熱故障分析

①隔離開關(guān)刀口發(fā)熱。由于頻繁的操作，在長期機(jī)械應(yīng)力的作用下，開關(guān)很容易出現(xiàn)合閘不到位的狀況，刀口接觸面受力不均，使得接觸電阻有所增加。因安裝不合理，隔離開關(guān)長期暴露在空氣中，連接件表面極有可能被氧化，進(jìn)而導(dǎo)致電阻增大。紅外測溫技術(shù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行準(zhǔn)確有效的檢測。

②變壓器和電抗器。變壓器一旦發(fā)生漏磁現(xiàn)象，便會產(chǎn)生大量的渦流損耗，導(dǎo)致螺桿或箱體的溫度上升，其熱成像特點(diǎn)是以漏磁穿過區(qū)域?yàn)橹行模纬蓪哟伪容^清晰但呈不規(guī)則形狀的圓環(huán)，溫度通常都會在95℃以下；變壓器內(nèi)部如果有接觸不良現(xiàn)象，同樣會引起發(fā)熱，尤其是箱體，溫度會逐漸攀升，與渦流損耗的熱成像特點(diǎn)的區(qū)別在于，它不會產(chǎn)生環(huán)流形狀。此外，沿路的管道被堵塞，也會導(dǎo)致發(fā)熱，其特征在于，因?yàn)槎氯艿罌]有參與循環(huán)，隨著溫度的上升，會出現(xiàn)明顯的低溫區(qū)，其他部位則溫度很高，形成很大的溫度差，在熱譜圖中非常明顯。變壓器內(nèi)高壓套管若因缺油而引起溫度升高，套管內(nèi)的油氣輻射熱量有一定的差異，反映在熱圖譜中，則顯示為明顯的油氣分界線。

③互感器。影響互感器正常運(yùn)行的因素很多，如內(nèi)部接觸不良、損耗過大，或外殼發(fā)熱，器體處于缺油狀態(tài)，都很容易引起互感器出現(xiàn)故障。當(dāng)互感器的表面溫度出現(xiàn)異常時(shí)，35～100 kV電磁型電壓互感器表面的溫升最大值應(yīng)控制在5 K之內(nèi)，相間的溫差應(yīng)控制在1.5 K以內(nèi)。若超過溫升太多，有必要結(jié)合其他方法對測試結(jié)果進(jìn)行分析。

④組合電器。組合電器在選擇外殼制作材料時(shí)，以金屬材料居多，在測溫時(shí)通常只能對其外殼溫度進(jìn)行測量。按照相關(guān)的要求，為保護(hù)工作人員的人身安全，接觸部位的溫升盡量控制在30 K以內(nèi)。若操作時(shí)不用觸及電器，則允許溫升一般為40 K，特殊情況下可以設(shè)為60 K。

⑤線夾發(fā)熱。由于線夾導(dǎo)線多是在空氣中運(yùn)行，時(shí)間一長，彈簧墊片很容易被氧化，以至于線夾出現(xiàn)連接不良、松動等現(xiàn)象，使得接觸電阻增加，引起線夾發(fā)熱。在安裝時(shí)漏裝或檢測出現(xiàn)漏檢，以及彈簧墊片安裝不合理，都會引起線夾松動，接觸電阻增加，進(jìn)而導(dǎo)致線夾發(fā)熱。紅外測溫技術(shù)能夠定期對其進(jìn)行檢測，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決發(fā)熱現(xiàn)象。

5 結(jié) 語

針對變電運(yùn)行系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障，應(yīng)采取紅外測溫技術(shù)對其進(jìn)行檢測，該技術(shù)能夠在不接觸電氣設(shè)備的情況下檢測故障，保證了系統(tǒng)的工作持續(xù)性，速度快、效果好，值得推廣應(yīng)用。在使用中，還應(yīng)注意一些環(huán)境因素，將該技術(shù)不斷完善。

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