配網(wǎng)設備運行維護中的紅外測溫技術分析

鄢奎

摘 要：配網(wǎng)設備在運行過程中，會在電流、電壓作用的影響下出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，為了確保電網(wǎng)運行的安全，電力工作人員需要對這些發(fā)熱現(xiàn)象進行觀察和控制，這就需要用到紅外測溫技術。結合紅外測溫技術的特點，對其在配網(wǎng)設備運行維護中的應用進行分析和探討。

關鍵詞：配網(wǎng)設備；紅外測溫技術；線路檢測；絕緣材料

中圖分類號：TN215 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0013-02

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步，我國的電網(wǎng)工程得到了巨大的發(fā)展，電網(wǎng)的覆蓋面積越來越大，配網(wǎng)設備的數(shù)量和質(zhì)量也在不斷提高。為了確保電力網(wǎng)絡運行的安全和穩(wěn)定，做好運行設備的狀態(tài)檢修和維護工作是十分必要的。運用紅外測溫技術對配網(wǎng)設備運行中出現(xiàn)的熱效應現(xiàn)象進行檢測，是開展狀態(tài)檢修工作的重要環(huán)節(jié)和關鍵技術，應該得到電力工作人員的充分重視。

1 配網(wǎng)設備的熱效應

根據(jù)發(fā)熱機理，可以將配電設備的熱效應分為兩類：①電流致熱，是由電流作用引起的發(fā)熱現(xiàn)象，主要包括導線、線夾、接線板、接續(xù)管和電氣連接接頭設備；②電壓致熱，是指由電壓作用引起的發(fā)熱現(xiàn)象，包括電流/電壓互感器、避雷器、絕緣子、電纜中間接頭等。

在配網(wǎng)設備的運行過程中，熱效應現(xiàn)象是普遍存在的，雖然一般情況下并不會對電網(wǎng)的正常運行造成影響，但如果溫度過高，就會帶來較大的危害，包括：①材料劣化。過高的溫升會造成有機絕緣材料的脆化，造成絕緣性能降低、絕緣材料擊穿、半導體元件的熱擊穿等，甚至還會造成導線燒斷，形成斷路故障。②增大線損。設備發(fā)熱會造成電阻的增大，進而造成電能損耗的增加，而這又會反過來激化發(fā)熱現(xiàn)象，形成惡性循環(huán)，進而造成更大的危害和損失。③火災事故。如果配網(wǎng)設備溫升過高，就會造成絕緣擊穿，引發(fā)短路故障。短路電流會產(chǎn)生極大的短路熱效應，進而使設備或導線等燃燒，并引燃周圍的易燃物，最終造成嚴重的火災事故。

2 紅外測溫技術的特點

紅外測溫技術是一種利用紅外線作用的基本原理，對電網(wǎng)系統(tǒng)運行設備進行測溫的技術手段。其技術原理為：自然界中的任何物質(zhì)都是由各種各樣的分子、原子和電子構成的，在物質(zhì)內(nèi)部，它們始終處于規(guī)律性的運行狀態(tài)，相互之間的作用會產(chǎn)生一定的能量，也就是通常所說的熱輻射。紅外測溫技術正是針對這種熱輻射現(xiàn)象進行觀測，從而判斷設備的運行狀態(tài)是否正常。

相比于傳統(tǒng)線路維護檢修中的目測、手摸、耳聽等方式，紅外測溫技術具有十分顯著的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下三個方面：①安全性。紅外測溫技術可以實現(xiàn)遠距離、不停電、不接觸測量，可以在允許范圍內(nèi)對難以接近的目標溫度進行讀取，有效保證了電力工作人員的人身安全。②精確性。紅外熱像儀的測量精度在±2 ℃以內(nèi)，且可以在-20～2 000 ℃的溫度范圍內(nèi)進行精確測量，誤差僅在0.05 ℃之內(nèi)。同時，通過紅外圖像與數(shù)字照片的結合，可以實現(xiàn)故障的精確定位。③便捷性。紅外測溫技術可以在一定距離內(nèi)實現(xiàn)對發(fā)熱點溫度的實時、定量、在線測量，并繪制出相應的溫度梯度熱像圖；同時，其還具有靈敏度高、抗干擾能力強、設備攜帶方便和便于線路的日常巡檢等特點。

3 配網(wǎng)設備運行維護中的紅外測溫技術

在應用紅外測溫技術對配網(wǎng)設備進行狀態(tài)檢修時，可以通過以下幾種方法，對設備是否存在發(fā)熱缺陷進行判斷。

3.1 表面溫度法

利用專業(yè)的紅外測溫儀器對配網(wǎng)設備的表面溫度進行測量，然后結合國家相關規(guī)定和標準，按照設備不同材料、不同部件和絕緣介質(zhì)的溫度和溫升極限等相關標準，結合檢修時的氣候條件、負荷大小等對設備缺陷的性質(zhì)進行判斷。例如，對于設備的接頭、觸頭或者裸露的金屬部件，在空氣中，其最大溫度值應在75 ℃以下，如果周圍環(huán)境的溫度不超過40 ℃，則其溫升應在-238.15 ℃以下；而如果在油中，則最大溫度值應該在80 ℃以下，溫升應在-233.15 ℃以下。如果檢測到的溫度和溫升超出相應的值，則表明設備中存在發(fā)熱缺陷，需要及時對其進行維護和檢修。該方法與其他方法相比，具有直觀、簡單、實用性強等優(yōu)點，但如果設備負荷較小，發(fā)熱不明顯時，則容易出現(xiàn)誤判、漏判的情況，因此一般只能用于對簡單的外部發(fā)熱故障進行判斷。

3.2 相對溫差法

這種方法主要是根據(jù)設備所處的環(huán)境溫度、自身的物理屬性、表面狀況等對兩個相同或基本相同的對應點的溫度差異進行對比，然后通過相關公式計算出相對溫差值，從而對設備是否存在故障進行判斷。

3.3 檔案分析法

檔案分析法是指利用電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的相關信息，對同一設備在不同時間段內(nèi)的檢測數(shù)據(jù)（溫度、相對溫差、熱譜圖等）的變化情況進行分析，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化判斷設備的運行狀況、參數(shù)變化等是否符合正常規(guī)律。這種方法需要建立在良好的檔案管理基礎上，并對配網(wǎng)設備進行精確歸檔。

3.4 同類比較法

同類比較法是指在相同類型的配網(wǎng)設備（同一回路的同型設備和同一設備的三相）之間進行比較，從而判斷設備是否處于正常的運行狀態(tài)。在應用這種方法對設備發(fā)熱故障進行判斷時，需要考慮到三相設備同時產(chǎn)生發(fā)熱故障的可能性，以免影響判斷結果。同類比較法對電流致熱設備和電壓致熱設備都具備良好的適用性，尤其是對于電壓致熱設備，還可以使用允許溫升和同類允許溫差進行判斷。

3.5 熱譜圖分析法

熱譜圖分析法主要是依據(jù)同類設備在不同情況下，其熱譜圖也有所差異的原理，對設備的故障情況進行判斷。這種方法精確性高，且合理有效，因此在配網(wǎng)運行維護中得到了十分廣泛的應用。

一般來說，在配網(wǎng)運行維護中，紅外測溫技術的應用主要是紅外測溫儀和紅外熱像儀。紅外測溫儀多為手提式，具有便于攜帶、操作簡單等優(yōu)點，因此可以在日常線路巡視中對配網(wǎng)設備進行快速檢測，但是相對來說，這種儀器只能發(fā)現(xiàn)設備的異常發(fā)熱現(xiàn)象，無法對是否存在故障進行準確判斷。而紅外熱像儀具有直觀、穩(wěn)定、可靠、高靈敏度、抗干擾能力強、便于進行計算機分析的優(yōu)點，并且可以清晰地顯示設備的溫度場，直觀地看到設備的整體發(fā)熱情況，從而準確地對設備故障進行判斷，但其自身體積大、重量大、使用不便，在日常巡檢中不可能全部配置。因此，電力工作人員應該結合實際情況，合理選擇測量儀器，確保檢測結果的有效性和準確性。

4 結束語

總之，紅外測溫技術的應用可以對配網(wǎng)設備的發(fā)熱情況進行有效檢測和判斷，從而減少設備運行事故的發(fā)生，確保配網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，因此，該技術應該引起電力工作人員的充分重視，以推動我國電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

[1]許小勇.紅外測溫技術在配網(wǎng)設備運行維護中的應用[J].廣東科技，2008（02）：58-60.

[2]王耀志，李宏志.紅外測溫設備在電氣設備維護中的應用[J].科技傳播，2012（08）：176-160.

[3]劉仁祥.配電線路運行中紅外測溫技術的應用[J].中國城市經(jīng)濟，2011（30）：233-235.

[4]郭勇.紅外測溫技術在配網(wǎng)設備運行維護中的應用體會[J].低碳世界，2013（22）：36-37.

〔編輯：王霞〕

Abstract： The distribution network equipment during operation， the phenomenon will appear under the influence of heat current， voltage action， in order to ensure the safe operation of the power grid， electricity staff need to observe these phenomena and heat control， which need to use infrared measurement temperature technology. According to the characteristics of the infrared temperature measurement technology for its application in the distribution network equipment operation maintenance are analyzed and discussed.

Key words： distribution network equipment； infrared temperature measurement technology； line detection； insulating materials

4 結束語

總之，紅外測溫技術的應用可以對配網(wǎng)設備的發(fā)熱情況進行有效檢測和判斷，從而減少設備運行事故的發(fā)生，確保配網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，因此，該技術應該引起電力工作人員的充分重視，以推動我國電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

[1]許小勇.紅外測溫技術在配網(wǎng)設備運行維護中的應用[J].廣東科技，2008（02）：58-60.

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[3]劉仁祥.配電線路運行中紅外測溫技術的應用[J].中國城市經(jīng)濟，2011（30）：233-235.

[4]郭勇.紅外測溫技術在配網(wǎng)設備運行維護中的應用體會[J].低碳世界，2013（22）：36-37.

〔編輯：王霞〕

Abstract： The distribution network equipment during operation， the phenomenon will appear under the influence of heat current， voltage action， in order to ensure the safe operation of the power grid， electricity staff need to observe these phenomena and heat control， which need to use infrared measurement temperature technology. According to the characteristics of the infrared temperature measurement technology for its application in the distribution network equipment operation maintenance are analyzed and discussed.

Key words： distribution network equipment； infrared temperature measurement technology； line detection； insulating materials

4 結束語

總之，紅外測溫技術的應用可以對配網(wǎng)設備的發(fā)熱情況進行有效檢測和判斷，從而減少設備運行事故的發(fā)生，確保配網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，因此，該技術應該引起電力工作人員的充分重視，以推動我國電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

[1]許小勇.紅外測溫技術在配網(wǎng)設備運行維護中的應用[J].廣東科技，2008（02）：58-60.

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[4]郭勇.紅外測溫技術在配網(wǎng)設備運行維護中的應用體會[J].低碳世界，2013（22）：36-37.

〔編輯：王霞〕

Abstract： The distribution network equipment during operation， the phenomenon will appear under the influence of heat current， voltage action， in order to ensure the safe operation of the power grid， electricity staff need to observe these phenomena and heat control， which need to use infrared measurement temperature technology. According to the characteristics of the infrared temperature measurement technology for its application in the distribution network equipment operation maintenance are analyzed and discussed.

Key words： distribution network equipment； infrared temperature measurement technology； line detection； insulating materials