芻議變電運行中紅外測溫技術的應用

胡建榮

摘 要：紅外測溫技術主要利用輻射測溫的原理，對運行中的電力設備進行檢測，其具有簡便、快捷、不接觸設備等特點，對診斷變電運行中的故障問題有重要作用，有利于提高國家電網運行的穩定性和可靠性。闡述了變電運行中紅外測溫技術的具體應用。

關鍵詞：變電運行；紅外測溫技術；電力設備；設備缺陷

中圖分類號：TN215；TM732 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0069-02

隨著電網建設規模的不斷擴大，電力設備持續增多，電力系統的供電壓力也越來越大。變電系統作為電力系統的重要組成部分，對供電系統的穩定性有非常重要的作用。在變電系統的運行中，設備的發熱、磨損或老化都會影響其正常運行，因此，紅外測溫技術對運行設備的檢測工作極其重要。紅外測溫技術在變電運行中的應用，不僅提高了對設備的監測和檢修水平，還降低了故障查找的難度，對提高變電系統的穩定性有積極作用。

1 紅外測溫技術簡述

1.1 紅外測溫技術的基本原理

紅外測溫技術的工作原理：任何物質均會由于內部電子等構成成分的運動產生熱輻射，變電設備在運行中也會因多種因素產生不同的熱輻射。而紅外測溫技術主要用于采集變電設備產生的熱輻射，利用該技術自身的功能將熱輻射轉化成圖像信號，以檢測環境溫度，進而判斷設備的運行狀態，達到檢測設備是否出現異常或故障的目的。

1.2 紅外測溫技術的特點

紅外測溫技術具有以下幾個特點：①主要用于診斷運行中的電力設備，但需要在有電的條件下進行；②可以通過紅外輻射判斷溫度的變化，具有不與設備接觸的特點；③具有紅外輻射功能，可以獨立進行檢測工作，并且能夠保證測量結果的準確性和及時性；④現階段，我國的電網規模在不斷擴大，利用傳統的測溫儀已經不符合發展的需求，但該技術能夠同時對大面積的電網進行檢測，并用生動的圖像將檢測結果表現出來，節省了時間和人力資源；⑤可將計算機的圖像分析和數據處理的功能結合起來，直接對檢測結果進行分析，并有儲存有效信息，實現了信息資源共享。

2 紅外測溫技術的判斷方法

2.1 電流致熱的電力設備

對于因電流致熱的電力設備，可以采用相對溫差判斷法。當電力設備的導流部分出現熱態異常時，利用紅外測溫技術能夠準確測溫，并得出相關的溫度數值。可利用如下公式計算相對溫差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——發熱點的溫度；

T2——正常相的溫度；

T0——環境參照體的溫度。

將測得的相關值代入到式（1）中，就能得到溫度差。

2.2 電壓致熱的電力設備

對于電壓致熱的電力設備，可以采用同類比較法。可利用對應點溫升值之間的差異，判斷同一型號電壓致熱設備的運行狀況。使用允許溫差與同類允許溫差的判斷依據來確定低壓致熱設備時，根據相關規定，當同類溫度大于允許溫升值內的30%時，就能確定該電力設備存在的缺陷，如果三相變壓出現不對稱的現象時，則說明受到了工作電壓的影響。

3 紅外測溫技術在變電運行中的應用

3.1 對電流致熱型缺陷的檢測

電氣設備的種類較多，加之設備的致熱因素、內部結構和運行條件不同，導致各種設備的檢測和缺陷判斷方法也不同。電流致熱型設備發熱異常主要包括電氣接頭連接不良、觸頭接觸不良、導線（導體）載流面積不夠或斷股等。電流致熱型缺陷檢測的主要特點有：①致熱部位裸露，可用熱像儀直接測溫。②溫度測量值與實際值差別不大。一般可根據測得的溫度值或溫升值，按照GB/T 11022—2011規定的溫度和溫升局限值，以及紅外診斷技術應用導則中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴重程度。當溫度值超過規定值時，必須申請停電處理。電流互感器接頭發熱缺陷實例如圖1所示。

3.2 對電壓致熱型缺陷的檢測

電壓致熱型故障主要指因設備內部絕緣不良，或者電壓分布異常和泄漏電流增大所產生的故障。致熱效應主要由電壓引起，與負荷電流沒有關系。它的主要特征有以下幾點：①內部絕緣介質受潮、老化，介質損耗增大；②故障后可改變其正常運行時的電壓分布或泄漏電流，外表面會產生異常的特征性熱分布；③交流輸電線路瓷絕緣子的絕緣劣化、污穢分布電壓和泄漏電流異常，出現發熱或變涼的特征；④合成絕緣子絕緣性能良好的部位與絕緣性能已損壞部位的交合處發熱。

電壓致熱型設備的發熱判斷方法應采用同類比較法和通過對應點溫升值的差異來判斷，同類溫差超過允許溫升值的30%時，應定為重大缺陷。還可采用熱譜圖分析法，通過對正常狀態和異常狀態下熱譜圖的差異進行判斷，根據設備的結構和表面溫度場進行分析、計算和比較，可以正確判斷設備是否存在故障。斷路器均壓電容介損增大缺陷實例如圖2所示。

摘 要：紅外測溫技術主要利用輻射測溫的原理，對運行中的電力設備進行檢測，其具有簡便、快捷、不接觸設備等特點，對診斷變電運行中的故障問題有重要作用，有利于提高國家電網運行的穩定性和可靠性。闡述了變電運行中紅外測溫技術的具體應用。

關鍵詞：變電運行；紅外測溫技術；電力設備；設備缺陷

中圖分類號：TN215；TM732 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0069-02

隨著電網建設規模的不斷擴大，電力設備持續增多，電力系統的供電壓力也越來越大。變電系統作為電力系統的重要組成部分，對供電系統的穩定性有非常重要的作用。在變電系統的運行中，設備的發熱、磨損或老化都會影響其正常運行，因此，紅外測溫技術對運行設備的檢測工作極其重要。紅外測溫技術在變電運行中的應用，不僅提高了對設備的監測和檢修水平，還降低了故障查找的難度，對提高變電系統的穩定性有積極作用。

1 紅外測溫技術簡述

1.1 紅外測溫技術的基本原理

紅外測溫技術的工作原理：任何物質均會由于內部電子等構成成分的運動產生熱輻射，變電設備在運行中也會因多種因素產生不同的熱輻射。而紅外測溫技術主要用于采集變電設備產生的熱輻射，利用該技術自身的功能將熱輻射轉化成圖像信號，以檢測環境溫度，進而判斷設備的運行狀態，達到檢測設備是否出現異常或故障的目的。

1.2 紅外測溫技術的特點

紅外測溫技術具有以下幾個特點：①主要用于診斷運行中的電力設備，但需要在有電的條件下進行；②可以通過紅外輻射判斷溫度的變化，具有不與設備接觸的特點；③具有紅外輻射功能，可以獨立進行檢測工作，并且能夠保證測量結果的準確性和及時性；④現階段，我國的電網規模在不斷擴大，利用傳統的測溫儀已經不符合發展的需求，但該技術能夠同時對大面積的電網進行檢測，并用生動的圖像將檢測結果表現出來，節省了時間和人力資源；⑤可將計算機的圖像分析和數據處理的功能結合起來，直接對檢測結果進行分析，并有儲存有效信息，實現了信息資源共享。

2 紅外測溫技術的判斷方法

2.1 電流致熱的電力設備

對于因電流致熱的電力設備，可以采用相對溫差判斷法。當電力設備的導流部分出現熱態異常時，利用紅外測溫技術能夠準確測溫，并得出相關的溫度數值。可利用如下公式計算相對溫差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——發熱點的溫度；

T2——正常相的溫度；

T0——環境參照體的溫度。

將測得的相關值代入到式（1）中，就能得到溫度差。

2.2 電壓致熱的電力設備

對于電壓致熱的電力設備，可以采用同類比較法。可利用對應點溫升值之間的差異，判斷同一型號電壓致熱設備的運行狀況。使用允許溫差與同類允許溫差的判斷依據來確定低壓致熱設備時，根據相關規定，當同類溫度大于允許溫升值內的30%時，就能確定該電力設備存在的缺陷，如果三相變壓出現不對稱的現象時，則說明受到了工作電壓的影響。

3 紅外測溫技術在變電運行中的應用

3.1 對電流致熱型缺陷的檢測

電氣設備的種類較多，加之設備的致熱因素、內部結構和運行條件不同，導致各種設備的檢測和缺陷判斷方法也不同。電流致熱型設備發熱異常主要包括電氣接頭連接不良、觸頭接觸不良、導線（導體）載流面積不夠或斷股等。電流致熱型缺陷檢測的主要特點有：①致熱部位裸露，可用熱像儀直接測溫。②溫度測量值與實際值差別不大。一般可根據測得的溫度值或溫升值，按照GB/T 11022—2011規定的溫度和溫升局限值，以及紅外診斷技術應用導則中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴重程度。當溫度值超過規定值時，必須申請停電處理。電流互感器接頭發熱缺陷實例如圖1所示。

3.2 對電壓致熱型缺陷的檢測

電壓致熱型故障主要指因設備內部絕緣不良，或者電壓分布異常和泄漏電流增大所產生的故障。致熱效應主要由電壓引起，與負荷電流沒有關系。它的主要特征有以下幾點：①內部絕緣介質受潮、老化，介質損耗增大；②故障后可改變其正常運行時的電壓分布或泄漏電流，外表面會產生異常的特征性熱分布；③交流輸電線路瓷絕緣子的絕緣劣化、污穢分布電壓和泄漏電流異常，出現發熱或變涼的特征；④合成絕緣子絕緣性能良好的部位與絕緣性能已損壞部位的交合處發熱。

電壓致熱型設備的發熱判斷方法應采用同類比較法和通過對應點溫升值的差異來判斷，同類溫差超過允許溫升值的30%時，應定為重大缺陷。還可采用熱譜圖分析法，通過對正常狀態和異常狀態下熱譜圖的差異進行判斷，根據設備的結構和表面溫度場進行分析、計算和比較，可以正確判斷設備是否存在故障。斷路器均壓電容介損增大缺陷實例如圖2所示。

摘 要：紅外測溫技術主要利用輻射測溫的原理，對運行中的電力設備進行檢測，其具有簡便、快捷、不接觸設備等特點，對診斷變電運行中的故障問題有重要作用，有利于提高國家電網運行的穩定性和可靠性。闡述了變電運行中紅外測溫技術的具體應用。

關鍵詞：變電運行；紅外測溫技術；電力設備；設備缺陷

中圖分類號：TN215；TM732 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0069-02

隨著電網建設規模的不斷擴大，電力設備持續增多，電力系統的供電壓力也越來越大。變電系統作為電力系統的重要組成部分，對供電系統的穩定性有非常重要的作用。在變電系統的運行中，設備的發熱、磨損或老化都會影響其正常運行，因此，紅外測溫技術對運行設備的檢測工作極其重要。紅外測溫技術在變電運行中的應用，不僅提高了對設備的監測和檢修水平，還降低了故障查找的難度，對提高變電系統的穩定性有積極作用。

1 紅外測溫技術簡述

1.1 紅外測溫技術的基本原理

紅外測溫技術的工作原理：任何物質均會由于內部電子等構成成分的運動產生熱輻射，變電設備在運行中也會因多種因素產生不同的熱輻射。而紅外測溫技術主要用于采集變電設備產生的熱輻射，利用該技術自身的功能將熱輻射轉化成圖像信號，以檢測環境溫度，進而判斷設備的運行狀態，達到檢測設備是否出現異常或故障的目的。

1.2 紅外測溫技術的特點

紅外測溫技術具有以下幾個特點：①主要用于診斷運行中的電力設備，但需要在有電的條件下進行；②可以通過紅外輻射判斷溫度的變化，具有不與設備接觸的特點；③具有紅外輻射功能，可以獨立進行檢測工作，并且能夠保證測量結果的準確性和及時性；④現階段，我國的電網規模在不斷擴大，利用傳統的測溫儀已經不符合發展的需求，但該技術能夠同時對大面積的電網進行檢測，并用生動的圖像將檢測結果表現出來，節省了時間和人力資源；⑤可將計算機的圖像分析和數據處理的功能結合起來，直接對檢測結果進行分析，并有儲存有效信息，實現了信息資源共享。

2 紅外測溫技術的判斷方法

2.1 電流致熱的電力設備

對于因電流致熱的電力設備，可以采用相對溫差判斷法。當電力設備的導流部分出現熱態異常時，利用紅外測溫技術能夠準確測溫，并得出相關的溫度數值。可利用如下公式計算相對溫差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——發熱點的溫度；

T2——正常相的溫度；

T0——環境參照體的溫度。

將測得的相關值代入到式（1）中，就能得到溫度差。

2.2 電壓致熱的電力設備

對于電壓致熱的電力設備，可以采用同類比較法。可利用對應點溫升值之間的差異，判斷同一型號電壓致熱設備的運行狀況。使用允許溫差與同類允許溫差的判斷依據來確定低壓致熱設備時，根據相關規定，當同類溫度大于允許溫升值內的30%時，就能確定該電力設備存在的缺陷，如果三相變壓出現不對稱的現象時，則說明受到了工作電壓的影響。

3 紅外測溫技術在變電運行中的應用

3.1 對電流致熱型缺陷的檢測

電氣設備的種類較多，加之設備的致熱因素、內部結構和運行條件不同，導致各種設備的檢測和缺陷判斷方法也不同。電流致熱型設備發熱異常主要包括電氣接頭連接不良、觸頭接觸不良、導線（導體）載流面積不夠或斷股等。電流致熱型缺陷檢測的主要特點有：①致熱部位裸露，可用熱像儀直接測溫。②溫度測量值與實際值差別不大。一般可根據測得的溫度值或溫升值，按照GB/T 11022—2011規定的溫度和溫升局限值，以及紅外診斷技術應用導則中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴重程度。當溫度值超過規定值時，必須申請停電處理。電流互感器接頭發熱缺陷實例如圖1所示。

3.2 對電壓致熱型缺陷的檢測

電壓致熱型故障主要指因設備內部絕緣不良，或者電壓分布異常和泄漏電流增大所產生的故障。致熱效應主要由電壓引起，與負荷電流沒有關系。它的主要特征有以下幾點：①內部絕緣介質受潮、老化，介質損耗增大；②故障后可改變其正常運行時的電壓分布或泄漏電流，外表面會產生異常的特征性熱分布；③交流輸電線路瓷絕緣子的絕緣劣化、污穢分布電壓和泄漏電流異常，出現發熱或變涼的特征；④合成絕緣子絕緣性能良好的部位與絕緣性能已損壞部位的交合處發熱。

電壓致熱型設備的發熱判斷方法應采用同類比較法和通過對應點溫升值的差異來判斷，同類溫差超過允許溫升值的30%時，應定為重大缺陷。還可采用熱譜圖分析法，通過對正常狀態和異常狀態下熱譜圖的差異進行判斷，根據設備的結構和表面溫度場進行分析、計算和比較，可以正確判斷設備是否存在故障。斷路器均壓電容介損增大缺陷實例如圖2所示。