探討紅外測溫診斷技術(shù)在500kV變電運行中的實踐思路

艾棣

摘 要：在電力設(shè)備與輸送系統(tǒng)里，電力設(shè)備發(fā)熱缺陷是引發(fā)電網(wǎng)事故的重要元兇，檢查電力設(shè)備的運行情況是巡視人員檢查的重要工作，鑒于輸變電設(shè)備電壓高、持續(xù)供電的特殊性，這就要求在不觸及、不斷電、不靠近的情況下對其進行檢測。紅外測溫診斷技術(shù)就是這樣的一種先進的監(jiān)測手段，它可以在滿足以上條件的情況下實現(xiàn)對電力設(shè)備與輸送系統(tǒng)的監(jiān)測任務(wù)，可以有效地發(fā)現(xiàn)、處理和預(yù)防重大事故發(fā)生。本文就紅外測溫診斷技術(shù)的理論特點與運用做一個探討，并結(jié)合該技術(shù)在500kV變電運行的實際應(yīng)用，介紹一些應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞：紅外測溫診斷技術(shù)；500kV變電設(shè)備；線路監(jiān)測；檢測實踐

中圖分類號：TM63 文獻標(biāo)識碼：A

一、引言

在我國經(jīng)濟保持高速發(fā)展的前提下，我國的電力形勢經(jīng)常處于高負(fù)荷運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。為了保障電力設(shè)備與輸送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，電力巡視人員的重要工作就是檢查檢測電力設(shè)備的運行情況，常規(guī)的眼看、鼻嗅、耳聽等巡視方法不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱缺陷和診斷發(fā)熱嚴(yán)重程度，我公司2010年新增兩座500kV變電站，同時配備了紅外測溫診斷設(shè)備，實現(xiàn)了運用該技術(shù)對運行中的多座500kV變電站的檢測。經(jīng)過這幾年的運行，該技術(shù)大大提高了發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備與輸送系統(tǒng)缺陷的能力，在減少人力的同時，有效地保障了錯峰調(diào)電、特殊保電、高負(fù)荷供電等，保證了電網(wǎng)的常年安全運行。

二、紅外測溫診斷技術(shù)論述

1 紅外測溫的基礎(chǔ)理論

紅外線是一種電磁波，它的頻段位于可見光與無線電波之間，紅外線是物體自身分子運動而產(chǎn)生的輻射波，凡是自身溫度在絕對零度以上的物體，都可以釋放出紅外線。基于這一原理，使用紅外線探測儀，就可以探測到肉眼看不見的物體，經(jīng)過電子顯影儀，把紅外檢測儀探測到的紅外信號轉(zhuǎn)換成電信號，輸出可以成像的電信號，得到熱相圖，就可以看到物體表面的熱分布輪廓，進行科學(xué)合理的分析之后，就能夠得到探測物體的變化情況。

2 紅外檢測的特點

紅外測溫診斷技術(shù)的核心是紅外測溫，其主要特點是應(yīng)用性非常廣泛，溫度高的、溫度低的；導(dǎo)熱性好的、導(dǎo)熱性差的；運動的、靜止的；體積大的、體積小的；熱容量高的、熱容量低的；固體、液體、氣體；表面的、內(nèi)部的等情況，只要有溫度，都可以使用紅外測溫技術(shù)進行檢測。檢測速度快、范圍寬、干擾小、靈敏度高、使用方便。在一些危險環(huán)境下、具有腐蝕性、傷害性特點的地方，使用紅外測溫診斷技術(shù)，是十分方便可靠的。

3 淺析紅外成像

紅外成像儀將紅外測溫檢測到的光輻射信號變成電信號，經(jīng)過放大，呈現(xiàn)到屏幕上，從而可以得到直觀的被測物體的熱狀態(tài)特征。在具體的電力設(shè)備與輸送系統(tǒng)的檢測過程中，首先檢測到電力設(shè)備的熱缺陷，就能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備在運行中存在的隱患與先兆，方便專業(yè)人員及時制定相應(yīng)的處理措施，排除隱患，從而消滅隱患，降低電氣設(shè)備故障率，提高電氣設(shè)備運行的安全性、可靠性。在整個檢測過程中，可以做到不停機、不觸碰，具有快速、準(zhǔn)確、客觀、普遍的特性。

目前常用的紅外熱像儀為ThermaCAMP60第四代非致冷長波焦平面紅外熱像儀，如圖1所示。

三、紅外測溫診斷技術(shù)的應(yīng)用

1 變電運行中的熱缺陷

說到紅外測溫診斷技術(shù)的應(yīng)用，就要先了解變電設(shè)備與輸送線路的熱缺陷。

熱缺陷是指電力設(shè)備與輸送線路因為接觸不良而出現(xiàn)的發(fā)熱現(xiàn)象。多發(fā)生于導(dǎo)線接續(xù)管、并溝線夾等地方，按照對設(shè)備與安全生產(chǎn)的危害程度，分作三種，分別是：一般性熱缺陷、嚴(yán)重性熱缺陷和緊急性熱缺陷。

（1）一般性熱缺陷：其特點是溫度比正常值升高10～20℃，經(jīng)紅外測溫，呈現(xiàn)輕微的熱像特征，多是由于負(fù)荷電流超標(biāo)而導(dǎo)致，升溫部位一般在線路的接頭處。當(dāng)出現(xiàn)這種情況的時候，需要引起重視，密切關(guān)注熱缺陷的發(fā)展?fàn)顩r。

（2）嚴(yán)重性熱缺陷：其特點有三，一是溫度比正常值升高20～40℃；二是界面溫度在60～80℃；三是不同地方的相同設(shè)備之間，發(fā)生熱缺陷的設(shè)備的溫度是正常設(shè)備溫度的l.5～2倍，紅外成像特征明顯。這表明發(fā)生熱缺陷的地方，已發(fā)生嚴(yán)重的熱損傷現(xiàn)象，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到設(shè)備的正常運行。當(dāng)出現(xiàn)這種情況的時候，必須密切監(jiān)視，最好能夠立即停運檢修。

（3）緊急性熱缺陷：其特點是發(fā)熱點的溫度比正常值升高40℃或以上，紅外成像非常清晰，外觀呈現(xiàn)顯著的燒傷。根據(jù)國標(biāo)GB763—90所規(guī)定，在這種情況下，發(fā)熱點的溫度實際上已經(jīng)超過了電力材料最高耐溫值。該種缺陷隨時，當(dāng)出現(xiàn)這種情況的時候，必須立即停電，徹底檢修相關(guān)線路與設(shè)備，否則極易產(chǎn)生惡性事故。

2 檢測熱缺陷的方法

2.1 警戒溫升法

警戒溫升法就是設(shè)置電力線路的警戒值，根據(jù)不同工作環(huán)境而設(shè)置不同的相對升溫數(shù)值，當(dāng)檢測到工作環(huán)境的溫度升至警戒數(shù)值的時候，就可以按照事先制定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不同的補救措施。該方法的優(yōu)點是簡單、直觀、實用性較強，同時也存在若干不足：對于高空輸變電線路，不能準(zhǔn)確測定工作環(huán)境的溫度，一般采用與地表工作環(huán)境的溫度作為參考標(biāo)準(zhǔn)，勢必存在相當(dāng)大的誤差；另外，設(shè)備在不同工作環(huán)境下的溫度變化是不一樣的，但是，其自身發(fā)熱出現(xiàn)隱患與外境的溫度變化沒有直接關(guān)系。比如，光照強度與時長必然會影響設(shè)備的溫度變化情況。顯而易見，單純使用這種方法對熱缺陷進行分析，存在著若干不方便。

2.2 相對溫升法

依據(jù)電力行業(yè)制定的《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》（以下簡稱《導(dǎo)則》）標(biāo)準(zhǔn)，通過分析相對溫差，以相對溫差作為判斷依據(jù)，對電力線路熱缺陷進行分類的方法稱作相對溫升法。該方法的具體做法是選取被測對象附近的線路與設(shè)備正常的工作溫度作為參考值，依照《導(dǎo)則》中的計算公式進行計算，當(dāng)計算結(jié)果大于等于35時為一般缺陷，大于等于80時為重大缺陷，大于等于95時為緊急缺陷。該方法可以有效地避免 警戒溫升法的不足，克服了外界環(huán)境的干擾，提高了檢測的準(zhǔn)確性。

3紅外診斷技術(shù)在電力線路檢測中的應(yīng)用

紅外診斷技術(shù)在電力線路檢測中具有廣泛的應(yīng)用，從以下5個方面做一個詮釋。

3.1在日常巡檢中的應(yīng)用

在巡檢人員進行日常巡檢的時候，攜帶便攜式紅外檢測儀，對巡檢對象做常規(guī)的紅外測溫檢測，對于發(fā)現(xiàn)的微小問題做隨機處理，做好檔案記錄，積累設(shè)備與線路的運行參數(shù)。

3.2在設(shè)備與線路的定期普查中的應(yīng)用

不同的設(shè)備，不同的線路，不同的工作環(huán)境，決定了它們的普查時間是不一樣的，依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)制定各自的定期普查日期，應(yīng)用紅外檢測儀對其進行全面細(xì)致的紅外測溫檢測，同時做好定期普查檔案記錄。

3.3在重點目標(biāo)做重點檢測中的應(yīng)用

對于重點設(shè)備與線路，除了認(rèn)真做好常規(guī)與定期檢查之外，還需要進行重點檢測，尤其是對于負(fù)荷長期比較高的設(shè)備與線路，應(yīng)該做重點檢測安排，運用紅外測溫技術(shù)開展多角度的全方位的檢測。

3.4在停機大修中的配合性應(yīng)用

當(dāng)計劃對系統(tǒng)設(shè)備做停機大修的時候，可以在停機前和送電后，運用紅外測溫技術(shù)，對相關(guān)設(shè)備與線路進行確認(rèn)目標(biāo)、跟蹤監(jiān)測、檢查效果等應(yīng)用。

3.5在新設(shè)備基礎(chǔ)檢修中的應(yīng)用

當(dāng)系統(tǒng)更新設(shè)備或材料的時候，運用紅外測溫技術(shù)，測定其運行狀態(tài)中的溫度變化，做好檔案記錄，為調(diào)試設(shè)備提供基本素材，為日后分析缺陷、排除故障和預(yù)測壽命打下基礎(chǔ)。

4 紅外測溫檢測技術(shù)工作實例

（1）2010年8月7日14：00，晴，測試距離為3.5m，環(huán)境溫度35℃，35kV1-3號電容器組電容器熔絲接頭發(fā)熱，測得溫度為72℃，同組其它變壓器溫度正常，為46℃。巡檢員發(fā)現(xiàn)異常情況后，立刻向監(jiān)控中心匯報，并詳細(xì)記錄熱缺陷異常情況。監(jiān)控中心發(fā)出指令，將設(shè)備做停電檢測，發(fā)現(xiàn)是由于螺絲松動而造成熔絲接頭發(fā)熱，擰緊螺絲后，經(jīng)開機測試，熱缺陷完全消除，避免了夏季高峰用電的長時間停電事故，如圖2所示。

（2）2011年11月14日19：30，巡檢員在巡視中發(fā)現(xiàn)220kV龍青西線2636刀閘線路側(cè)引線線夾發(fā)熱，經(jīng)測溫得知，發(fā)熱點的溫度為71℃，相鄰設(shè)備為14℃。負(fù)荷電流為260A，環(huán)境溫度為3度。表現(xiàn)為嚴(yán)重?zé)崛毕荩F(xiàn)場初步判斷是線夾壓接面因使用時間較長，而出現(xiàn)氧化或松動情況，造成線夾發(fā)熱。當(dāng)時正逢初冬取暖開始時期，用電量處于逐漸增加的狀況，結(jié)合以上分析，為保證日后正常供電，遂決定采取停電更換線夾的措施，更換后安排作重點觀測，再未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱異常。由于發(fā)現(xiàn)及時，處理得當(dāng)，避免了冬季長久停電的風(fēng)險，如圖3所示。

結(jié)語

在電力輸送中應(yīng)用紅外測溫診斷技術(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，指導(dǎo)設(shè)備的檢修工作，減少涉及全系統(tǒng)的損傷，有效避免重大事故；可以完善巡查檔案的記錄工作，為電力設(shè)備與線路的平穩(wěn)運行保駕護航；可以有效幫助檢修人員對設(shè)備出現(xiàn)的問題做出正確的判斷，提高設(shè)備與線路的使用壽命。

參考文獻

[1]方袁.紅外測溫技術(shù)在500kV變電運行的應(yīng)用[J].科技資訊，2010（05）.

[2]湯運哲.紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用[J].上海電力，2009（02）.

[3]王輝，張建軍.利用紅外測溫技術(shù)發(fā)現(xiàn)電流互感器內(nèi)部缺陷[J].科技傳播，2011（08）.