紅外測溫技術在變電運行中的應用

葉沛文　李寶巍　丁志超

摘要：隨著我國電網(wǎng)事業(yè)的迅猛發(fā)展，電力設備也隨之增多，變電系統(tǒng)作為電力設備的重要組成部分，其重要性可想而知。因設備長期運行而逐漸發(fā)熱，有的逐漸發(fā)生磨損老化，極易對變電正常運行產生直接性影響。文章通過分析紅外測溫技術應用原理與特點，對變電運行中紅外測溫技術的應用進行了探討。

關鍵詞：電力設備；紅外測溫技術；變電運行；變電系統(tǒng)；電網(wǎng)事業(yè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

由于我國電網(wǎng)事業(yè)的迅猛發(fā)展，使得電力設備也隨之增多，這就進一步加大了電力系統(tǒng)供電壓力，而變電系統(tǒng)作為電力設備的重要組成部分，其重要性可想而知。因設備長期運行而逐漸發(fā)熱，有的逐漸發(fā)生磨損老化，極易對變電正常運行產生直接性影響。本文通過分析紅外測溫技術應用原理與特點，對變電運行中紅外測溫技術的應用進行探討。

1 紅外測溫技術

1.1 紅外測溫技術的原理

紅外測溫技術，指的是根據(jù)紅外線工作原理，測量變電系統(tǒng)運行設備溫度的一種技術。紅外測溫技術其實就是通過紅外測溫儀器對所有物體產生的紅外線進行接收，并測量物體溫度，一般紅外測溫系統(tǒng)都是通過鏡頭對紅外輻射進行接收，并對其實施電信號的轉換，系統(tǒng)處理后，采用圖像或者視頻形式于屏幕上顯示出來，以便于對其直觀、形象的觀測。

1.2 紅外測溫技術的特點

就本質而言，紅外線屬于電磁輻射的一種，一般可將其進行四個波段的劃分，即極遠紅外線、遠紅外線、中紅外線以及近紅外線，紅外測溫原理對其不同的檢測方式具有決定性作用。第一，在設備運行過程中，紅外測溫技術能夠將異常紅外輻射檢測出來，對設備運行狀態(tài)予以真實反映，確保設備不停運、不接觸，為操作安全性提供有效保障；第二，操作較為簡單，由于在未安裝相應檢測裝置的情況下，檢測儀器同樣能夠及時檢測出設備本身所存在的故障，有效降低了事故發(fā)生率，不僅可以對故障部位進行檢測，而且還可以將故障程度反映出來，便于檢修人員及時采取相應修補措施；第三，基于紅外測溫技術構建的紅外測溫系統(tǒng)，并采用計算機將相關紅外線信息轉化為視頻或者圖像，保存原始數(shù)據(jù)資料，便于日后調用。

1.3 紅外線測溫技術診斷方法

一般紅外測溫的溫度判定方法有多種，可將其大致概括為溫差判斷法、熱譜圖分析法、表面溫度判斷法及檔案分析法以及同類比較法等。

2 變電運行中紅外測溫技術的實際應用

2.1 提升設備巡檢工作

從根本上說，變電站運行直接關系到電網(wǎng)的安全性與電力系統(tǒng)的健康、有效運行，所以應該定期、定時巡檢變電站運行狀況，便于及時發(fā)現(xiàn)設備中所存在的安全隱患，有效排除設備障礙，確保設備能夠安全運行。而且還需要巡檢工作人員一定要具備嚴格的設備巡檢流程與扎實、穩(wěn)妥的操作功底。通常而言，巡檢的方法是構建在結合手摸、目測及耳聽三種基本方法上，其中最為主要、基本的方法就是目測，然而，也極易對設備運行中的隱患問題造成忽視，例如，設備發(fā)熱問題是人體肉眼所不能看到的，在這種情況下就要通過手摸措施以檢測設備發(fā)熱狀態(tài)。耳聽方法要求工作人員一定要熟悉設備本身所發(fā)出的機動聲，能夠通過設備聲音檢測其中的危險與缺陷。由于設備運行比較復雜，無法保障設備本身運行安全性，所以需要不斷開發(fā)其它有效措施，依照紅外測溫技術實施更為科學、合理的設備巡檢工作，增加變電運行掌控力，提升工作人員設備巡檢質量，保證電力安全運行。比如，某站2014年，通過夜間紅外測溫特巡過程中，發(fā)現(xiàn)某線路電流互感器的A相溫度較高，紅外測溫成像圖如圖1所示。經(jīng)分析，A相電流互感器的最高溫度為60℃，環(huán)境溫度為30℃，其它兩相的溫度為40℃，相對溫度為66.6%。經(jīng)現(xiàn)場停電檢測，發(fā)現(xiàn)A相一次變比接頭過熱原因為是一次變比接頭的緊固螺絲緊固力拒不足，發(fā)熱溫度60℃，相對溫差為66.6%，溫差20K。經(jīng)現(xiàn)場的清除污穢和上緊螺絲、增強螺絲緊固力矩后恢復運行，運行溫度恢復正常。本次測溫及時發(fā)現(xiàn)電流互感器發(fā)熱缺陷，避免了電流互感器因發(fā)熱而引起電力事故。

圖1 電流互感器紅外測溫成像圖

2.2 檢測隔離開關刀口發(fā)熱情況

因為設備隔離開關在空氣中長期裸露，經(jīng)過長期空氣氧化后，會有一種氧化膜附著在開關表面，由于氧化膜會造成電流不能正常、有效流通，所以電流會在某一位置堆積，最終形成一種電阻，由此就極易導致接觸電阻與表面電阻出現(xiàn)發(fā)熱情況，所以隔離開關刀口發(fā)熱是運行中最常出現(xiàn)的一種缺陷。此外，在變電運行過程中，設備中的隔離開關操作次數(shù)同樣極為頻繁，同時也會相應增加其所承受的機械運動力，由此也極易造成開關接觸面發(fā)生壓力失衡現(xiàn)象。因此，同樣會增加接觸電阻，導致表面電阻由于受脹而持續(xù)性發(fā)熱。若無法對隔離開關進行科學、及時的安裝與檢修，開關發(fā)熱問題與合閘問題就會成為一種隱藏性問題，且問題一旦出現(xiàn)，則會損害電力安全性，不能保證用戶用電。最新的紅外測溫技術能夠有效把握與監(jiān)控隔離開關檢修，避免日后會發(fā)生的一些隱性問題，保證電力穩(wěn)定與電流通暢。比如，某站2013年，在投入220kV主變后，通過紅外測溫發(fā)現(xiàn)22011 B相溫度過高，測溫成像圖片如圖2。經(jīng)分析，圖2刀閘紅外測溫成像圖中刀閘的最高溫度為126.2℃，環(huán)境溫度為30℃，其他兩相溫度為38℃，所以相對溫度為91.6%，發(fā)熱原因可能是刀閘的動靜觸頭之間接觸不良。經(jīng)停電仔細檢查發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)觸頭表面發(fā)生氧化，對其進行打磨調整處理后，逐漸恢復運行，再次通過紅外線測溫技術測量，顯示溫度正常。

圖2 刀閘紅外測溫成像圖

2.3 加強檢測變電運行中的線夾發(fā)熱狀態(tài)

所謂線夾發(fā)熱，就是線路在變電運行中的導線由于長期在外裸露而導致其一些部位由于氧化而出現(xiàn)發(fā)熱的情況，此外，由于一些彈簧片在發(fā)生嚴重的氧化后，極易導致線夾發(fā)生松動，進而引發(fā)線路接觸不良，導致變電運行的安全隱患，對電路后期操作與調整極為不利。所以，及時反饋變電運行中的問題，有助于操作人員有效排除變電運行中的電路故障。圖3是一臺220kV主變變中B相套管的測溫圖片。由圖3可知，主變變中B相套管引線的溫度最高，溫度為117.6℃，而環(huán)境溫度為35℃，其他兩相的溫度為40℃，相對溫差為93.9%。過熱原因為可能是接線夾緊固螺絲緊固力拒不足。

圖3 主變變高引線端子紅外測溫成像圖

3 結語

紅外測溫技術屬于一種基于物質運行原理與現(xiàn)代測溫方法相結合的現(xiàn)代化測溫技術，對比傳統(tǒng)測溫技術，不管是從設備檢測巡邏，或者是檢測隔離開關刀口發(fā)熱，或者是檢測線夾發(fā)熱，紅外測溫技術均存在很大優(yōu)勢，電力安全在電力系統(tǒng)管理中則具有生死攸關的重要作用。

參考文獻

[1] 張金龍，唐培，等.遠紅外測溫技術在變電站中的應用[J].神華科技，2010，（6）.

[2] 曹佳楣，劉槐旭.淺談紅外測溫設備的應用[J].中國電力教育，2010，（S2）.

基金項目：廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞供電局職工創(chuàng)新項目（ZG-DG2014-003）。

作者簡介：葉沛文（1974-），廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞供電局變電運行技師，研究方向：變電站運行管理；李寶巍（1975-），男，廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞供電局變電運行專業(yè)高級工，研究方向：變電運行管理；丁志超（1983-），男，廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞供電局高工，研究方向：變電運行。

（責任編輯：秦遜玉）