配網設備運行維護中紅外測溫技術的應用研究

辛文龍

摘 ?要：針對配電網絡的運行會受到電流電壓的影響而產生熱效應的問題，首先明確發熱設備類型，闡述診斷發熱設備缺陷的方法，明確配網設備過熱產生的缺陷性質，重點分析配網設備運行及維過程中紅外測溫技術的應用，減少因配網設備故障問題而引發的事故，減小設備的檢測維修費用。

關鍵詞：配網設備;紅外測溫技術

中圖分類號：TM755 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0040-02

1 ?紅外測溫技術與熱效應

1.1 ?紅外測溫技術

紅外測溫技術是通過紅外的作用測量電網中運行設備的溫度的技術。該技術的原理為：

物質通過原子、電子、分子按照一定形式排列而構成，不同的排列形式形成不同的物質。這些元素在物質內部是處于不停歇但規則性的運動狀態，還形成了一定能量，也就是熱輻射[1]。

應用紅外想線測溫技術檢查觀測熱輻射現象，檢查電網系統是否處于正常運行。

1.1.1 ?紅外測溫技術特點

在電網中運用紅外測溫技術可以解決設備的多種問題。在使用過程中可以不影響設備的正常運行和不改變電網系統的運行狀態，可以監測到設備最真實的運行信息，確保操作安全。通過紅外測溫技術掃描成像，快速顯示設備運行狀態，直觀性較強，檢測率較高，所需要的勞動人數少，勞動程度低。同時，該技術可以檢測設備是否正常，還可以檢測出隱患的嚴重情況，為檢修計劃的制定提供準確的參考信息。

1.1.2 ?紅外測溫技術的相關要求

在進行測溫時，要確保天氣狀況中的空氣濕度低于85%，風速小于0.05 m/s;

進行必要的室外檢測時，選擇在日落兩小時后或者夜間無雷無電無霧情況下進行;

通常情況下，被檢設備輻射率取值約為0.9;在檢測前，應該注意紅外測溫范圍，確保溫升范圍適合環境溫度;

在檢測過程中，需要嚴格根據儀器的操作流程和規定進行，既要正確操作紅外儀器，也要做好數據記錄工作和安全監督工作;檢查過程中，儀器不能接觸帶電運行設施或者對改變、操作、移動設備。

1.1.3 ?紅外測溫周期

運行過程中的電線設備等的測溫周期通常為每年兩次，一是高溫負荷階段前期，二是春節前夕，也就是6月份和12月份。通過大修、改建、擴建等電網設備等在運行的一個星期內必須進行測溫工作，檢查設備是否能夠正常進行。運用其他監督手段檢查出了設備問題，應該及時安排紅外測溫測試。根據重要的節假日、高溫天氣、大負荷、調整運行方式、電網的負荷變化等多種情況，對設備進行重點測試。

1.2 ?熱效應

配網設備按照發熱的原理可以將熱效應分成兩種類型，第一種是電壓致熱，配電裝置的發熱現象是電壓引起的，如避雷針、電壓互感器、電纜中間接頭或者絕緣子等多個子設備;第二種是由電流致熱。電流通過配電設備而引起了發熱的情況，如線夾、接續管、導線、接頭設備等。熱效應普遍存在配網上設備中，通常情況下正常溫度影響電網的健康運行，但超過所能負荷的溫度，就會損壞配網設備。過高的溫度可以增大線損，隨著運行設備高度高雯，會增加電阻，提升了電能損耗，在此情況下又會增加設備發熱成都，最終形成惡性循環[2]。設備過熱也會引起材料劣化。絕緣材料會會隨著溫度的升高而脆化，長此以往會降低絕緣性能，擊穿材料，甚至燒斷導線，造成電路短路。過熱溫度可能增加火災幾率。電網設備中，溫度過高很容易擊穿絕緣材料，形成線路短路現象，增加火災事故發生的機率。

2 ?診斷設備缺陷的方法

在配網設備中，紅外測溫技術主要是通過幾種方法判斷發熱情況，包括相對溫差法、表面溫度法、熱圖譜分析法等。

2.1 ?相對溫差法

運行設備的環境溫度、物理性狀、負荷電流和表面狀況等設備情況類似的兩個測點間溫度相差情況與較熱點的升溫的比例，公式表示為：

△t=（t1-t2）*t1=（T1-T0）*（T1-T2），

式中，t1、T1道標發熱點溫升、溫度;t2、T2代表對應點溫升、溫度;T0代表環境體溫度。

此方法主應用于設備電流致熱中的判斷，環境溫度、負荷溫度不會影響紅外測溫技術的診斷結果[3]。

2.2 ?表面溫度法

根據國家對配網設備中的部件、材料、絕緣的溫度、溫升極限的明確規定，采用紅外測溫技術得到的設備表面溫度值，再結合負荷大小、氣候條件等判斷設備缺陷問題[4]。此種方法較為直觀、簡單、實用性很強，但判斷準確性偏低，尤其是故障點的發熱情況不明顯的時候，容易誤判、漏判。

2.3 ?熱圖譜分析法

同類型的設備在運行過程中所處的狀態和設備正常健康運行過程中的熱圖譜情況來判斷設備正常與否。此種方法極為縝密，主要應用于電壓致熱的設備中。熱圖譜分析方法需要準確的歷史圖譜資料最參考，因此對于紅外測溫開展不完善的區域，運用熱圖譜分析方法的可能很低。

3 ?明確設備缺陷性質、分類

設備過熱缺陷可以主要劃分為三種類型，一般缺陷、重大缺陷和緊急缺陷等。一般缺陷不會立刻引起事故，有一定的溫度場、溫差梯度;此種情況下的缺陷必須記錄在案，并隨時關注該部位缺陷的發展，可以借助停電檢修的時間進行排除檢驗和維修。重大缺陷需要及時解決，因為設備發熱程度較高、溫度場梯度和溫差較大，稍有延誤都可能引起嚴重事故[5]。

電流電壓致熱設備中需要安排其他必要的測試手段，電流致熱需要適當降低負荷電流，在確定性質以后消缺。緊急缺陷必須立即處理，設備的發熱溫度已經超過了設備規定或者設備所能承受的溫度極限。

4 ?紅外測溫技術在配網設備運行維護中的應用

4.1 ?配網設備中紅外測溫儀應用

應用于配網設備中的紅外測溫儀器有紅外熱像儀、紅外測溫儀。紅外測溫儀具有攜帶方便、輕巧、價格便宜、性價比高的特點，工作人員在設備巡視過程中可以進行快速且大面積的監測，但此設備值可以發現設備發熱異常的情況。紅外熱像儀可以顯示出運行設備溫度場分布情況，具有可靠、高靈敏度、直觀穩定和方便分析等多個特點，可以較準確的觀察出設備的發熱情況，判斷出具體的故障部位和故障原因。

與紅外測溫儀相比，紅外熱像儀具有價格偏貴、不便攜帶劣勢，因此不能應用于日常設備巡視過程中。在紅外檢測中，一般是通過紅外熱像儀進行大面積監測掃描，尋找出設備發熱異常的位置，然后再重點檢測發熱移異常部位，進行準確測溫。此設備主要應用于特殊巡視檢查、季度設備查詢等過程中，其最終檢查效果較好。

4.2 ?紅外測溫技術的應用

4.2.1 ?隔離開關刀口發熱的檢測

在電網運行中，隔離開關出現發熱的現象時，會損壞設備，終端設備供電。通過利用紅外線測溫技術可以事先判斷，提前進行檢修工作。隔離開關刀口出現發熱情況是因為其長期處于空氣中，引起了表面氧化，在表面形成氧化膜，增大電阻，以此造成開關過熱[6]。隔離開關在機械力作用下，被使用的次數較多，使得開關刀口不平衡受力，增大電阻，提升表面溫度。通過紅外測溫技術定期對此開關進行檢測，可以避免刀口過熱溫度帶來的故障。

4.2.2 ?對線夾、接續金具等的檢查

配電系統中，導線自檢或者設備與導線之間出現接觸不良等情況容易產生設備過熱情況。這一問題中存在著安全問題，尤其是金具發熱后升級成為故障，造成導線掉落等現象，威脅到過往人員和檢修人員的安全。將紅外測溫技術應用于其中，可以及時發現異常熱輻射，以便檢修人員能夠及時作出應對策略，降低安全事故發生機率。

4.2.3 ?強化配網設備巡視質量

人們的生活工作區域與配電網位有比較安全的距離，目測、耳聽等都不能觀察出設備的運行狀況。電網影響到每個單位、每個用戶，分布范圍很廣，不能精確的檢查到電網中每個設備的具體運行情況。在設備運行中，運用紅外測溫技術可以發現設備潛在隱患，分析結果可以制定出檢查和維修的計劃，盡量減少停電時間，確保電網供電的穩定性。

5 ?結 ?語

文章首先明確紅外測溫技術、熱效應含義，分析診斷設備過熱情況方法，確定設備過熱缺陷性質，最后闡述紅外測溫技術在運行設備中的應用。紅外測溫技術在電網中的應用十分廣泛，發揮的作用較為明顯，在很大程度上減少了設備故障率，降低了設備維修費用。隨著時間的推移，紅外測溫儀器的功能也越來越完善，價格不斷降低，因此該技術在電網中可以發揮出更大的效果。

參考文獻：

[1] 郭勇.紅外測溫技術在配網設備運行維護中的應用體會[J].低碳世界，

2013，22：36-37.

[2] 趙慕天.配網設備運行維護中紅外測溫技術的應用體會[J].中國新通 ? 信，2016，10：156.

[3] 林世元.紅外測溫技術在配網設備運行維護中的應用[J].中國高新技 ? 術企業，2014，25：44-45.

[4] 鄢奎.配網設備運行維護中的紅外測溫技術分析[J].科技與創新，2014，

14：13-14.

[5] 許小勇.紅外測溫技術在配網設備運行維護中的應用[J].廣東科技，

2008，04：58-60.

[6] 沈列青.配網設備運行維護中紅外測溫技術的應用分析[J].山東工業 ? 技術，2014，22：178.