探究紅外診斷技術在變電設備故障診斷中的應用

林曉玲

摘 要：變電設備是電力系統的重要組成部分，保證變電設備的正常運行能夠為人們提供更加安全、可靠的用電，但是變電設備在運行過程中容易受到多種因素的影響，發生故障的概率較高，不利于電能的正常供應。針對這種現象，必須對變電設備故障作出及時、準確的診斷，并制訂有效的措施排除故障。紅外診斷技術是一種新型的故障診斷技術，以紅外診斷技術的基本概念為出發點，闡述了該項技術的工作原理和優點，并對紅外診斷技術在變電設備故障診斷中的具體應用進行了分析。

關鍵詞：紅外診斷技術；變電設備；設備故障；故障診斷

中圖分類號：TN219 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.142

變電設備故障一直是影響電力系統正常運行的主要因素，嚴重制約了我國電力事業的健康、穩定發展，提高故障診斷技術能夠為故障排除提供更加準確的依據，對保證電力系統正常運行具有重要意義。當前，我國已經邁入了社會主義建設新時期，用電需求量呈現出與日俱增的狀態，這就對電力系統的可靠性提出了更高的要求，利用紅外診斷技術能夠實現更加理想的變電設備故障診斷效果，對推動電力事業的發展意義重大，具有廣闊的應用前景和發展空間。

1 紅外診斷技術的概念

紅外診斷技術是指利用紅外熱像儀對待續診斷的物體進行檢測，根據紅外線所表現出來的輻射特性，判斷物體內部結構是否出現故障和故障情況，為開展其他工作提供方便，是一種精準度較高的診斷技術。紅外線具有特殊的物理特性，當物體絕對溫度高于0 ℃時，物體本身將會散發出紅外輻射能量，并且能量的強弱會隨著溫度的升高而增強。

2 紅外診斷技術的工作原理和應用優勢

2.1 紅外診斷技術的工作原理

每一種物體都會時時刻刻向外散發出紅外輻射能量，并且輻射能量的強弱與溫度成正比關系，會隨著溫度升高而變強。對于變電設備來說，其故障問題的發生基本上都會與溫度變化有關，通常變現為溫度升高或者分布異常。基于這種現象，可以利用專門的設備獲取變電設備所散發出的紅外輻射能量，并將其以電信號的形式表現出來，根據電信號反饋出來的信息得知變電設備表面的溫度分布情況，進而獲取變電設備的故障情況，判斷出現故障的位置，同時還能知道故障類型和程度，為設備維修提供了更加可靠的依據，能夠快速將變電設備故障進行排除，對于恢復電力系統的穩定性具有重要意義。

2.2 紅外診斷技術的應用優勢

基于紅外診斷技術的特點，在對變電設備故障進行診斷的時候，具有多方面的應用優勢，對提高故障診斷的精準性、診斷效率和維護質量具有重要意義。主要體現在：①紅外線診斷不會對變電設備運行造成影響，可以使變電設備繼續處于工作狀態，能夠獲取更為真實的信息，同時還能保證診斷過程的安全性。②診斷方法比較簡單，所用到的診斷設備只有紅外監測探測裝置，不需要再使用其他輔助性工具，操作起來比較簡單，十分容易掌握。③技術人員利用專用設備可以迅速完成診斷過程，既能提高診斷精確性和工作效率，還能減少技術人員的工作量，能夠同時完成較大面積設備的掃描檢測，將掃描結果更加直觀地表示出來，具有高效性、準確性的特點。④適用范圍廣泛，不受變電設備類型的限制，可以完成對各種類型變電設備的診斷，并且可以獲取各種故障信息。紅外診斷技術還可以與計算機技術相結合，建立資料數據庫，將診斷過程中生成的相關資料進行保存，方便后期的查找，同時還能為其他變電設備故障斬斷提供參考。

3 在變電設備故障診斷中的應用

3.1 變壓器故障診斷

當變壓器使用性能正常時，其溫度高低從高到低呈現出遞減現象，在紅外線下形成的熱圖像整體亮度較高，其中最亮的部分位于套管升高座位置，根據變壓器正常工作狀態下溫度分布情況，將診斷結果進行對比，進而判斷出現故障的位置。對比的重點主要有套管、散熱器，當發現套管亮度較暗時，則套管頂端的接點發生斷開故障；當套管亮度分布不均，則套管內部出現故障；當散熱器亮度分布不均，則油路出現堵塞故障。

3.2 發電機內部故障診斷

發電機內部故障主要有漏磁現象、冷卻系統故障等。這些故障都會引起發電機內部溫度升高，通過紅外診斷技術，可以獲取發電機的紅外線熱圖像，根據亮度情況確定出現漏磁現象的位置以及冷卻系統出現故障的位置。在對定子繞組故障進行診斷的時候，需要先對其進行通電，使溫度處于一種穩定升高的狀態，對接頭溫度升高情況進行觀察，當發現其狀態不夠穩定時，則可以判斷該處接頭存在故障。

3.3 導流回路故障診斷

導流回路連接故障是一種常見的變電設備故障，當導流回路出現接觸不良現象的時候，就會導致回路中的電阻升高，進而出現發熱升溫現象。基于這種原理，可以利用紅外線診斷技術對故障導流回路故障進行診斷。如果在紅外熱像儀下，設備內部的導流回路亮度較高，則表明導流回路連接不正常，運行過程中會出現故障問題。

3.4 內部絕緣故障診斷

絕緣性能是變電設備能夠正常工作的一項基本性能，但是如果使用時間過長、密封性較差，進入潮濕空氣，就會對絕緣設備的正常使用性能造成影響，無法發揮出其絕緣性能，導致變電設備出現漏電或者擊穿現象，存在較大的安全隱患。當因絕緣設備失去絕緣性能造成溫度變化時，所形成的熱圖像上部亮度明顯高于下部亮度，根據絕緣故障的這種紅外線輻射特性，可以判斷絕緣設備是否具有良好的絕緣性能。

3.5 外部接頭故障診斷

外部接頭故障也是一種常見的變電設備故障，容易引發電纜頭事故，嚴重威脅到用電的安全性。當外部接頭出現故障的時候，電纜頭處的溫度將會出現局部升高現象，但是電纜的本體溫度卻沒有明顯變化，當電纜所形成的紅外線熱圖像接頭位置亮度較高，而其他位置表現正常時，則可以判斷變電設備發生外部接頭故障。

4 結束語

經過不斷的研究和實踐，紅外診斷技術已經變得越來越成熟，在變電設備故障診斷中所發揮的作用也越來越大。將該項技術應用于變電設備故障診斷中，能夠獲取更加精確的故障信息，對故障位置進行準確定位，提高了故障診斷效率，降低了故障診斷成本，對保證變電設備安全穩定運行具有重要意義，推動了我國電力事業的發展。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕