在變電運維中紅外測溫技術的運用

馮錚 靳慧

摘 要：為了滿足用戶對電力可靠性與穩定性的要求，行業越來越重視變電運維工作的高效開展，并引入了紅外測溫技術，以實現在不停電、不接觸的條件下查清設備發熱的程度。據此，本文筆者結合實踐經驗，探討紅外測溫技術在變電運維中的運用。

關鍵詞：紅外測溫；變電運維；狀態檢修；故障排查

隨著電力市場的深入變革，用戶要求不斷提高電力的可靠性和穩定性，而高效開展電力設備運維工作是關鍵。在變電運維中，常用的檢測技術包括紅外測溫技術，其可在不停電、不接觸的條件下檢測設備的發熱程度，且具有工作效率高、檢測過程安全穩定及支持設備健康狀況的準確判斷等優點，因此值得推廣使用。下面，筆者首先介紹紅外測溫技術的理論知識，然后再詳述紅外測溫技術在變電運維中的運用。

一、紅外測溫技術

紅外測溫技術是先用專業的檢測儀器轉化物體的紅外輻射，使其變為可見圖像，然后以物體的檢測信息為依據來判斷設備是否正常運行。目前，在變電運維中，紅外測溫技術的適用范圍廣泛，即：

（1）在電氣設備的導流回路中，紅外測溫技術常用來檢測故障觸頭或接頭，即：假設回路的觸頭或接頭出現故障或存在缺陷，接觸電阻會增大。依據焦耳定律，Q=I2Rt，式中，Q表示單位時間內產生的熱量；t表示時間；I表示電流；R表示電阻。據此，倘若負荷電流一定，則單位時間內產生的熱量隨接觸電阻的增大而增加，因此可使用紅外成像儀快速定位異常點。

（2）在電氣設備的絕緣層，雖然絕緣介質幾乎不導電，但其會因運行電壓的影響而產生大量的損耗熱量，且若絕緣介質的惡化，會增加其介損，外在表現為絕緣面的溫升呈梯度變化。

（3）在變壓器、互感器等含鐵磁材料的設備中，倘若設備正常運行，則電磁回路的鐵損表現出均衡彌散的現象，而若出現片間短路、磁飽或漏磁等異常現象，則局部會出現渦流或環流發熱現象，繼而引起熱量增加。

（4）氧化鋅避雷器等內部為片式結構的設備，其內部一旦發生異常，便會改變各片間電壓的分布，并使泄漏電流增加，因此可運用紅外測溫設備測到。

紅外測溫最基本的工作原理是熱量捕捉，因此適合用來排查電氣設備的發熱故障，且具有使用方便、巡視安全且效率高、紅外圖像的處理與調用簡便、電氣設備狀態的評估科學等優點。其中，使用方便表現為手持式紅外檢測儀的界面友好、體積小，且無需任何輔助設備便可從不同的角度檢查設備；巡視安全且效率高是因為紅外測溫支持遠距離、不接觸探測；運用計算機系統，可分時段存儲紅外圖像，因此方便了圖像的對比、分析和調用。

二、紅外測溫技術在變電運維中的運用

在變電運維中，紅外測溫技術常用于狀態檢修、故障排查中，具體表現如下：

（一）在狀態檢修中的運用

變電檢修先后經歷了故障檢修和預防性檢修階段，目前已步入狀態檢修階段。其中，狀態檢修對減少檢修次數、降低停電損失具有重要意義，但要求事先對電氣設備的狀態進行準確評估。電氣設備一般帶電運行，且不允許拆解后觀察其內部，所以間接信息的獲取是評估設備狀態的決定因素。在狀態檢修初期，既可從自動化裝置或在線監測裝置處獲取間接信息，又可從設備缺陷記錄中獲取，但這兩種方式都存有缺陷。為了彌補這些缺陷，紅外測溫技術應運而生，即其在狀態檢修中的運用如下：一是除了二次設備內的電子器件以外，電氣設備異常一般始于發熱，這正體現了紅外測溫技術的工作原理；二是紅外測溫圖譜庫對電氣設備運行狀態的演示非常準確且科學，從而為狀態檢修問題的解決提供了輔助決策。隨著紅外測溫技術的應用，變電狀態檢修的成效變得更高。

（二）在故障排查中的運用

在用電負荷激增的背景下，變電設備承受了巨大的供電負擔，繼而引發了越來越多的突發性故障。為此，在電氣設備故障排查中，引入紅外測溫技術非常必要，且其一般包括溫度判斷法、溫差對比法和檔案分析法，見下表。

三、注意事項

為了保證電氣設備故障檢測的有效性及實現對設備安全運行的準確判斷，筆者認為在變電運維中，紅外測溫技術的運用應注意下列事項：一是負載電流，即負載電流產生的熱量會影響到溫度，而在電阻一定時，電流的二次方與其在單位時間內產生的熱量呈正相關，同時電流與障礙處的溫升幾乎也呈正相關，因此要求高度關注負載電流的影響；二是環境溫度，即在負載相同時，環境溫度與故障處的溫升呈正相關，因此要求消除環境溫度的影響，例如在運用溫差對比法時，直接扣除環境溫度；三是主觀因素，即指拍攝距離、對焦等非系統性因素，其一般會直接影響到紅外測溫技術的應用效果，因此要求在高負荷、高溫時段，增加紅外測溫的檢測頻度，同時使用三腳架固定設備，并計算確定三腳架的安裝位置與調整參數，以保證拍攝的距離、方向準確及保持檢測設備的穩定狀態；四是認清紅外測溫技術存在的局限性，比如在判定變壓器的內部故障時，故障的熱場會受到油循環的影響，繼而導致難以捕捉到變壓器表面明顯的發熱點。

四、結語

綜上，筆者根據紅外測溫技術的含義、優點及適用范圍等理論知識，探討了其在變電運維中的運用，即：在狀態檢修中，紅外測溫可彌補傳統檢修方法的不足，從而提高了狀態檢修的工作成效；在故障排查中，紅外測溫可有效改善電氣設備因用電負荷增加而頻發故障的局面，其中最有效的突發性故障處理方法是溫差對比法，從而保證了故障的查找效率及其研判的準確度。總之，紅外測溫具有使用安全、操作方便及結果精準等優點，其在變電運維中的運用極具價值，但為了適應狀態檢修工作的發展，要求紅外檢測技術具備自動分析、動態測試等功能。

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