淺談紅外測溫技術在500kV變電運行中的應用

劉政+張勇志+王寧

摘 要：變電運行巡視工作是變電站日常工作的一項重要內容，隨著我國電網的迅速發展以及新技術的運用，變電運行巡視工作量越來越大，使相關工作人員承受著越來越大的工作壓力。紅外測溫技術在變電運行工作中的應用，可以非?？焖贉蚀_地診斷出變電設備運行存在的過熱隱患，減輕工作人員的工作量，提升變電運行巡視工作效率。文章分析了紅外測溫技術在500kV變電運行中的應用，旨在提升電力網絡的可靠性與穩定性。

關鍵詞：500KV；變電運行；紅外測溫技術；變電設備

中圖分類號：TM73 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）32-0143-02

電網規模的擴大，使電力設備持續增多，電力需求的持續上漲使得電力系統供電壓力也逐漸增大。變電站作為電力系統中重要的供配電樞紐，其運行安全穩定直接影響著整個電力系統的運行管理質量。隨著狀態監測、智能化終端、通訊技術的飛速發展，在變電站運行過程中已實現無人值守，其中狀態監測是實現無人值守的重要基礎，是對設備運行狀況準確把握地重要手段。設備發熱及發熱造成的其他故障是變電站運行過程中較為常見的問題。針對這一類問題的狀態監測方法是紅外測溫，紅外測溫技術的應用能夠可靠預測電氣設備早期故障缺陷及絕緣性能變化，推動了狀態檢修技術的發展，由預防性試驗維修提高為預知狀態檢修，這也成為當前電力系統發展的主流趨勢。紅外狀態監測、診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體等優點，同時還具備準確、快速、直觀等特點，對于當前電力系統運行過程中的絕大多數電氣設備故障都能實時地在線監測和診斷。在下面文章里，我們首先對紅外測溫原理及特點進行簡單了解，重點對其在500kV變電運行中的實際運用情況進行深入探討。

1 紅外線診斷方法概述

紅外線診斷方法的種類有很多，比較常用的診斷有以下幾種：（1）溫差判斷法，系統在運行過程中，如果出現發熱跡象，要依據理論的具體情況，對內容進行核對，并且要依據具體情況，展開再次測量，并且要對設備存在故障的原因，進行準確判斷，待相關技術得到進一步提升后，調整負荷率。（2）同類對比法，如果電路的情況一樣，對比兩相、三相電流數值，若通過對比，無法找到數值異常情況，對于型號相同的設備來說，判斷應當通過升溫值進行。（3）熱譜圖分析法，系統中的設備類型相同時，在分析過程中，對設備的熱譜圖進行對比，通過對比可以找到存在問題設備，從而采取合理的措施對存在問題的設備進行處理，確保設備的合理運行。

2 紅外測溫技術的原理以及應用的優勢

2.1 紅外測溫技術的應用原理。紅外測溫技術是利用任何物體在常規環境下都會不停的輻射出紅熱外能量這一特點。紅外輻射能量和物體自身分子和原子運動劇烈程度成正比例關系。根據這一特點，通過對物體紅外輻射情況的測量就可以間接了解到物體表面的溫度變化情況，這就是紅外輻射測溫技術的客觀依據基礎。目前應用較為廣泛的紅外測溫設備包括紅外熱像儀、紅外熱電視、紅外測溫儀（點溫儀）三種。其中紅外熱像儀能夠將物體表面輻射的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像，熱圖像上不同的顏色代表被測物體表面的不同溫度；紅外熱電視是紅外熱像儀的一種，通過熱釋電攝像管接收被測目標表面輻射的紅外能量，并將目標表面熱輻射分布的不可見熱圖像轉變成視頻信號。這些設備具有便攜、操作方便等優點，是設備巡檢的重要輔助工具。

2.2 紅外測溫技術應用優勢。紅外測溫優勢與傳統測溫方法對比，具有的優勢主要體現在以下幾個方面：（1）利用紅外測溫技術能夠實現不接觸遠程測量，可以在遠離設備的基礎下完成相應的測量工作。而傳統測量法采用的都為直接接觸方式，開展相應的測量工作，工作地開展具有較高的危險性，利用紅外線測溫技術，則能夠在特定的范圍內實現對變電設備遠距離測溫，可以使測量人員的安全性得到進一步保證，確保測量的安全性。（2）紅外測溫技術更加快捷、方便。紅外測溫技術在具體應用中，只需要通過紅外測溫儀就可以完成相應的測量工作，并需要其他設備輔助，儀器少，攜帶方便，并且在掃描發熱設備過程中，能夠得到準確的數據監測信息，檢測工作快捷、方便。（3）紅外測溫技術與傳統測溫技術相比，功能更加齊全，并且新增加了成像和掃描儀等多項功能，通過這些功能，不僅使紅外測量結果更加直觀生動，而且從測量結果的準確性來看，精準度也得到了進一步提升。（4）效率高，精度好。紅外測溫在掃描過程中即可實時得到準確的設備溫度監測數據，滿足了狀態監測快速性、準確性和實時性的要求。同時通過對歷史監測數據的總結分析，針對不同情況進行定性定量，可以使運行人員實時地了解故障類型、嚴重程度，有效地提高了工作成效。

3 500kV變電運行中對紅外測溫技術的具體應用

3.1 日常巡檢。在500kV變電運行中，變電運維人員在日常巡檢過程中需要對設備運行狀況進行準確把握，及時發現存在隱患，進而避免故障的發生。通過使用便攜式紅外測溫儀，可以作為提高巡檢工作質量的補充手段，直接遠程不接觸就可以實現對于設備各個外露部分快速、直接地進行檢測，得到其溫度數據。

3.2 檢測電流致熱型缺陷。500kV變電運行系統中電氣設備種類較多，加之設備內部結構、致熱因素和運行條件存在差異，導致各種不同設備的缺陷和檢測方法也會有不同。電流致熱型設備在具體應用中，會出現發熱異常主要包括觸頭接觸不良、接頭連接不良、導線（導體）載流面積不夠或斷股等。檢測電流致熱型缺陷的主要特點如下：（1）致熱部位裸露，測溫過程中，可以直接通過熱像儀完成，操作起來簡單便捷。（2）溫度測量值與實際值的差距較小，通常情況下，可以依據測得的溫度值或溫升值，依據相關規定的溫升局限值和溫度，對缺陷的嚴重程度進行準確判斷。如果通過判斷，發現問題超過了規定值的范圍，為了避免系統運行故障的進一步加大，應當申請停電處理，將存在的問題全部解決之后，再恢復供電。

3.3 檢測電壓致熱型缺陷。通過大量的工程分析經驗可以發現，變電系統在具體運行過程中，出現的致熱效應都是因為電壓的原因引起，與負荷電流之間并沒有直接聯系。其特征主要體現在以下幾點：（1）長期的應用，導致內部絕緣介質出現老化、受潮等不良現象，并且在具體應用過程中，會加大介質存在的情況，對其性能造成不良影響。（2）在發生故障時候，可以對其正常運行時的泄漏電流或電壓分布情況進行改變，此時，在外表會產生異常特征性熱分布，對系統運行將會造成不良影響。（3）合成絕緣子出現損壞的部位，與合成絕緣子良好的部位的交合處出現發熱現象。（4）交流輸電線路絕緣子的絕緣發生劣化，泄漏電流和污穢分布電壓都會出現電流異常情況，將會出現變涼和發熱等多項特征。電壓致熱型設備的發熱判斷方法應采用同類比較法和通過對應點溫升值的差別，完成相應的判斷工作，如果通過分析，同類溫差大小，超出了允許范圍的30%，那么可以將此次定義為重大缺陷，工作人員要對其加以注意。

3.4 應對線夾發熱。500kV變電站的線夾需要長時間裸露在空氣中，這將會導致其與氧分子發生化學反應，通過分析可以發現，在系統中的彈簧墊片容易發生該現象，在出現該情況時，會引起接觸不良，導致電阻增大后，線夾發熱。因為沒有嚴格的依據要求對墊片的安裝進行限制，容易引起發熱現象。將紅外測溫技術應用在電氣設備中，可以在不與線夾直接接觸的情況下，對其溫度發生的改變情況進行準確測量，這樣就可以避免線夾直接裸露在空氣中，有效避免了線夾與氧氣接觸，發生化學反應。

4 紅外測溫故障診斷方法及注意事項

將紅外測溫技術應用于變電運行過程中，通過對監測到的溫度進行分析，能夠有效地發現存在隱患，避免事故發生，提高運行安全穩定性。在具體的應用過程中診斷方法包括溫差判別法、表面溫度判斷法、熱譜圖分析法、同類比較法和檔案分析法等，在實際應用過程中根據應用需求可進行合理選擇。紅外測溫技術的應用有效地促進了在線監測和狀態檢修技術的飛速發展，在實際的應用過程中有幾個方面需加以重視：（1）負載電流大小與存在異常部位溫升呈正比；（2）相同負載情況下，異常部位溫升與環境溫度呈正比；（3）紅外測溫主要對設備表面溫度進行監測，對于設備內部故障的監測、診斷存在局限性，需要結合其他監測技術來實現變電設備運行狀況的全面可靠把握。

5 結束語

隨著科技的快速發展，在人們對變電運行提出了更高的要求。變電運行受多方面因素的影響，運行過程中可能會出現各種各樣的問題。利用紅外測溫技術對500kV變電運行進行檢測，可以為系統維護提供可靠的數據支持，從而提高變電運行的質量。我國電力事業目前正處于快速發展期，加強對紅外測溫技術的研究，對提高系統運行的穩定性來說意義重大。

參考文獻：

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