紅外測(cè)溫技術(shù)在電力設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

肖云

【摘 要】以往電力設(shè)備故障檢測(cè)采用的多是人工檢測(cè)的方式，不僅效率底下，而且容易出現(xiàn)誤診的情況，影響設(shè)備故障的及時(shí)有效處理。紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于電力設(shè)備故障的非接觸檢測(cè)，提升故障診斷的準(zhǔn)確性，為電力設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供良好保障。本文從紅外測(cè)溫技術(shù)的原理出發(fā)，對(duì)其在電力設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了討論，希望能夠促進(jìn)電力設(shè)備運(yùn)行可靠性的提高。

【關(guān)鍵詞】紅外測(cè)溫技術(shù)；電力設(shè)備；故障診斷；應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展背景下，智能電網(wǎng)不斷拓展，對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性提出了許多新的要求，做好電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作也就顯得非常重要。傳統(tǒng)電力設(shè)備檢測(cè)主要是依靠目測(cè)、耳聽、手摸等方式，技術(shù)性不強(qiáng)，難以發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的缺陷和問題，而且檢測(cè)過程存在一定危險(xiǎn)性。對(duì)此，可以將紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用到電力設(shè)備故障檢測(cè)及診斷中，提升故障診斷的效率和效果。

一、紅外測(cè)溫技術(shù)概述

自然界中，任何溫度在絕對(duì)零度以上的物體，都會(huì)散發(fā)紅外線，紅外線輻射度主要受物體本身溫度的影響，紅外測(cè)溫技術(shù)的基本原理，就是利用相應(yīng)的紅外線探測(cè)器，接收電力設(shè)備表面的紅外輻射度，通過轉(zhuǎn)換得到設(shè)備溫度，以此來對(duì)其是否存在故障以及故障嚴(yán)重程度做出較為準(zhǔn)確的判斷。結(jié)合紅外輻射的特點(diǎn)分析，影響紅外熱輻射檢測(cè)精度的核心參數(shù)有兩個(gè)，一是觀測(cè)距離，二是觀測(cè)視角，在針對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的過程中，需要確保設(shè)備處于觀測(cè)允許范圍內(nèi)，盡可能沿設(shè)備表面法線方向進(jìn)行正向測(cè)量。如果不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的修正處理，則最大允許觀測(cè)視角不能超過±30°，否則可能會(huì)導(dǎo)致誤差的增加[1]。

二、紅外測(cè)溫技術(shù)在電力設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

對(duì)于正在運(yùn)行中的電力設(shè)備而言，無論是電流效應(yīng)引起的發(fā)熱又或者電壓效應(yīng)引起的發(fā)熱，歸根到底都會(huì)在故障區(qū)域乃至周邊區(qū)域引起溫度的顯著變化，參照紅外輻射理論，向外輻射的紅外線強(qiáng)度會(huì)有所增加，基于此，運(yùn)用紅外測(cè)溫技術(shù)對(duì)電力設(shè)備故障進(jìn)行診斷也就具備了相應(yīng)的可行性。就目前來看，紅外測(cè)溫技術(shù)在電力設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用方法大致可以分為以下幾種：

（一）同類比較法

同類比較法常見于設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)中，這種方法的基本原理，是針對(duì)同一個(gè)電氣回路，在確保三相或者兩相設(shè)備相同，三相電流對(duì)稱的情況，分析比較電流致熱型設(shè)備相關(guān)部委的溫度升高值，就可以判斷設(shè)備是否存在異常。如果三相設(shè)備同時(shí)出現(xiàn)異常，則可以將其與同回路相同類型的設(shè)備進(jìn)行比較。同類比較法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在其可以有效排出設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷以及環(huán)境溫度的影響，保證診斷結(jié)果的精確性，因此在同類型設(shè)備或者同設(shè)備三相診斷中有著較為廣泛的應(yīng)用，不過這種方法同樣存在比較明顯的缺點(diǎn)，即在面對(duì)不同類型設(shè)備群時(shí)，因?yàn)閷?duì)比目標(biāo)的欠缺，在實(shí)際應(yīng)用中存在較大的限制。

（二）溫度閾值法

在以溫度信息判斷電力設(shè)備運(yùn)行故障的規(guī)則下，溫度閾值法最為常見，其基本原理，是設(shè)定相應(yīng)的閾值，如果電力設(shè)備溫度超出該閾值，則判定設(shè)備存在故障，低于該閾值就認(rèn)定設(shè)備狀態(tài)正常。在相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，如果需要利用溫度來界定電力設(shè)備是否正常運(yùn)行，通常都會(huì)采用溫度閾值法，因?yàn)槠浔旧硐蚰軌驅(qū)?jiǎn)單。不過，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備的類型越發(fā)繁雜，加上數(shù)量眾多，單一閾值并不能對(duì)所有電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，加上電力設(shè)備的損壞很多時(shí)候都是漸進(jìn)式，如果簡(jiǎn)單地以正常和故障兩種狀態(tài)進(jìn)行劃分，顯然并不能滿足實(shí)際需求。不僅如此，電力設(shè)備的運(yùn)行會(huì)受到外界環(huán)境因素的影響，當(dāng)其處于不同運(yùn)行環(huán)境時(shí)，出現(xiàn)故障的溫度界限也會(huì)有所差異，過于絕對(duì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)使得溫度閾值法在對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行故障診斷的過程中，很容易出現(xiàn)誤判的問題[2]。

（三）人工智能診斷法

人工智能的發(fā)展，為電力設(shè)備故障診斷提供了許多新的技術(shù)和方法，人工智能診斷法的出現(xiàn)，在提高故障診斷效率和準(zhǔn)確性等方面發(fā)揮出了積極作用。在實(shí)際應(yīng)用中，人工智能診斷法包含了多種方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法、模糊診斷法、專家系統(tǒng)等。以模糊診斷法為例，其基本原理，是參照熱故障對(duì)電力設(shè)備的影響和危害性，將電力設(shè)備中存在的熱缺陷分為多個(gè)不同故障等級(jí)，其中，正常狀態(tài)指設(shè)備溫度雖然有所升高，但是出于其自身工作允許范圍內(nèi)，依然能夠保持正常運(yùn)行；一般故障指溫度升高對(duì)設(shè)備產(chǎn)生了一定影響，不過依然在允許范圍內(nèi)，在強(qiáng)化監(jiān)視的情況下，可以正常使用；揚(yáng)中故障則是指設(shè)備溫度升高的情況下，如果繼續(xù)運(yùn)行，可能引發(fā)嚴(yán)重危害，需要立即停止運(yùn)行，做好檢修維護(hù)工作。

（四）相對(duì)溫差法

事實(shí)上，相對(duì)溫差法是為了彌補(bǔ)溫度閾值法的缺陷而開發(fā)出來的一種新型檢測(cè)方法，其基本原理，是運(yùn)用同一個(gè)檢測(cè)設(shè)備，對(duì)電力設(shè)備表面溫度以及環(huán)境溫度參照體的表面溫度進(jìn)行分別測(cè)量，得到溫度差值，在實(shí)際應(yīng)用中可以分為絕對(duì)溫度判斷法和相對(duì)溫差法兩種類型，前者主要是將設(shè)備過熱部位的測(cè)定溫度與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（DL/T664-2008等）中規(guī)定的物體最大工作溫升以及相對(duì)溫差表進(jìn)行對(duì)比，后者則是通過對(duì)兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)之間溫差與較熱點(diǎn)溫升比的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析，判斷設(shè)備是否存在異常。相對(duì)溫差的計(jì)算公式如下：

公式中，t1和t2分別表示發(fā)熱點(diǎn)溫升及正常對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫升，T1和T2則表示發(fā)熱點(diǎn)溫度與正常對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫度，T0表示環(huán)境溫度參照體溫度[3]。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，紅外測(cè)溫技術(shù)在電力設(shè)備故障診斷方面的應(yīng)用有著非常顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠提升故障診斷的有效性，保障故障診斷效果，還可以避免操作人員與電力設(shè)備的直接接觸，保證人員人身安全。需要注意的是，在運(yùn)用溫度信息對(duì)電力設(shè)備故障進(jìn)行診斷時(shí)，需要充分考慮設(shè)備本身的使用年限及運(yùn)行環(huán)境等因素的影響，實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)估，保證良好的評(píng)估效果，為電力設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行提供可靠支撐。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王剛，朱亞飛，張改杰，等.紅外測(cè)溫技術(shù)在氧化鋅避雷器故障診斷中的應(yīng)用[J].智慧電力，2012，40（12）：79-81.

[2]張志軍.紅外測(cè)溫技術(shù)在電氣設(shè)備溫升故障檢測(cè)中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2016，（27）：70-71.

[3]高逸君，楊沖.關(guān)于紅外線檢測(cè)技術(shù)在電力設(shè)備故障中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（30）：188.