紅外測溫技術在TA二次回路故障檢測中的應用

楊航 肖雷 王晨 陳壯 劉必青

南京志新電氣科技有限公司， 江蘇南京 ?210001

摘要：紅外測溫技術已然成為故障檢測中的主流方式，能夠有效探測設備中存在的風險隱患，諸如一次設備可能存在的接頭溫度過高、線路連接不良以及絕緣老化等問題。期望電力裝置能夠按照預期穩定工作，本文主要針對實際中基于紅外檢測的變電站故障測定案例進行深入剖析，提出優化意見。

關鍵詞：電氣設備;二次回路;紅外測溫;異常發熱

狀態檢修是以全新的測試、檢驗技術為核心，獲取裝置運行過程中的各項參數信息，同時根據裝置相關零件的運行情況進行整體判定，明確需要檢修的對象并制定相關方案。主要優勢有以下幾點：可以有效探測裝置中存在的安全風險，防止出現無計劃的檢修情況，增強裝置的穩定性和經濟性。紅外測溫技術是當前主流的故障檢測方式，能夠在持續供電、不接觸、不拆解的情況下完成相應的檢修任務，同時可以精確測定出裝置的溫度參數，并將數值通過二維模型反饋給用戶。基于綜合分析后，能夠根據裝置溫度確定實際運行工況，并測定出裝置是否存在過熱異常和風險隱患。

1紅外測溫原理及診斷方法

1.1紅外測溫基本原理：根據黑體輻射的基本理論不難發現，自然界中的任何物質均會持續釋放紅外線，并伴隨一定能量。該能量數值同物體溫度有著直接關聯，若物體自身溫度較高，其向外釋放的紅外線越多。所以，可以利用獲取到的物體紅外輻射參數來進一步確定溫度數值。紅外溫度檢測設備可以把電力裝置釋放的紅外線能量全部采集到探測模塊上，探測裝置又能將其進一步轉化成電信號，經由放大器處理后，為用戶展示出二維數據模型。

1.2紅外測溫診斷方法：裝置存在的發熱異常一般可以根據對電網的影響程度，劃分出高危、嚴重和一般三個等級。縱觀裝置的實際運行來說，確定是否出現發熱異常并采用針對性的解決方案是極為必要的。當前，基于紅外探測技術的發熱故障檢測有以下幾種模式：（1）同類比較判斷法。利用三相裝置和相同類別裝置之間存在的溫度差可以準確判定是否出現異常。部分由于電壓引起發熱的裝置，應當結合溫度波動情況來判定是否存在異常。如果是因為電流導致的發熱，則需要根據指定位置的溫度改變進行測定。（2）表面溫度判斷法。通常是基于獲取的裝置表面溫度，并根據裝置所承受負荷情況以及機械受力來綜合確定異常問題。該模式主要應用于由電流導致的發熱故障。（3）圖像特征判斷法。根據相同類型裝置正常運行中的數據模型和發熱模型對比分析，判定是否存在故障。（4）檔案統計分析法。根據采集相同裝置不同周期內的溫度改變情況，分析出現溫度波動的內部因素，進而測定出現的異常問題。

2應用紅外測溫技術檢測TA二次回路故障實例

2018年8月13日，在某變電站日常巡檢過程中，可以看出回路端子設備中出現了二次電流過熱的問題。正常運行的端子溫度僅為24℃，而發熱組件溫度達到37.5℃。基于基本圖紙可以看出發熱組件為回路側二次端子。為防止在解決異常時造成二次回路中裝置運行波動或造成人員傷亡，需要搭建起完善的臨時安全體系。通過故障排查發現第二套保護體系中部分端子出現螺絲松動的問題，再重新加緊后溫度恢復正常。

3幾種可應用紅外測溫技術進行檢查的二次設備故障類型

紅外溫度檢測技術的意義在于測定TA回路中是否出現接觸過熱、組件熔斷以及局部溫度過高等問題。基于變電站長期運行中對二次裝置溫度探測的結果不難看出，TA回路中存在過熱異常所占比重達到五分之一，熔斷組件出現過熱異常占比達到二分之一，局部位置出現過熱異常的比重為四分之一。

3.1TA回路過熱：TA回路中出現的過熱異常大多是由于端子接觸不良引起的，甚至會出現開路問題，導致一次裝置誤動作的發生。TA回路中端子接觸不良的產生原因可以歸結為以下幾個方面：接觸設計方案不當、選型偏差、運行環境惡劣等。長期以來均采用鋼片彎接模式，以至于螺絲未能有效緊固，同時暴露在外的銅線還會出現氧化、腐蝕等問題，導致組件無法發揮出應有作用。對于新建變電站來說，導致TA端子出現接觸異常的原因在于電鍍處理未能達到預期標準或安裝不規范。之前處理導線絕緣皮時，未能按照標準要求借助剝線鉗完成，僅通過端子頭進行壓接，以致于出現虛接問題。

3.2直流空氣開關或熔斷器過熱：直流空氣開關和熔斷裝置出現的過熱異常大多是因為初始設計和裝置生產企業給出的額定值不達標。系統一旦出現異常，往往會引起誤動作，難以穩定運行。

3.3保護插件局部過熱：保護組件局部過熱異常會引起外部溫度高于電子器件溫度，可能會影響組件的正常運行。造成這一問題的主要原因是結構設計不當、散熱性能不達標以及灰塵無法及時清理等。

4改進措施探討

對于上述三種基本二次裝置發熱異常來說，根據實際情況給出對應的優化方案：（1）針對時間較舊的變電站來說，出現TA回路端子松動等問題，第一步要對原有線路進行改造優化，并縮減維護間隔。第二步要借助紅外測溫設備對存在的風險隱患進行檢測，確保安全的基礎上重新緊固端子，并加強防水防潮性能。（2）針對新建變電站來說，出現接觸異常后，需要落實好項目驗收工作。（3）針對預試定檢環節后出現的接觸異常，需要提高操作人員的技術水平，加強責任意識，避免由人工誤操作引起的安全問題。（4）針對空開和熔斷組件出現的過熱異常來說，第一步要明確裝置選型，防止性能不達標的組件進入系統。第二步要強化在運行和待運行設備的維護質量，落實好全面檢測，為系統穩定運行奠定良好基礎。

5結語

將紅外測溫技術融入到二次設備故障測定中仍存在不足之處，其中主要問題在于：（1）變電站搭建的二次系統中所涉及的組件類型較多，部分模塊無法利用紅外測溫進行檢測。一旦無法準確判定哪些裝置要采用紅外探測技術，就有可能出現以偏概全的問題，加大工作人員的負擔。（2）目前應用的技術標準中僅對一次系統的溫差有著清晰標定，而二次系統尚未建立起相應的異常等級，導致操作人員無法準確判定異常情況，因此無法在發熱異常的初始階段進行處理。

參考文獻

[1] 陳彬彬， 安濱， 曲占斐. 紅外測溫技術在二次回路狀態評價中的應用[J]. 電力安全技術， 2018， 020（001）：57-59.

[2] 劉建朝. 紅外測溫技術在電力設備故障診斷中的應用[J]. 建筑工程技術與設計， 2018， 000（020）：277.