紅外測溫技術在變電運維中的應用

梁 發

（國網江蘇省電力有限公司淮安供電分公司，江蘇 淮安 223001）

0 引 言

隨著我國社會經濟發展，對電力企業供電安全性提出更高要求。為滿足電力行業實際要求，根據現場實際建立了適量的變電站，為電力企業日常供電打下堅實基礎。但是，目前變電站運維管理中仍然存在很多方面的問題，工作人員只有妥善處理這些問題，才能確保變電站的正常運行。因此，電力企業要定期組織檢修人員進行交流，邀請有豐富檢修經驗的工作人員講解，描述設備檢修中應注意的問題。文章論述了紅外測溫技術在變電站運維方面的應用，針對變電設備可能出現的問題提出了有效解決措施。

1 紅外測溫技術原理

紅外測溫技術是通過采集熱輻射，將熱輻射轉變為圖像信號，讓檢測人員清楚掌握設備熱輻射現象，準確判斷設備信息，掌握圖形信號溫度情況和物體信息情況，實現設備檢測作業。紅外測溫光路圖如圖1所示。實際上，在電力系統變電運維時，紅外測溫技術在不同環節的作用存在差異。紅外測溫技術具有以下特點，工作人員利用這些特點能及時找到故障位置，從而制定合理的維護檢修方案。

圖1 紅外測溫光路圖

（1）實現導流回路。在分析回路觸頭故障時，將探測儀器和觸頭接觸相互結合，如果接觸環節電子出現持續增加現象，能判斷該環節出現異常，要對其進行故障定位。

（2）實時測量溫度變化情況。在電力系統中路線均受到絕緣物質影響，一旦絕緣物質惡化，就會拓展線路影響。而利用紅外測溫設備測量檢測對象，能實時掌握設備溫度變化情況，判斷設備絕緣情況是否滿足行業標準。

（3）檢測變壓器故障問題。一旦變壓器設備出現漏磁和短路故障，就易導致設備出現局部渦流問題。而利用紅外測溫技術能全面分析設備故障狀態，實時記錄其釋放的熱量情況，為運維工作人員提供豐富的數據資源。

在電力系統應用紅外測溫技術時，要掌握設備發熱位置的實際情況。傳統設備監測過程中，通常利用目測方式監測設備局部中小型環節，采用耳聽方式檢測線夾，并手摸檢測隔離開關刀口故障。上述傳統檢測方式具有較強的危險性，檢測結果準確性較差。通過應用紅外測溫技術，能第一時間找到故障具體位置，且在故障信息成像下向檢測人員反映故障信息，為維護方案打下堅實的基礎[1]。

2 紅外測溫技術在變電運維中的具體應用

2.1 狀態變電檢修

應用紅外測溫技術能全面提高變電運維工作質量，創新變電站運維檢修工作模式。在傳統變電站檢修中以工作計劃為核心，其具有較強的滯后性，不能自主預防潛在故障。隨著科學技術不斷發展，現代變電站運維工作采用狀態檢修工作模式，根據變電站實際運行情況進行設備檢修工作，提前預防電離故障發生，能充分利用檢修資源，提高檢修效率和安全性。同時，紅外測溫技術不用斷開電力系統連線就能進行設備線路檢修工作，只需利用信息技術就能判斷不同設備線路的實際運行情況，編制合理的設備狀態設計檢修工作計劃表。

在檢測電網設備初始信息時，間接產生的故障信息會隱藏至設備內部，只有全面分析故障信息，才能準確判斷故障發生的具體位置，解決變電站故障問題。雖然故障信息分析模式能解決變電站運維工作，但是這種模式實用性較低，無法快速解決電力故障，增加檢修工作成本。針對這種情況，工作人員將紅外測溫檢測技術應用到變電站狀態檢修工作，通過判斷設備故障的發熱情況，找到設備故障的具體位置，呈現設備工作溫度浮動情況，幫助技術人員全面分析變電站設備，為判斷后期設備狀態提供豐富的數據資源[2]。

2.2 電壓致熱性缺陷診斷

傳統管理模式已無法滿足運維檢修一體化實際要求，電力企業要結合變電站實際情況，將維護環節和檢修環節相互融合，有效提高日常管理力度，創新管理模式，構建電力設備維護制度和監管制度。電力企業想要科學管理變電站日常運行，提高日常工作效率，則需要進一步規范變電站的日常管理制度，促進變電站運維檢修一體化向可持續方向發展。同時，電力企業要根據自身實際情況，進一步完善管理制度，讓相同工種的工作人員來承擔變電站設備日常工作，確保變電站運行效率達到預期要求。

電壓致熱性缺陷作為變電設備中最常見的問題，誘發原因趨于多樣化，如內部零件絕緣故障、泄露電流較大及電壓分布不均勻等，其中電壓問題占大部分。針對該種情況，工作人員要利用紅外測溫技術中的類比法進行診斷，如果溫度診斷數據超過標準30%，說明該環節出現故障問題，再結合測量溫度圖譜，將其和正常設備數據進行比較，準確判斷設備故障具體位置和實際運行情況[3]。

2.3 隔離開關觸頭發熱問題

由于開關長期暴露在外界環境中，其刀口環節時常出現氧化反應，氧化后開關表面形成一層膜，給電流傳輸效率造成不同程度的影響，甚至增加運行電阻，導致其產生發熱現象。同時，變電站運行過程中，開關頻繁進行打開、閉合操作，易出現合閘不到位現象，誘發刀口電阻增加，形成嚴重的發熱問題。因此，工作人員在應用紅外測溫技術前，要進行降溫處理，避免開關溫度過高，影響電流傳輸效率，產生嚴重的安全問題。隔離開關的檢測示意圖如圖2 所示。

圖2 隔離開關的檢測示意圖

2.4 電壓互感器致熱查找

在220 kV 變電站紅外檢測工作中，發現某線路外側溫度異常，將檢測數據和正常數據進行對比，確定了該環節為致熱性缺陷，但一次側電壓不存在任何問題，全部正常運行。通過分析，發現測電壓位置保護裝置被破壞，該保護裝置為避雷器，在被擊穿后，嚴重影響到補償器自設作用，繞組電壓下降，繞組溫度上升。而如果是阻尼器電容出現擊穿問題，通常是因為元件數量較多、電容較大等[4]。

3 電氣設備紅外檢測和診斷

3.1 設備套管

通過對變電站測溫的分析，發現在正常電壓下某個圖譜出現了不正常的情況，其上下節組合溫度差別大于其他2 相溫度高3 倍，并且在套管中的上環節存在顯著溫度差別。對圖譜的內容進行分析和判定，認為是套管缺油導致，甚至出現了放電現象，一旦工作人員處理不及時，就容易出現套管爆炸問題，給電力系統運行造成嚴重影響[5]。

3.2 電器設備運行溫度檢測

（1）斷路器。斷路器故障一般由中間環節和動靜觸頭接觸而產生，在斷路器運轉過程中，若與部件接觸電阻相連，則主要功能是保護調諧電容。在正常工作情況下，避雷器2 側溫度不會產生發熱，一旦發熱問題過于嚴重，就會產生零件斷開、出頭脫離等現象，絕緣油在溫度影響下快速膨脹，從而出現爆炸事故。

（2）阻波器。該設備主要作用是保護調諧電容器，正常運行下避雷器2 側溫度正常，不會出現發熱現象。一旦出現故障問題，避雷器就會局部快速升溫。

（3）電流互感器。其故障包括設備內部線圈松動、受潮、連接線問題等，如果問題處理不及時，很容易導致設備二次開路[6]。

3.3 刀閘問題

刀閘過熱環節通常在導電體和刀口觸指地方等，而造成刀閘發熱主要原因是刀閘開合不到位、接觸面積較小，甚至彈簧壓力不足、觸頭角度發生偏差等問題。同時，當刀閘長時間處于備用狀態，也容易產生氧化問題。此時，工作人員利用紅外測溫技術，判斷刀閘部位實際運行情況，采取合理解決措施，保證刀閘運行的安全性。

針對設備套管、電器設備運行溫度檢測、刀閘問題，電力企業要嚴格遵循行業要求來設置管理規范，定期檢修變電設備，發現設備運行中隱藏的問題，要提前做標記，進一步規范工作人員操作流程，確保日常運維檢修工作按照要求進行，有效降低工作危險性。

4 結 論

在進行變電站運維作業時，要改革傳統管理技術，變電站運維中，應用紅外測溫技術。根據變電系統運行要求設計設備檢測方案，充分發揮紅外測溫技術作用，提高變電運維工作效率，同時提出解決方案和措施。