紅外測溫技術在特高壓啟動調試過程中的應用分析

李余超 尚玉祺 鑒超

摘 要： 分析了紅外測溫技術相對于其他測溫方法的優勢，并探討了設備熱點的識別、線路與連接部位的檢查以及設備預熱與冷卻等紅外測溫技術在特高壓啟動調試過程中的具體應用，最后展望了這一技術的發展趨勢，研究結果表明：紅外測溫技術為特高壓設備的啟動與調試提供了一個高效、安全和準確的溫度監測手段，這一技術的應用大大提升了設備運行的穩定性，并延長了設備的使用壽命。

關鍵詞： 特高壓 紅外測溫 啟動調試 溫度監測

中圖分類號： TM407文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）04-0023-03

Analysis of the Application of the Infrared Temperature Measurement Technology in the Start-Up and Commissioning Process of Ultra-High Voltage Equipment

LI Yuchao SHANG Yuqi JIAN Chao

Shandong Taikai High Voltage Switchgear Co.， Ltd.， Taian， Shandong Province， 271000 China

Abstract： This paper analyzes the advantages of the infrared temperature measurement technology compared with other temperature measurement methods， discusses the specific application of the infrared temperature measurement technology in the start-up and commissioning process of ultra-high voltage equipment， such as the identification of equipment hot spots， the inspection of lines and connection parts， and the preheating and cooling of equipment， and finally prospects the development trend of this technology. The results show that the infrared temperature measurement technology provides an efficient， safe and accurate temperature monitoring means for the start-up and commissioning of UHV equipment， and that the application of this technology greatly improves the stability of equipment operation and prolongs the service life of equipment.

Key Words： Ultra-high voltage； Infrared temperature measurement； Start-up and debugging； Temperature monitoring

溫度作為影響設備穩定性和安全性的一項關鍵因素，其實時監測和控制必須得到重點關注。采用傳統的接觸式溫度測量方法存在著一些局限性，很難高效地進行溫度監測，而非接觸式的紅外測溫技術憑借其獨特的優勢逐漸成為特高壓輸電啟動與調試中的首選技術。為了更好地探明這一技術的應用原理，使其在將來能夠在更多的領域發揮作用[1]，本文就這一技術進行了深入探討，期望能夠為相關領域的科研工作提供有益的參考和借鑒。

1 紅外測溫技術的優勢

紅外測溫技術在過去的幾年中已逐漸成為一種廣受歡迎的溫度測量手段，尤其在高風險和高壓環境中。與其他傳統測溫方法相比，其具有明顯的技術和操作優勢，表1展示了紅外測溫技術與傳統測溫技術的一些差異，通過表1內容，可以更好地了解紅外測溫技術的優勢。

1.1 非接觸性

紅外測溫技術以其非接觸性而受到工業界的廣泛青睞，其為測量溫度提供了一個獨特且高效的方式，尤其在高風險的環境中具有明顯的優勢。特高壓設備或其他危險環境中，直接的物理接觸可能帶來一系列的問題，從輕微的燒傷到嚴重的設備故障，乃至操作者受到嚴重的傷害，都有可能發生。紅外測溫技術允許操作者從一個安全的距離對設備進行監測，這意味著沒有直接的物理接觸，從而極大地降低了操作風險。

1.2 實時性

除了安全性，非接觸性測溫還提供了更高的效率。傳統的接觸式溫度測量方法可能需要時間來穩定，并可能受到測量點的材料屬性或環境條件的影響[2]。紅外測溫技術帶來的實時性為現代工業的高效運作提供了強大的支持。任何存在于環境中溫度的微小變化都可能影響到設備的性能和穩定性，實時監測的一個優勢是能夠幫助操作和維護人員獲取到即時的數據反饋，這一功能對于決策來說尤為關鍵，例如：當設備的某一部分突然升溫時，維護人員可以迅速地確定問題所在并采取措施，避免可能存在的設備故障或損壞[3]。借助實時數據，工程師和操作員可以更加精確地優化工作流程，使效率和效果大大提升。實時性的另一個優勢是提高了操作安全性，在潛在的危險或故障情況下出現快速的溫度讀數可以作為一種預警信息，操作員可及時采取相關措施來減少風險。紅外測溫的實時監測流程圖如圖1所示。

1.3 高分辨率

高分辨率也是紅外測溫技術的一大核心優勢，其能精準地進行溫度測量，在一些工業應用中，尤其是在一些涉及微小溫度變化或潛在風險的場景中應用這一技術，能夠體現出溫度測量的優勢。高分辨率意味著紅外測溫設備可以捕捉到更多的溫度信息，在電子設備的故障分析或特高壓設備的檢查等一些關鍵應用中，不僅能夠識別出微小的溫度差異，也能發現潛在的熱點，從而進行故障或安全風險預警[4]。

2 紅外測溫在特高壓啟動調試中的應用

2.1 設備熱點識別

特高壓設備在其運行過程中常常會因材料缺陷、不良焊接、緊固件松動、電氣接觸不良或其他裝配問題出現局部過熱現象，如果不及時識別和處理這些熱點，就可能導致設備性能下降，縮短設備壽命，甚至引發一些較為嚴重的安全事故。紅外測溫技術通過對設備表面的紅外輻射進行測量，能夠實現實時、精確地熱點識別[5]。當物體受到能量的作用或電流通過導體時，都會引起溫度的上升，并會輻射出紅外光，此時紅外測溫儀器便能夠捕捉到這些紅外光，并將它們轉換為溫度值。

2.2 線路與連接部位的檢查

2.2.1 檢查線路與連接部位

線路和連接部位的健康狀況直接關系到設備的穩定性和效率，當連接不良時，可能會增加接觸電阻，從而導致過多的熱量生成，不僅降低了系統的效率，而且還可能引起火災和其他安全隱患。因此，有必要對線路和連接部位進行檢查。

2.2.2 紅外測溫在檢查中的應用

使用紅外測溫技術，技術人員可以不直接接觸設備，即可實時捕捉和分析線路和連接部位的溫度分布。通過解析這些數據，可以迅速識別出可能存在的問題區域。

2.3 設備預熱與冷卻

2.3.1 設備預熱的重要性

預熱是為了使設備漸進地達到其最佳工作溫度，避免由于快速加熱導致的內部應力或物質性質的改變。過快的預熱可能會導致部件的變形、疲勞甚至斷裂。紅外測溫技術允許操作員實時監測設備的溫度分布，并確保溫度均勻上升，沒有過熱或過冷的區域。

2.3.2 冷卻過程的管理

冷卻同樣重要，因為它確保設備安全、平穩地降至其休眠溫度，從而延長其使用壽命。紅外測溫可以幫助識別設備中可能仍保持高溫的部位，這些部位可能需要額外的冷卻措施或時間。

3 未來展望

3.1 技術創新和應用擴展

隨著技術的不斷更新，紅外檢測技術的分辨率和精確性會得到進一步提升，且傳感器以及算法都將更為先進，處理技術也會在現有的基礎上不斷進步，這些技術的發展會在一定程度上推動紅外測溫技術邁向新的臺階。這些技術上的突破不僅將提高紅外測溫的精確性，還將提高其在各種復雜環境中的適應性，從而讓它在更多應用場景中發揮關鍵作用。伴隨技術的不斷創新，紅外測溫技術的應用領域也會不斷拓展，如在醫學領域中，紅外技術可以被用于無創體溫測量、檢測炎癥或觀察血流分布，這些領域的應用能夠給醫生提供更多的參考，并大大優化醫療效率。而在農業領域中，紅外技術也會有更加廣泛的應用前景，例如：對作物的健康狀況進行檢測、觀察水分分布情況或在早期發現病蟲害等等，以上功能都可以通過紅外線測溫技術來實現，農作物的產量和質量也將得到提升。

3.2 整合與智能化

物聯網、人工智能和大數據的應用已經擴展到了越來越多的領域，并逐漸替代了傳統的應用。如今的紅外測溫技術正站在這樣一個交叉口，下一步需要與其他領先技術進行深度融合，例如：在與物聯網技術融合的情況下可以與其他傳感器設備連接，從而將數據實時地上傳至云端，隨后這些數據可以被集中存儲在一起，并作為后期的大數據分析基礎，從而能為企業或研究機構提供豐富且準確的信息。隨著跨技術的融合，紅外測溫技術的智能化也將邁上新的臺階，在與先進的AI算法進行結合后，紅外測溫技術的功能不再局限于溫度的實時監測，它能夠進一步升級至數據的實時分析，為潛在故障預測以及潛在風險預測提供了基礎。例如：當某個特定部位的溫度突然上升時，系統可能會自動識別這一異常，并及時發出預警。

4 結語

綜上所述，特高壓設備啟動調試中的相關設備之所以能穩定、高效地運行，紅外測溫技術功不可沒，這種非接觸式的溫度監測方式為相關工作提供了便利，在特高壓環境中能夠更為迅速、準確地測量溫度。隨著技術的更新，未來很可能會出現更先進的測溫技術。相關研究者應當持續關注技術的發展趨勢，不斷完善現有的測溫方法，這樣才能夠確保特高壓輸電技術能夠始終保持穩定與可靠運行。

參考文獻

[1]江飛，閆全全，王媚，等.基于無源無線紅外測溫技術的特高壓電力設備監測系統[J].電力與能源，2023， 44（4）：370-372，375.

[2]張丕沛，師偉，郭晨瑞，等.環境因素影響下特高壓電壓致熱型設備表面溫差修正方法研究[J].紅外技術，2023，45（3）：328-334.

[3]馮強強，何寧安，樊長海.南方區域超、特高壓輸電線路耐張引流板發熱原因分析及對策[J].紅水河， 2023，42（1）：105-108，117.

[4]鄭奇凱，黃松強，張志楊.特高壓閥廳紅外智能測溫系統設計與實現[J].微型電腦應用，2022，38（2）： 73-76.

[5]張丕沛，李杰，師偉，等.特高壓CVT不同缺陷時溫度特征的仿真研究[J].山東電力技術，2021，48（12）： 46-50.