淺談變電站紅外熱成像儀測溫應(yīng)用

摘 要：傳統(tǒng)條件下，變電站設(shè)備無法進(jìn)行直接測溫，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱缺陷。使用紅外熱成像儀可以克服上述缺點(diǎn)，為設(shè)備安全運(yùn)行提供了很好的保障。本文將簡述紅外熱成像儀的工作原理以及在變電站中應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問題和使用技巧。

關(guān)鍵詞：紅外熱成像儀；測溫；變電站設(shè)備

引言

變電站作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行起著非常重要的作用。特別在電網(wǎng)大負(fù)荷、特殊運(yùn)行方式等情況下，在對設(shè)備的巡檢中，使用紅外測溫能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備熱異常缺陷，把故障消滅在萌芽狀態(tài)。

1 紅外熱成像儀的工作原理及特點(diǎn)

我們周圍的物體，只有在溫度高達(dá)1000℃以上才能發(fā)出可見光，而溫度在絕對零度（-273.15℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線，由此可見紅外線是自然界中普遍存在的輻射。紅外線是一種電磁波，在太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm，所以人眼是無法看到的。紅外熱成像儀具有測溫迅速、穩(wěn)定、可靠、分辨率高、直觀、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，通過光電轉(zhuǎn)換、信號處理等手段將目標(biāo)物體的溫度分布熱圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像。在視頻圖像中，最亮的部分就是物體溫度最高的部分，通過相關(guān)分析我們可以找出異常發(fā)熱點(diǎn)，起到對設(shè)備的監(jiān)測和維護(hù)作用。

2 紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用與效果

眾所周知，任何事故都不是突發(fā)的，都有一個(gè)或多或少地變化過程。電氣元件也一樣，隨著運(yùn)行年齡的增長，逐年飽受外界大氣腐蝕，內(nèi)部材料老化，人員操作磨損等因素，造成接觸電阻增加，致使元件溫度升高。以下為我站的紅外熱成像儀的一些應(yīng)用：

2.1 變壓器。高、中、低壓套管及接頭；箱體、散熱器和導(dǎo)管。變壓器油枕，可以觀察油枕中的油位是否正常（如圖1）。

2.2 高壓電抗器整體。其外部部件與主變壓器相似，類似與主變的檢測，圖2為散熱器異常的圖片。

2.3 避雷器元件。最常見的是內(nèi)部進(jìn)水受潮。

2.4 電容器。是否因介質(zhì)損耗增大、內(nèi)部放電和缺油發(fā)熱等。

2.5 斷路器。接觸不良引起的導(dǎo)流體過熱、絕緣瓷套內(nèi)部受潮等。

2.6 絕緣子串。瓷質(zhì)裂紋、污積、低值和零值造成絕緣子串出現(xiàn)的故障。

2.7 互感器。絕緣故障、鐵心故障、內(nèi)連接故障和缺油。

2.8 電力電纜和導(dǎo)線。接頭接觸不良、局部絕緣故障、電纜出線套管故障等。

2.9 隔離開關(guān)。瓷柱表面污積、瓷柱裂縫、絕緣劣化和接觸不良。

2.10 二次端子箱內(nèi)接線排。接頭、端子螺栓是否擰緊引起發(fā)熱。

2.11 設(shè)備箱內(nèi)的加熱器。檢測加熱器是否正常工作的簡便方法。如圖3

紅外熱成像儀用處很多，可以非常方便運(yùn)行人員在巡視設(shè)備中發(fā)現(xiàn)各種缺陷。以上種種優(yōu)點(diǎn)，使得紅外熱成像儀在保供電、重大節(jié)假日、迎峰度夏、迎峰度冬期間對保證安全可靠供電起到了非常積極的作用。

3 紅外熱成像儀的使用技巧及注意事項(xiàng)

紅外熱成像儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)精密，且采用的紅外線探測器非常靈敏。如使用不當(dāng)，會令檢測溫度出現(xiàn)誤差，嚴(yán)重時(shí)會損壞成像儀。以FILR-T330為例，列舉使用中的技巧和注意事項(xiàng)。

3.1 外界環(huán)境影響

一般在傍晚或夜間進(jìn)行，溫度不宜低于5°，空氣濕度不能大于85%，不宜在雨、霧、雪天氣下和風(fēng)速高于0.5m/s環(huán)境下進(jìn)行，站內(nèi)一次設(shè)備的檢測距離一般是8-15米。

3.2 焦距與距離的影響

根據(jù)被測設(shè)備的遠(yuǎn)近，我們要調(diào)節(jié)至相應(yīng)的焦距（使圖像畫面清晰即可）。對于溫度異常部件，在保證檢測角度良好和安全的情況下，應(yīng)使檢測距離盡量地小，有利于提高檢測數(shù)據(jù)的精確度。

3.3 輻射率的設(shè)定

輻射率是某物體的單位面積輻射的熱量和黑體在相同溫度、相同條件下的輻射熱量之比。在一般測溫中，輻射率的設(shè)定很容易被忽略，不同物體由于構(gòu)成材料的不同，其輻射率也不一樣，所以隨著被檢測設(shè)備的改變，輻射率也要進(jìn)行重新設(shè)定。常見材料的輻射率如表1所示。

3.4 注意事項(xiàng)

3.4.1 只能測量物體表面溫度，不能測量內(nèi)部溫度。

3.4.2 最好不用于光亮的金屬表面的測溫，不透過玻璃測物體溫度。

3.4.3 不能對著高能量源，如太陽光等。

4 熱圖譜分析的一些方法

4.1 表面溫度判斷法：根據(jù)測得設(shè)備表面溫度值，對照《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》及設(shè)備相關(guān)規(guī)定，凡溫度（或溫升）超過標(biāo)準(zhǔn)者，可根據(jù)設(shè)備溫度超標(biāo)的程度、設(shè)備負(fù)荷率的大小、設(shè)備的重要性來確定設(shè)備缺陷的性質(zhì)。

4.2 同類比較法：在同一電氣回路中，當(dāng)三相電流對稱和設(shè)備相同時(shí)，比較三相電流致熱型設(shè)備對應(yīng)部分的溫升，可判斷設(shè)備是否正常。當(dāng)三相負(fù)荷電流不對稱時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷電流的影響。對于型號相同的電壓致熱型設(shè)備，可根據(jù)其對應(yīng)點(diǎn)溫升值的差異來判斷設(shè)備是否正常。電壓致熱型設(shè)備的缺陷宜用允許溫升或同類允許溫差的判斷依據(jù)確定。

4.3 熱譜圖分析法：根據(jù)同類設(shè)備在正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下的熱譜圖的差異來判斷設(shè)備是否正常。

4.4 檔案分析法：分析同一設(shè)備在不同時(shí)期的檢測數(shù)據(jù)（如溫升、相對溫差和熱譜圖），找出設(shè)備參數(shù)的變化趨勢和變化速率，以判斷設(shè)備是否正常。

5 結(jié)語

紅外熱成像技術(shù)推廣應(yīng)用后，極大地提高了對熱異常設(shè)備的檢測度，減少了設(shè)備故障率。為設(shè)備健康運(yùn)行提供了有利保障。

參考文獻(xiàn)

[1]譚湛.紅外成像測溫技術(shù)在變電站設(shè)備中的應(yīng)用.

作者簡介：王鵬（1983-），男，山西晉城人，變電運(yùn)行助理工程師，主要從事500kV變電運(yùn)行工作。