芻議變電運(yùn)行中紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用

胡建榮

摘 要：紅外測溫技術(shù)主要利用輻射測溫的原理，對運(yùn)行中的電力設(shè)備進(jìn)行檢測，其具有簡便、快捷、不接觸設(shè)備等特點(diǎn)，對診斷變電運(yùn)行中的故障問題有重要作用，有利于提高國家電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。闡述了變電運(yùn)行中紅外測溫技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行；紅外測溫技術(shù)；電力設(shè)備；設(shè)備缺陷

中圖分類號：TN215；TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0069-02

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備持續(xù)增多，電力系統(tǒng)的供電壓力也越來越大。變電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有非常重要的作用。在變電系統(tǒng)的運(yùn)行中，設(shè)備的發(fā)熱、磨損或老化都會影響其正常運(yùn)行，因此，紅外測溫技術(shù)對運(yùn)行設(shè)備的檢測工作極其重要。紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的應(yīng)用，不僅提高了對設(shè)備的監(jiān)測和檢修水平，還降低了故障查找的難度，對提高變電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有積極作用。

1 紅外測溫技術(shù)簡述

1.1 紅外測溫技術(shù)的基本原理

紅外測溫技術(shù)的工作原理：任何物質(zhì)均會由于內(nèi)部電子等構(gòu)成成分的運(yùn)動產(chǎn)生熱輻射，變電設(shè)備在運(yùn)行中也會因多種因素產(chǎn)生不同的熱輻射。而紅外測溫技術(shù)主要用于采集變電設(shè)備產(chǎn)生的熱輻射，利用該技術(shù)自身的功能將熱輻射轉(zhuǎn)化成圖像信號，以檢測環(huán)境溫度，進(jìn)而判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到檢測設(shè)備是否出現(xiàn)異常或故障的目的。

1.2 紅外測溫技術(shù)的特點(diǎn)

紅外測溫技術(shù)具有以下幾個特點(diǎn)：①主要用于診斷運(yùn)行中的電力設(shè)備，但需要在有電的條件下進(jìn)行；②可以通過紅外輻射判斷溫度的變化，具有不與設(shè)備接觸的特點(diǎn)；③具有紅外輻射功能，可以獨(dú)立進(jìn)行檢測工作，并且能夠保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和及時性；④現(xiàn)階段，我國的電網(wǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，利用傳統(tǒng)的測溫儀已經(jīng)不符合發(fā)展的需求，但該技術(shù)能夠同時對大面積的電網(wǎng)進(jìn)行檢測，并用生動的圖像將檢測結(jié)果表現(xiàn)出來，節(jié)省了時間和人力資源；⑤可將計(jì)算機(jī)的圖像分析和數(shù)據(jù)處理的功能結(jié)合起來，直接對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，并有儲存有效信息，實(shí)現(xiàn)了信息資源共享。

2 紅外測溫技術(shù)的判斷方法

2.1 電流致熱的電力設(shè)備

對于因電流致熱的電力設(shè)備，可以采用相對溫差判斷法。當(dāng)電力設(shè)備的導(dǎo)流部分出現(xiàn)熱態(tài)異常時，利用紅外測溫技術(shù)能夠準(zhǔn)確測溫，并得出相關(guān)的溫度數(shù)值?？衫萌缦鹿接?jì)算相對溫差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——發(fā)熱點(diǎn)的溫度；

T2——正常相的溫度；

T0——環(huán)境參照體的溫度。

將測得的相關(guān)值代入到式（1）中，就能得到溫度差。

2.2 電壓致熱的電力設(shè)備

對于電壓致熱的電力設(shè)備，可以采用同類比較法?？衫脤?yīng)點(diǎn)溫升值之間的差異，判斷同一型號電壓致熱設(shè)備的運(yùn)行狀況。使用允許溫差與同類允許溫差的判斷依據(jù)來確定低壓致熱設(shè)備時，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，當(dāng)同類溫度大于允許溫升值內(nèi)的30%時，就能確定該電力設(shè)備存在的缺陷，如果三相變壓出現(xiàn)不對稱的現(xiàn)象時，則說明受到了工作電壓的影響。

3 紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的應(yīng)用

3.1 對電流致熱型缺陷的檢測

電氣設(shè)備的種類較多，加之設(shè)備的致熱因素、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件不同，導(dǎo)致各種設(shè)備的檢測和缺陷判斷方法也不同。電流致熱型設(shè)備發(fā)熱異常主要包括電氣接頭連接不良、觸頭接觸不良、導(dǎo)線（導(dǎo)體）載流面積不夠或斷股等。電流致熱型缺陷檢測的主要特點(diǎn)有：①致熱部位裸露，可用熱像儀直接測溫。②溫度測量值與實(shí)際值差別不大。一般可根據(jù)測得的溫度值或溫升值，按照GB/T 11022—2011規(guī)定的溫度和溫升局限值，以及紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴(yán)重程度。當(dāng)溫度值超過規(guī)定值時，必須申請停電處理。電流互感器接頭發(fā)熱缺陷實(shí)例如圖1所示。

3.2 對電壓致熱型缺陷的檢測

電壓致熱型故障主要指因設(shè)備內(nèi)部絕緣不良，或者電壓分布異常和泄漏電流增大所產(chǎn)生的故障。致熱效應(yīng)主要由電壓引起，與負(fù)荷電流沒有關(guān)系。它的主要特征有以下幾點(diǎn)：①內(nèi)部絕緣介質(zhì)受潮、老化，介質(zhì)損耗增大；②故障后可改變其正常運(yùn)行時的電壓分布或泄漏電流，外表面會產(chǎn)生異常的特征性熱分布；③交流輸電線路瓷絕緣子的絕緣劣化、污穢分布電壓和泄漏電流異常，出現(xiàn)發(fā)熱或變涼的特征；④合成絕緣子絕緣性能良好的部位與絕緣性能已損壞部位的交合處發(fā)熱。

電壓致熱型設(shè)備的發(fā)熱判斷方法應(yīng)采用同類比較法和通過對應(yīng)點(diǎn)溫升值的差異來判斷，同類溫差超過允許溫升值的30%時，應(yīng)定為重大缺陷。還可采用熱譜圖分析法，通過對正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下熱譜圖的差異進(jìn)行判斷，根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和表面溫度場進(jìn)行分析、計(jì)算和比較，可以正確判斷設(shè)備是否存在故障。斷路器均壓電容介損增大缺陷實(shí)例如圖2所示。

摘 要：紅外測溫技術(shù)主要利用輻射測溫的原理，對運(yùn)行中的電力設(shè)備進(jìn)行檢測，其具有簡便、快捷、不接觸設(shè)備等特點(diǎn)，對診斷變電運(yùn)行中的故障問題有重要作用，有利于提高國家電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。闡述了變電運(yùn)行中紅外測溫技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行；紅外測溫技術(shù)；電力設(shè)備；設(shè)備缺陷

中圖分類號：TN215；TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0069-02

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備持續(xù)增多，電力系統(tǒng)的供電壓力也越來越大。變電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有非常重要的作用。在變電系統(tǒng)的運(yùn)行中，設(shè)備的發(fā)熱、磨損或老化都會影響其正常運(yùn)行，因此，紅外測溫技術(shù)對運(yùn)行設(shè)備的檢測工作極其重要。紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的應(yīng)用，不僅提高了對設(shè)備的監(jiān)測和檢修水平，還降低了故障查找的難度，對提高變電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有積極作用。

1 紅外測溫技術(shù)簡述

1.1 紅外測溫技術(shù)的基本原理

紅外測溫技術(shù)的工作原理：任何物質(zhì)均會由于內(nèi)部電子等構(gòu)成成分的運(yùn)動產(chǎn)生熱輻射，變電設(shè)備在運(yùn)行中也會因多種因素產(chǎn)生不同的熱輻射。而紅外測溫技術(shù)主要用于采集變電設(shè)備產(chǎn)生的熱輻射，利用該技術(shù)自身的功能將熱輻射轉(zhuǎn)化成圖像信號，以檢測環(huán)境溫度，進(jìn)而判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到檢測設(shè)備是否出現(xiàn)異?；蚬收系哪康?。

1.2 紅外測溫技術(shù)的特點(diǎn)

紅外測溫技術(shù)具有以下幾個特點(diǎn)：①主要用于診斷運(yùn)行中的電力設(shè)備，但需要在有電的條件下進(jìn)行；②可以通過紅外輻射判斷溫度的變化，具有不與設(shè)備接觸的特點(diǎn)；③具有紅外輻射功能，可以獨(dú)立進(jìn)行檢測工作，并且能夠保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和及時性；④現(xiàn)階段，我國的電網(wǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，利用傳統(tǒng)的測溫儀已經(jīng)不符合發(fā)展的需求，但該技術(shù)能夠同時對大面積的電網(wǎng)進(jìn)行檢測，并用生動的圖像將檢測結(jié)果表現(xiàn)出來，節(jié)省了時間和人力資源；⑤可將計(jì)算機(jī)的圖像分析和數(shù)據(jù)處理的功能結(jié)合起來，直接對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，并有儲存有效信息，實(shí)現(xiàn)了信息資源共享。

2 紅外測溫技術(shù)的判斷方法

2.1 電流致熱的電力設(shè)備

對于因電流致熱的電力設(shè)備，可以采用相對溫差判斷法。當(dāng)電力設(shè)備的導(dǎo)流部分出現(xiàn)熱態(tài)異常時，利用紅外測溫技術(shù)能夠準(zhǔn)確測溫，并得出相關(guān)的溫度數(shù)值。可利用如下公式計(jì)算相對溫差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——發(fā)熱點(diǎn)的溫度；

T2——正常相的溫度；

T0——環(huán)境參照體的溫度。

將測得的相關(guān)值代入到式（1）中，就能得到溫度差。

2.2 電壓致熱的電力設(shè)備

對于電壓致熱的電力設(shè)備，可以采用同類比較法?？衫脤?yīng)點(diǎn)溫升值之間的差異，判斷同一型號電壓致熱設(shè)備的運(yùn)行狀況。使用允許溫差與同類允許溫差的判斷依據(jù)來確定低壓致熱設(shè)備時，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，當(dāng)同類溫度大于允許溫升值內(nèi)的30%時，就能確定該電力設(shè)備存在的缺陷，如果三相變壓出現(xiàn)不對稱的現(xiàn)象時，則說明受到了工作電壓的影響。

3 紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的應(yīng)用

3.1 對電流致熱型缺陷的檢測

電氣設(shè)備的種類較多，加之設(shè)備的致熱因素、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件不同，導(dǎo)致各種設(shè)備的檢測和缺陷判斷方法也不同。電流致熱型設(shè)備發(fā)熱異常主要包括電氣接頭連接不良、觸頭接觸不良、導(dǎo)線（導(dǎo)體）載流面積不夠或斷股等。電流致熱型缺陷檢測的主要特點(diǎn)有：①致熱部位裸露，可用熱像儀直接測溫。②溫度測量值與實(shí)際值差別不大。一般可根據(jù)測得的溫度值或溫升值，按照GB/T 11022—2011規(guī)定的溫度和溫升局限值，以及紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴(yán)重程度。當(dāng)溫度值超過規(guī)定值時，必須申請停電處理。電流互感器接頭發(fā)熱缺陷實(shí)例如圖1所示。

3.2 對電壓致熱型缺陷的檢測

電壓致熱型故障主要指因設(shè)備內(nèi)部絕緣不良，或者電壓分布異常和泄漏電流增大所產(chǎn)生的故障。致熱效應(yīng)主要由電壓引起，與負(fù)荷電流沒有關(guān)系。它的主要特征有以下幾點(diǎn)：①內(nèi)部絕緣介質(zhì)受潮、老化，介質(zhì)損耗增大；②故障后可改變其正常運(yùn)行時的電壓分布或泄漏電流，外表面會產(chǎn)生異常的特征性熱分布；③交流輸電線路瓷絕緣子的絕緣劣化、污穢分布電壓和泄漏電流異常，出現(xiàn)發(fā)熱或變涼的特征；④合成絕緣子絕緣性能良好的部位與絕緣性能已損壞部位的交合處發(fā)熱。

電壓致熱型設(shè)備的發(fā)熱判斷方法應(yīng)采用同類比較法和通過對應(yīng)點(diǎn)溫升值的差異來判斷，同類溫差超過允許溫升值的30%時，應(yīng)定為重大缺陷。還可采用熱譜圖分析法，通過對正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下熱譜圖的差異進(jìn)行判斷，根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和表面溫度場進(jìn)行分析、計(jì)算和比較，可以正確判斷設(shè)備是否存在故障。斷路器均壓電容介損增大缺陷實(shí)例如圖2所示。

摘 要：紅外測溫技術(shù)主要利用輻射測溫的原理，對運(yùn)行中的電力設(shè)備進(jìn)行檢測，其具有簡便、快捷、不接觸設(shè)備等特點(diǎn)，對診斷變電運(yùn)行中的故障問題有重要作用，有利于提高國家電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。闡述了變電運(yùn)行中紅外測溫技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行；紅外測溫技術(shù)；電力設(shè)備；設(shè)備缺陷

中圖分類號：TN215；TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0069-02

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備持續(xù)增多，電力系統(tǒng)的供電壓力也越來越大。變電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有非常重要的作用。在變電系統(tǒng)的運(yùn)行中，設(shè)備的發(fā)熱、磨損或老化都會影響其正常運(yùn)行，因此，紅外測溫技術(shù)對運(yùn)行設(shè)備的檢測工作極其重要。紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的應(yīng)用，不僅提高了對設(shè)備的監(jiān)測和檢修水平，還降低了故障查找的難度，對提高變電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有積極作用。

1 紅外測溫技術(shù)簡述

1.1 紅外測溫技術(shù)的基本原理

紅外測溫技術(shù)的工作原理：任何物質(zhì)均會由于內(nèi)部電子等構(gòu)成成分的運(yùn)動產(chǎn)生熱輻射，變電設(shè)備在運(yùn)行中也會因多種因素產(chǎn)生不同的熱輻射。而紅外測溫技術(shù)主要用于采集變電設(shè)備產(chǎn)生的熱輻射，利用該技術(shù)自身的功能將熱輻射轉(zhuǎn)化成圖像信號，以檢測環(huán)境溫度，進(jìn)而判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到檢測設(shè)備是否出現(xiàn)異常或故障的目的。

1.2 紅外測溫技術(shù)的特點(diǎn)

紅外測溫技術(shù)具有以下幾個特點(diǎn)：①主要用于診斷運(yùn)行中的電力設(shè)備，但需要在有電的條件下進(jìn)行；②可以通過紅外輻射判斷溫度的變化，具有不與設(shè)備接觸的特點(diǎn)；③具有紅外輻射功能，可以獨(dú)立進(jìn)行檢測工作，并且能夠保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和及時性；④現(xiàn)階段，我國的電網(wǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，利用傳統(tǒng)的測溫儀已經(jīng)不符合發(fā)展的需求，但該技術(shù)能夠同時對大面積的電網(wǎng)進(jìn)行檢測，并用生動的圖像將檢測結(jié)果表現(xiàn)出來，節(jié)省了時間和人力資源；⑤可將計(jì)算機(jī)的圖像分析和數(shù)據(jù)處理的功能結(jié)合起來，直接對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，并有儲存有效信息，實(shí)現(xiàn)了信息資源共享。

2 紅外測溫技術(shù)的判斷方法

2.1 電流致熱的電力設(shè)備

對于因電流致熱的電力設(shè)備，可以采用相對溫差判斷法。當(dāng)電力設(shè)備的導(dǎo)流部分出現(xiàn)熱態(tài)異常時，利用紅外測溫技術(shù)能夠準(zhǔn)確測溫，并得出相關(guān)的溫度數(shù)值?？衫萌缦鹿接?jì)算相對溫差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——發(fā)熱點(diǎn)的溫度；

T2——正常相的溫度；

T0——環(huán)境參照體的溫度。

將測得的相關(guān)值代入到式（1）中，就能得到溫度差。

2.2 電壓致熱的電力設(shè)備

對于電壓致熱的電力設(shè)備，可以采用同類比較法。可利用對應(yīng)點(diǎn)溫升值之間的差異，判斷同一型號電壓致熱設(shè)備的運(yùn)行狀況。使用允許溫差與同類允許溫差的判斷依據(jù)來確定低壓致熱設(shè)備時，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，當(dāng)同類溫度大于允許溫升值內(nèi)的30%時，就能確定該電力設(shè)備存在的缺陷，如果三相變壓出現(xiàn)不對稱的現(xiàn)象時，則說明受到了工作電壓的影響。

3 紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)行中的應(yīng)用

3.1 對電流致熱型缺陷的檢測

電氣設(shè)備的種類較多，加之設(shè)備的致熱因素、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件不同，導(dǎo)致各種設(shè)備的檢測和缺陷判斷方法也不同。電流致熱型設(shè)備發(fā)熱異常主要包括電氣接頭連接不良、觸頭接觸不良、導(dǎo)線（導(dǎo)體）載流面積不夠或斷股等。電流致熱型缺陷檢測的主要特點(diǎn)有：①致熱部位裸露，可用熱像儀直接測溫。②溫度測量值與實(shí)際值差別不大。一般可根據(jù)測得的溫度值或溫升值，按照GB/T 11022—2011規(guī)定的溫度和溫升局限值，以及紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴(yán)重程度。當(dāng)溫度值超過規(guī)定值時，必須申請停電處理。電流互感器接頭發(fā)熱缺陷實(shí)例如圖1所示。

3.2 對電壓致熱型缺陷的檢測

電壓致熱型故障主要指因設(shè)備內(nèi)部絕緣不良，或者電壓分布異常和泄漏電流增大所產(chǎn)生的故障。致熱效應(yīng)主要由電壓引起，與負(fù)荷電流沒有關(guān)系。它的主要特征有以下幾點(diǎn)：①內(nèi)部絕緣介質(zhì)受潮、老化，介質(zhì)損耗增大；②故障后可改變其正常運(yùn)行時的電壓分布或泄漏電流，外表面會產(chǎn)生異常的特征性熱分布；③交流輸電線路瓷絕緣子的絕緣劣化、污穢分布電壓和泄漏電流異常，出現(xiàn)發(fā)熱或變涼的特征；④合成絕緣子絕緣性能良好的部位與絕緣性能已損壞部位的交合處發(fā)熱。

電壓致熱型設(shè)備的發(fā)熱判斷方法應(yīng)采用同類比較法和通過對應(yīng)點(diǎn)溫升值的差異來判斷，同類溫差超過允許溫升值的30%時，應(yīng)定為重大缺陷。還可采用熱譜圖分析法，通過對正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下熱譜圖的差異進(jìn)行判斷，根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和表面溫度場進(jìn)行分析、計(jì)算和比較，可以正確判斷設(shè)備是否存在故障。斷路器均壓電容介損增大缺陷實(shí)例如圖2所示。