紅外測(cè)溫技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的實(shí)踐研究

【摘要】本文首先介紹配網(wǎng)設(shè)備的熱效應(yīng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，然后對(duì)紅外測(cè)溫技術(shù)原理和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，最后對(duì)紅外測(cè)溫技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了論述，希望本研究對(duì)于提升紅外測(cè)溫技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)備中更好的運(yùn)用起到一定的作用。

【關(guān)鍵詞】 紅外測(cè)溫技術(shù)；配網(wǎng)設(shè)備；應(yīng)用

電力，是作為一種能源服務(wù)于人民的。在現(xiàn)今，由于其他自然資源的枯竭和在使用過(guò)程中帶來(lái)的一系列問(wèn)題，使得電力作為一種清潔能源，其應(yīng)用領(lǐng)域變得越來(lái)越廣泛。電網(wǎng)作為電力輸送及電力分配的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的命脈，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)公用事業(yè)的發(fā)展有著不可替代的作用。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)在采用的電網(wǎng)技術(shù)較傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)有了較大的進(jìn)步與發(fā)展，在電網(wǎng)的運(yùn)行中采取了許多的提升供電質(zhì)量和供電水平的配網(wǎng)設(shè)備。為了保證供電過(guò)程的高效性和安全性，對(duì)這些配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，檢查配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題并進(jìn)行預(yù)警，為進(jìn)行及時(shí)檢修提供可靠的數(shù)據(jù)，是一件意義重大的事情。

一、配網(wǎng)設(shè)備的熱效應(yīng)

由熱力學(xué)相關(guān)原理分析，在配網(wǎng)中運(yùn)行的設(shè)備產(chǎn)生的熱效應(yīng)可以分為兩類：一類是由于電流原因?qū)е碌陌l(fā)熱，能夠發(fā)生這種熱效應(yīng)主要是配網(wǎng)設(shè)備中的導(dǎo)線、接線板、接線管、線夾和電氣連接頭等設(shè)備；一類是由于電壓原因?qū)е碌陌l(fā)熱現(xiàn)象，能夠發(fā)生這種熱效應(yīng)的主要是配網(wǎng)設(shè)備中的電流/電壓互感器、絕緣子、避雷器和電纜的中間接頭等。

由于電力的供應(yīng)過(guò)程要求是一個(gè)持續(xù)不間斷的，因此，在配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行中，長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行不可避免的存在熱效應(yīng)，這種現(xiàn)象也是很普遍的。雖然在一般的情況下，許多的配網(wǎng)設(shè)備在出廠前就做過(guò)類似的實(shí)驗(yàn)，保證設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)熱效應(yīng)在承受范圍內(nèi)，但是由于現(xiàn)場(chǎng)使用條件與實(shí)驗(yàn)條件存在一定的差異，配網(wǎng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，熱效應(yīng)的存在使設(shè)備溫度過(guò)高，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)一定的威脅。由于熱效應(yīng)存在，常常會(huì)引起如下幾個(gè)方面的危害：（1）材料加速劣化。溫度的持續(xù)升高，容易引起有機(jī)絕緣材料的脆化，使線材的絕緣性能下降、絕緣材料擊穿、半導(dǎo)體元件的熱擊穿等，更嚴(yán)重的還可能引起導(dǎo)線燒斷，形成斷路故障。（2）增大線損。由電力學(xué)相關(guān)知識(shí)可知，溫度的升高，許多材料的電阻都會(huì)增大，對(duì)于配網(wǎng)設(shè)備而言，由于高溫引起電阻增大更是普遍存在，電阻的增大，必然會(huì)造成電能損耗的增加，而且，反過(guò)來(lái)也會(huì)激化發(fā)熱現(xiàn)象，形成惡性循環(huán)，造成更大的危害。

二、紅外測(cè)溫技術(shù)概述

紅外測(cè)溫技術(shù)的原理是：在自然界中，所有的物質(zhì)都是由分子、原子和電子組成，在物質(zhì)內(nèi)部，這些微觀粒子都在進(jìn)行著有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，相互之間的作用會(huì)產(chǎn)生一定的能量并以熱的形式輻射出來(lái)，也即是熱輻射。

相對(duì)于傳統(tǒng)的線路檢修中采用的目測(cè)、耳聽(tīng)和手摸的方式，紅外測(cè)溫技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）安全性。紅外線能夠?qū)崿F(xiàn)在不停電、不接觸電網(wǎng)和遠(yuǎn)距離進(jìn)行測(cè)量，能夠保證在配網(wǎng)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)下，那些人無(wú)法靠近的目標(biāo)的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，有效保證工作人員的人身安全。（2）精確性。紅外測(cè)溫技術(shù)采用的紅外熱像儀，一般性能的儀表測(cè)量精度都能保證在±2℃以內(nèi)，而且測(cè)量的溫度范圍能夠達(dá)到-20℃～200℃，誤差范圍一般在0.005℃.同時(shí)，利用紅外圖像與數(shù)字照片技術(shù)進(jìn)行融合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障的精確定位。（3）便捷性。紅外測(cè)溫技術(shù)能夠在儀器測(cè)量允許的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)熱目標(biāo)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)、定量和在線測(cè)量，并繪制出相應(yīng)的溫度梯度熱像圖，同時(shí)，其抗干擾能力強(qiáng)，使用維護(hù)比較方便，便于線路的日常巡檢。

三、紅外測(cè)溫技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的實(shí)踐

在配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中，采用的紅外測(cè)溫技術(shù)對(duì)配網(wǎng)設(shè)備發(fā)熱缺陷進(jìn)行診斷的方法比較多，主要有表面溫度判斷法、相對(duì)溫差判斷法、同類比較法、檔案分析法和熱譜圖分析法等。在以上的判斷方法中，由于熱譜圖分析方法比較直觀，判定效果好，是目前主要采用的溫度故障判斷法。熱譜圖分析法是對(duì)設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)的熱譜圖進(jìn)行測(cè)定，然后再對(duì)實(shí)際的配網(wǎng)中運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，得出配網(wǎng)運(yùn)行中的熱譜圖，然后將檢測(cè)到的熱譜圖與正常熱譜圖進(jìn)行比對(duì)，查找差異，進(jìn)而判定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。這是一種行之有效的精密診斷方法，也是目前常用的對(duì)致熱設(shè)備采用的常用辦法。在如下的表一、表二中，列出在配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，由于電流和電壓致熱導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱缺陷的紅外譜圖分析依據(jù)。

在當(dāng)前開(kāi)展的確保春節(jié)供電的大檢修過(guò)程中，某縣供電局利用紅外熱像儀對(duì)負(fù)荷較重的線路、設(shè)備和重要用戶的設(shè)備進(jìn)行了全面的測(cè)溫檢查，發(fā)現(xiàn)存在著發(fā)熱缺陷共11處，對(duì)于突發(fā)設(shè)備故障現(xiàn)象的出現(xiàn)進(jìn)行了有效的控制。如下是檢修過(guò)程中的幾幅熱像圖及相應(yīng)的原因分析。

圖一 某線主塔電纜厚刀閘C相設(shè)備線夾發(fā)熱圖

故障原因分析：設(shè)備的線夾與導(dǎo)線的連接螺栓由于使用時(shí)間長(zhǎng)，缺乏維護(hù)，出現(xiàn)松動(dòng)，從而導(dǎo)致他們之間因壓力不足，引起設(shè)備線夾和導(dǎo)線的接觸不良，出現(xiàn)發(fā)熱故障，結(jié)合本次巡檢的其他地方的檢測(cè)結(jié)果，在其他塔桿架空線與電纜連接的設(shè)備線夾存在不同程度的發(fā)熱現(xiàn)象，按照縣供電所的要求，將檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的設(shè)備線夾更換為壓接接線端子，事后檢測(cè)，故障消失。

故障原因分析：柱上斷路器連接板與接線端子的螺絲在安裝時(shí)沒(méi)有使用彈簧墊片，由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后造成螺絲松動(dòng)及隔離刀閘轉(zhuǎn)頭和刀口接觸不良引起的發(fā)熱現(xiàn)象。

四、結(jié)束語(yǔ)

紅外測(cè)溫技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中對(duì)溫度熱效應(yīng)的檢測(cè)，能夠極大的提升設(shè)備的正常運(yùn)行率，降低重大事故的發(fā)生率，同時(shí)，還能有效降低配網(wǎng)設(shè)備的檢修費(fèi)用。隨著目前相關(guān)紅外測(cè)溫設(shè)備技術(shù)水平的提升，儀器設(shè)備的價(jià)格正在進(jìn)入合理的位置，因此，筆者相信在未來(lái)的時(shí)間內(nèi)，紅外測(cè)溫技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)中一定會(huì)更加廣泛的應(yīng)用。