配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用研究

辛文龍

摘 ?要：針對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行會(huì)受到電流電壓的影響而產(chǎn)生熱效應(yīng)的問(wèn)題，首先明確發(fā)熱設(shè)備類(lèi)型，闡述診斷發(fā)熱設(shè)備缺陷的方法，明確配網(wǎng)設(shè)備過(guò)熱產(chǎn)生的缺陷性質(zhì)，重點(diǎn)分析配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行及維過(guò)程中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用，減少因配網(wǎng)設(shè)備故障問(wèn)題而引發(fā)的事故，減小設(shè)備的檢測(cè)維修費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)設(shè)備;紅外測(cè)溫技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM755 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）26-0040-02

1 ?紅外測(cè)溫技術(shù)與熱效應(yīng)

1.1 ?紅外測(cè)溫技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)是通過(guò)紅外的作用測(cè)量電網(wǎng)中運(yùn)行設(shè)備的溫度的技術(shù)。該技術(shù)的原理為：

物質(zhì)通過(guò)原子、電子、分子按照一定形式排列而構(gòu)成，不同的排列形式形成不同的物質(zhì)。這些元素在物質(zhì)內(nèi)部是處于不停歇但規(guī)則性的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，還形成了一定能量，也就是熱輻射[1]。

應(yīng)用紅外想線測(cè)溫技術(shù)檢查觀測(cè)熱輻射現(xiàn)象，檢查電網(wǎng)系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行。

1.1.1 ?紅外測(cè)溫技術(shù)特點(diǎn)

在電網(wǎng)中運(yùn)用紅外測(cè)溫技術(shù)可以解決設(shè)備的多種問(wèn)題。在使用過(guò)程中可以不影響設(shè)備的正常運(yùn)行和不改變電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，可以監(jiān)測(cè)到設(shè)備最真實(shí)的運(yùn)行信息，確保操作安全。通過(guò)紅外測(cè)溫技術(shù)掃描成像，快速顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，直觀性較強(qiáng)，檢測(cè)率較高，所需要的勞動(dòng)人數(shù)少，勞動(dòng)程度低。同時(shí)，該技術(shù)可以檢測(cè)設(shè)備是否正常，還可以檢測(cè)出隱患的嚴(yán)重情況，為檢修計(jì)劃的制定提供準(zhǔn)確的參考信息。

1.1.2 ?紅外測(cè)溫技術(shù)的相關(guān)要求

在進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，要確保天氣狀況中的空氣濕度低于85%，風(fēng)速小于0.05 m/s;

進(jìn)行必要的室外檢測(cè)時(shí)，選擇在日落兩小時(shí)后或者夜間無(wú)雷無(wú)電無(wú)霧情況下進(jìn)行;

通常情況下，被檢設(shè)備輻射率取值約為0.9;在檢測(cè)前，應(yīng)該注意紅外測(cè)溫范圍，確保溫升范圍適合環(huán)境溫度;

在檢測(cè)過(guò)程中，需要嚴(yán)格根據(jù)儀器的操作流程和規(guī)定進(jìn)行，既要正確操作紅外儀器，也要做好數(shù)據(jù)記錄工作和安全監(jiān)督工作;檢查過(guò)程中，儀器不能接觸帶電運(yùn)行設(shè)施或者對(duì)改變、操作、移動(dòng)設(shè)備。

1.1.3 ?紅外測(cè)溫周期

運(yùn)行過(guò)程中的電線設(shè)備等的測(cè)溫周期通常為每年兩次，一是高溫負(fù)荷階段前期，二是春節(jié)前夕，也就是6月份和12月份。通過(guò)大修、改建、擴(kuò)建等電網(wǎng)設(shè)備等在運(yùn)行的一個(gè)星期內(nèi)必須進(jìn)行測(cè)溫工作，檢查設(shè)備是否能夠正常進(jìn)行。運(yùn)用其他監(jiān)督手段檢查出了設(shè)備問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)安排紅外測(cè)溫測(cè)試。根據(jù)重要的節(jié)假日、高溫天氣、大負(fù)荷、調(diào)整運(yùn)行方式、電網(wǎng)的負(fù)荷變化等多種情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)試。

1.2 ?熱效應(yīng)

配網(wǎng)設(shè)備按照發(fā)熱的原理可以將熱效應(yīng)分成兩種類(lèi)型，第一種是電壓致熱，配電裝置的發(fā)熱現(xiàn)象是電壓引起的，如避雷針、電壓互感器、電纜中間接頭或者絕緣子等多個(gè)子設(shè)備;第二種是由電流致熱。電流通過(guò)配電設(shè)備而引起了發(fā)熱的情況，如線夾、接續(xù)管、導(dǎo)線、接頭設(shè)備等。熱效應(yīng)普遍存在配網(wǎng)上設(shè)備中，通常情況下正常溫度影響電網(wǎng)的健康運(yùn)行，但超過(guò)所能負(fù)荷的溫度，就會(huì)損壞配網(wǎng)設(shè)備。過(guò)高的溫度可以增大線損，隨著運(yùn)行設(shè)備高度高雯，會(huì)增加電阻，提升了電能損耗，在此情況下又會(huì)增加設(shè)備發(fā)熱成都，最終形成惡性循環(huán)[2]。設(shè)備過(guò)熱也會(huì)引起材料劣化。絕緣材料會(huì)會(huì)隨著溫度的升高而脆化，長(zhǎng)此以往會(huì)降低絕緣性能，擊穿材料，甚至燒斷導(dǎo)線，造成電路短路。過(guò)熱溫度可能增加火災(zāi)幾率。電網(wǎng)設(shè)備中，溫度過(guò)高很容易擊穿絕緣材料，形成線路短路現(xiàn)象，增加火災(zāi)事故發(fā)生的機(jī)率。

2 ?診斷設(shè)備缺陷的方法

在配網(wǎng)設(shè)備中，紅外測(cè)溫技術(shù)主要是通過(guò)幾種方法判斷發(fā)熱情況，包括相對(duì)溫差法、表面溫度法、熱圖譜分析法等。

2.1 ?相對(duì)溫差法

運(yùn)行設(shè)備的環(huán)境溫度、物理性狀、負(fù)荷電流和表面狀況等設(shè)備情況類(lèi)似的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)間溫度相差情況與較熱點(diǎn)的升溫的比例，公式表示為：

△t=（t1-t2）*t1=（T1-T0）*（T1-T2），

式中，t1、T1道標(biāo)發(fā)熱點(diǎn)溫升、溫度;t2、T2代表對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫升、溫度;T0代表環(huán)境體溫度。

此方法主應(yīng)用于設(shè)備電流致熱中的判斷，環(huán)境溫度、負(fù)荷溫度不會(huì)影響紅外測(cè)溫技術(shù)的診斷結(jié)果[3]。

2.2 ?表面溫度法

根據(jù)國(guó)家對(duì)配網(wǎng)設(shè)備中的部件、材料、絕緣的溫度、溫升極限的明確規(guī)定，采用紅外測(cè)溫技術(shù)得到的設(shè)備表面溫度值，再結(jié)合負(fù)荷大小、氣候條件等判斷設(shè)備缺陷問(wèn)題[4]。此種方法較為直觀、簡(jiǎn)單、實(shí)用性很強(qiáng)，但判斷準(zhǔn)確性偏低，尤其是故障點(diǎn)的發(fā)熱情況不明顯的時(shí)候，容易誤判、漏判。

2.3 ?熱圖譜分析法

同類(lèi)型的設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所處的狀態(tài)和設(shè)備正常健康運(yùn)行過(guò)程中的熱圖譜情況來(lái)判斷設(shè)備正常與否。此種方法極為縝密，主要應(yīng)用于電壓致熱的設(shè)備中。熱圖譜分析方法需要準(zhǔn)確的歷史圖譜資料最參考，因此對(duì)于紅外測(cè)溫開(kāi)展不完善的區(qū)域，運(yùn)用熱圖譜分析方法的可能很低。

3 ?明確設(shè)備缺陷性質(zhì)、分類(lèi)

設(shè)備過(guò)熱缺陷可以主要?jiǎng)澐譃槿N類(lèi)型，一般缺陷、重大缺陷和緊急缺陷等。一般缺陷不會(huì)立刻引起事故，有一定的溫度場(chǎng)、溫差梯度;此種情況下的缺陷必須記錄在案，并隨時(shí)關(guān)注該部位缺陷的發(fā)展，可以借助停電檢修的時(shí)間進(jìn)行排除檢驗(yàn)和維修。重大缺陷需要及時(shí)解決，因?yàn)樵O(shè)備發(fā)熱程度較高、溫度場(chǎng)梯度和溫差較大，稍有延誤都可能引起嚴(yán)重事故[5]。

電流電壓致熱設(shè)備中需要安排其他必要的測(cè)試手段，電流致熱需要適當(dāng)降低負(fù)荷電流，在確定性質(zhì)以后消缺。緊急缺陷必須立即處理，設(shè)備的發(fā)熱溫度已經(jīng)超過(guò)了設(shè)備規(guī)定或者設(shè)備所能承受的溫度極限。

4 ?紅外測(cè)溫技術(shù)在配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用

4.1 ?配網(wǎng)設(shè)備中紅外測(cè)溫儀應(yīng)用

應(yīng)用于配網(wǎng)設(shè)備中的紅外測(cè)溫儀器有紅外熱像儀、紅外測(cè)溫儀。紅外測(cè)溫儀具有攜帶方便、輕巧、價(jià)格便宜、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)，工作人員在設(shè)備巡視過(guò)程中可以進(jìn)行快速且大面積的監(jiān)測(cè)，但此設(shè)備值可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱異常的情況。紅外熱像儀可以顯示出運(yùn)行設(shè)備溫度場(chǎng)分布情況，具有可靠、高靈敏度、直觀穩(wěn)定和方便分析等多個(gè)特點(diǎn)，可以較準(zhǔn)確的觀察出設(shè)備的發(fā)熱情況，判斷出具體的故障部位和故障原因。

與紅外測(cè)溫儀相比，紅外熱像儀具有價(jià)格偏貴、不便攜帶劣勢(shì)，因此不能應(yīng)用于日常設(shè)備巡視過(guò)程中。在紅外檢測(cè)中，一般是通過(guò)紅外熱像儀進(jìn)行大面積監(jiān)測(cè)掃描，尋找出設(shè)備發(fā)熱異常的位置，然后再重點(diǎn)檢測(cè)發(fā)熱移異常部位，進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)溫。此設(shè)備主要應(yīng)用于特殊巡視檢查、季度設(shè)備查詢(xún)等過(guò)程中，其最終檢查效果較好。

4.2 ?紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

4.2.1 ?隔離開(kāi)關(guān)刀口發(fā)熱的檢測(cè)

在電網(wǎng)運(yùn)行中，隔離開(kāi)關(guān)出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象時(shí)，會(huì)損壞設(shè)備，終端設(shè)備供電。通過(guò)利用紅外線測(cè)溫技術(shù)可以事先判斷，提前進(jìn)行檢修工作。隔離開(kāi)關(guān)刀口出現(xiàn)發(fā)熱情況是因?yàn)槠溟L(zhǎng)期處于空氣中，引起了表面氧化，在表面形成氧化膜，增大電阻，以此造成開(kāi)關(guān)過(guò)熱[6]。隔離開(kāi)關(guān)在機(jī)械力作用下，被使用的次數(shù)較多，使得開(kāi)關(guān)刀口不平衡受力，增大電阻，提升表面溫度。通過(guò)紅外測(cè)溫技術(shù)定期對(duì)此開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)，可以避免刀口過(guò)熱溫度帶來(lái)的故障。

4.2.2 ?對(duì)線夾、接續(xù)金具等的檢查

配電系統(tǒng)中，導(dǎo)線自檢或者設(shè)備與導(dǎo)線之間出現(xiàn)接觸不良等情況容易產(chǎn)生設(shè)備過(guò)熱情況。這一問(wèn)題中存在著安全問(wèn)題，尤其是金具發(fā)熱后升級(jí)成為故障，造成導(dǎo)線掉落等現(xiàn)象，威脅到過(guò)往人員和檢修人員的安全。將紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于其中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常熱輻射，以便檢修人員能夠及時(shí)作出應(yīng)對(duì)策略，降低安全事故發(fā)生機(jī)率。

4.2.3 ?強(qiáng)化配網(wǎng)設(shè)備巡視質(zhì)量

人們的生活工作區(qū)域與配電網(wǎng)位有比較安全的距離，目測(cè)、耳聽(tīng)等都不能觀察出設(shè)備的運(yùn)行狀況。電網(wǎng)影響到每個(gè)單位、每個(gè)用戶，分布范圍很廣，不能精確的檢查到電網(wǎng)中每個(gè)設(shè)備的具體運(yùn)行情況。在設(shè)備運(yùn)行中，運(yùn)用紅外測(cè)溫技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在隱患，分析結(jié)果可以制定出檢查和維修的計(jì)劃，盡量減少停電時(shí)間，確保電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性。

5 ?結(jié) ?語(yǔ)

文章首先明確紅外測(cè)溫技術(shù)、熱效應(yīng)含義，分析診斷設(shè)備過(guò)熱情況方法，確定設(shè)備過(guò)熱缺陷性質(zhì)，最后闡述紅外測(cè)溫技術(shù)在運(yùn)行設(shè)備中的應(yīng)用。紅外測(cè)溫技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用十分廣泛，發(fā)揮的作用較為明顯，在很大程度上減少了設(shè)備故障率，降低了設(shè)備維修費(fèi)用。隨著時(shí)間的推移，紅外測(cè)溫儀器的功能也越來(lái)越完善，價(jià)格不斷降低，因此該技術(shù)在電網(wǎng)中可以發(fā)揮出更大的效果。

參考文獻(xiàn)：

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