淺析變電站運(yùn)行維護(hù)中紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用

陽文

（國網(wǎng)湖南省電力公司婁底供電分公司 湖南婁底 417000）

淺析變電站運(yùn)行維護(hù)中紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用

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紅外測溫技術(shù)能夠在不接觸、不停電的情況下探明設(shè)備的發(fā)熱情況，是目前我國變電運(yùn)維中重要的技術(shù)措施。此背景下，本文首先分析了紅外測溫技術(shù)相關(guān)內(nèi)容，其次對紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以供參考。

紅外測溫技術(shù)；變電運(yùn)維；應(yīng)用

1 引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對電力的需求不斷增加，這使得配電網(wǎng)規(guī)模與電力設(shè)備的數(shù)量越來越多，大大增加了電力系統(tǒng)運(yùn)行安全隱患。變電站是電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，其運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性直接影響著供電的質(zhì)量。紅外測溫技術(shù)能夠在不接觸并且不停電的情況下對變電站的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢修，從而為電力設(shè)備的健康運(yùn)行提供重要的信息依據(jù)，可在日后變電運(yùn)維工作中大力推廣與應(yīng)用。

2 紅外測溫技術(shù)分析

2.1 含義

紅外測溫技術(shù)具有較高的科技含量，主要涉及紅外輻射的產(chǎn)生、傳播與轉(zhuǎn)換等技術(shù)。在電磁頻譜中，紅外輻射具有十分重要的作用，不同種類的電波的屬性也存在較大的差異。依據(jù)屬性的差異，可將電波分為微波、無線電波、紫外線、可見光、R射線與X射線等。其中，紅外線處于可見光與無線電波的中間。此外，依據(jù)相關(guān)規(guī)定，還可將紅外線分為遠(yuǎn)紅外線、中紅外線與近紅外線三種類型。

2.2 工作原理

在運(yùn)用紅外線測溫技術(shù)進(jìn)行相關(guān)作業(yè)時，需要先采用紅外探測裝置將物體的輻射功率信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺笤倮贸上裨O(shè)備輸出完成轉(zhuǎn)換的電信號，在電信號實(shí)際輸出過程中，需要保證信號的準(zhǔn)確性，并且還要將掃描完的物體空間位置與模擬對象的表面溫度一起投影至屏幕，通過此種方式，就可獲得探測物體的熱像圖與探測物體表面的熱量分布。在實(shí)際工作中，通過紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，可感知探測物體表面溫度，進(jìn)而以感知結(jié)果判斷物體故障存在的主要原因。

2.3 優(yōu)勢

相比于之前的探測技術(shù)，紅外測溫技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，具體如下：①紅外測溫技術(shù)能夠在不接觸測量物體的情況下，通過紅外線的發(fā)射與接受實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量目的，響應(yīng)的速度十分快速。②紅外測溫技術(shù)能夠同時測量多個物體，高壓帶電的物體、高溫的物體、不易接觸的物體的測量均能夠通過紅外測溫技術(shù)進(jìn)行。由此可知，相比于之前的接觸式測量技術(shù)措施，紅外測量技術(shù)具有較大的優(yōu)勢，且通過紅外測量技術(shù)得到的測量結(jié)果不會受到被測量物體溫度的影響，具有一定的準(zhǔn)確性。

2.4 判斷方法

2.4.1 相對溫差判別法

一般情況下，由于電流會產(chǎn)生一定的熱量，如果設(shè)備的導(dǎo)流部分出現(xiàn)了溫度異常情況，應(yīng)進(jìn)行溫度測量工作，以獲得準(zhǔn)確的溫度值，并且還應(yīng)當(dāng)通過相應(yīng)的計算公式，計算出設(shè)備發(fā)熱部位溫度的相對溫差，然后將發(fā)熱處的溫度、環(huán)境參照體的溫度與正常溫度值依次帶入公式，以獲得正確的誤差。

2.4.2 同類比較法

型號相同的電器設(shè)備由于電壓的存在而出現(xiàn)溫度異常情況時，可依據(jù)對應(yīng)點(diǎn)溫度變化的差異對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，少數(shù)設(shè)備為電壓致熱型，此類設(shè)備的缺陷能夠依據(jù)允許溫升值或同類設(shè)備允許溫差進(jìn)行相應(yīng)的判斷，如果設(shè)備的同類溫度高出允許溫升值的30%，則表示此類電器設(shè)備存在巨大的缺陷。

2.4.3 熱譜圖分析法

熱譜圖分析法即為通過對比正常運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備熱譜圖與異常運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備熱譜圖，得出兩者間的差異，以此來判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一種判斷方式。

3 紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用

3.1 對電流致熱性缺陷的檢測

通常情況下，電力設(shè)備的種類較多，不同類型設(shè)備的構(gòu)造、制熱因素、運(yùn)行條件等方面存在一定的差異，所以，設(shè)備檢測與缺陷判斷方式也大不相同。對于電流致熱型設(shè)備發(fā)熱的原因，主要為接頭、觸頭連接不良，或是導(dǎo)線節(jié)流面積不足等。此類設(shè)備缺陷檢測特征為：①由于致熱部位裸露，所以能夠通過熱像儀（圖1為熱像儀組成與工作原理）直接測量溫度。②測量值與實(shí)際值之間的差異較小，所以能夠按照測量獲得的溫度，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溫升局限值及紅外線測溫技術(shù)中的相對溫差法對設(shè)備異常情況的嚴(yán)重性進(jìn)行一定的判斷，如果溫度已經(jīng)超過了某個固定值，應(yīng)及時進(jìn)行維修處理。

圖1 熱像儀組成與工作原理示意圖

3.2 對電壓致熱性缺陷的檢測

對于電壓致熱型故障，主要是指因設(shè)備內(nèi)部絕緣異常、電壓分布異常、電流泄露過大而導(dǎo)致的設(shè)備異?，F(xiàn)象。致熱型故障一般由電壓導(dǎo)致，與電流之間不存在直接的關(guān)聯(lián)，其特征主要涉及以下幾方面內(nèi)容：①設(shè)備內(nèi)部絕緣介質(zhì)由于老化、受潮等原因而導(dǎo)致異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)。②當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障之后，電壓分布往往會發(fā)生異常，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備異常特征性熱分布現(xiàn)象的出現(xiàn)。③絕緣子由于劣化與污穢等原因?qū)е码妷号c泄露電流出現(xiàn)異常現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)過熱或變涼的情況。④電路中絕緣子絕緣性能的好壞交合部位出現(xiàn)發(fā)熱情況。對于此類設(shè)備異常發(fā)熱現(xiàn)象的判斷，通常以同類比較法與溫升值異常情況進(jìn)行，如果同類溫差值已經(jīng)超過了規(guī)定值的30%，便可判斷設(shè)備存在重大缺陷。通過紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，可通過熱譜圖進(jìn)行分析，并且還可通過對比設(shè)備正常狀態(tài)與異常狀態(tài)下的熱譜圖，判斷設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)、表面溫度等，同時還能夠以綜合分析判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的異常。

3.3 排除常見事故

一般情況下，當(dāng)變電體系的負(fù)荷不斷升高時，其往往需要荷載更大的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而引發(fā)突發(fā)故障。通過紅外測溫技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠?qū)收线M(jìn)行篩查，其與查驗(yàn)成效、辨別故障的速度與效率之間存在較大的關(guān)聯(lián)。在完成綜合調(diào)查之后，可采用縱橫范圍對比溫差情況，進(jìn)而對事故進(jìn)行合理的判別。

3.4 技術(shù)細(xì)分

在進(jìn)行電力設(shè)備溫度檢測工作時，需要做好以下事項(xiàng)：①對現(xiàn)有溫度進(jìn)行判別，然后再結(jié)合巡視過程中所測得的閾值，對設(shè)備的發(fā)熱情況與運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的判斷。但此類技術(shù)無法應(yīng)用于少數(shù)難以聚焦的變電配件的溫度檢測，為了有效減少干擾，保證電力系統(tǒng)架構(gòu)體系具有充足的電流，應(yīng)當(dāng)在晚高峰時段內(nèi)采用此類測驗(yàn)技術(shù)。②對于溫度測量結(jié)果。依據(jù)橫向?qū)Ρ葴y得相對應(yīng)的斷點(diǎn)溫差，并在此基礎(chǔ)上對設(shè)備的弊端與漏洞進(jìn)行判斷。通過紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效規(guī)避用電高峰，但在進(jìn)行具體測量工作之前，需要先明確待測設(shè)備的配件部分，例如隔離觸頭、引流線等，這是由于配件的固有電阻可能會出現(xiàn)一定的變化。③縱向?qū)Ρ缺鎰e。通過紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，能夠獲得不同運(yùn)行階段設(shè)備的紅外圖譜，通過對比分析圖譜，可明確配件的發(fā)熱傾向，找出配件中存在的缺陷。但必須構(gòu)建歷程圖譜，為對比分析操作提供便利。

3.5 檢修狀態(tài)

狀態(tài)檢測是當(dāng)前變電檢測的主要技術(shù)措施，具有較強(qiáng)的靈活性，不僅能夠提升工作效率，縮短工作時間，還能夠減輕斷電帶來的感染，但在進(jìn)行檢測作業(yè)之前，必須判別等待測查設(shè)備的配件狀態(tài)。通常情況下，運(yùn)行的變電配件往往帶有電荷，幾乎無法了解設(shè)備的內(nèi)部運(yùn)行狀況，狀態(tài)判斷與獲得的信息之間存在較為緊密的關(guān)聯(lián)。在進(jìn)行初始檢測作業(yè)時，間接信息一般涵蓋在成套自動裝置內(nèi)，通過對故障記錄進(jìn)行仔細(xì)的查驗(yàn)，也能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的缺陷，但存在一定的不足，例如在線測查必須配置較多的弱、強(qiáng)電設(shè)備。在進(jìn)行設(shè)備絕緣狀態(tài)的檢測時，也無法進(jìn)行精確的匹配，且后續(xù)的關(guān)聯(lián)修護(hù)也存在一定的困難，例如記錄的缺陷僅能代表一段時間的狀態(tài)，難以預(yù)測下段時間設(shè)備的異常發(fā)展趨勢。通過紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效解決上述問題，并且還能夠以圖譜的方式及時識別各時段變電設(shè)備運(yùn)維狀態(tài)，為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判斷提供輔助參照。

4 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行變電運(yùn)維作業(yè)時，通過紅外測溫技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠?qū)ψ冸娫O(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行及時的、準(zhǔn)確的監(jiān)控，以保證變電設(shè)備運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性，所以，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷深入研究，并且還要不斷總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，確保紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的科學(xué)合理的、全面的應(yīng)用。

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TM63

A

1004-7344（2016）25-0103-02

2016-8-8

陽 文（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事變電運(yùn)維工作。