紅外測溫技術(shù)在變電站設(shè)備巡視中的應(yīng)用

陳尚護(hù)

摘 要：變電站設(shè)備在運(yùn)行過程中，其熱效應(yīng)會(huì)表現(xiàn)出不同的結(jié)果。工作人員在日常的巡查過程中，可利用紅外測溫技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行檢測，繼而發(fā)現(xiàn)其是否存在運(yùn)行故障。文章將針對紅外測溫技術(shù)在變電站設(shè)備巡視中的應(yīng)用展開分析，提高紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用能力，以及設(shè)備診斷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：紅外測溫技術(shù)；變電站；設(shè)備巡視

中圖分類號：TM507 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0166-02

Abstract： During the operation of substation equipment， the thermal effect will show different results. Staff in the daily inspection process， the use of infrared temperature measurement technology to detect the equipment， and then found whether there is a fault. This paper will analyze the application of infrared temperature measurement technology in the inspection of substation equipment， improve the application ability of infrared temperature measurement technology and equipment diagnosis technology.

Keywords： infrared temperature measurement technology； Substation； equipment inspection

變電站設(shè)備巡視工作有利于電力的穩(wěn)定運(yùn)行，檢查設(shè)備是否存在故障，主要依靠目測、觸摸、耳聽等方式。而紅外測溫技術(shù)大大提升了設(shè)備檢測的效率與準(zhǔn)確性，尤其針對較易發(fā)熱的設(shè)備而言，能夠及時(shí)檢查出設(shè)備故障問題。故此，應(yīng)提高紅外測溫技術(shù)在變電站中的利用能力，促使變電站穩(wěn)定運(yùn)行。

1 紅外測溫技術(shù)綜述

紅外測溫技術(shù)是一項(xiàng)比較先進(jìn)的測量技術(shù)，主要包括紅外輻射的產(chǎn)生、傳播、等。紅外輻射本身具有較長的電波，因此對電波也可進(jìn)一步劃分為微波、無線電波、紫外線、可見光等類型。紅外線即介于可見光與無線電波之間的類型。紅外測溫技術(shù)主要利用成像設(shè)備、探測裝置，對線路發(fā)出的輻射信號進(jìn)行檢測，經(jīng)過專業(yè)的處理后，將其進(jìn)行掃描，再傳入電腦屏幕中。故此，屏幕中所顯示的便是被探測的設(shè)備的熱量分布情況。紅外測量技術(shù)中，包括檔案分析法、對比分析法、同類比較法、溫差比較法等。檢測人員根據(jù)檢測結(jié)果，利用科學(xué)的分析方法對圖像進(jìn)行分析，進(jìn)而判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障。

紅外線測溫技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)勢。其與傳統(tǒng)的設(shè)備故障檢測手段相比，不需要深入接觸設(shè)備，僅對表面溫度進(jìn)行感知便能夠達(dá)到理想的效果。即，紅外線測溫技術(shù)在遠(yuǎn)距離情況下，便能夠正常工作。同時(shí)，其檢測速度較快，利用熱成像處理并將圖像傳送至顯示器中，便能夠得到結(jié)果。這種檢測方式大大節(jié)省了設(shè)備故障分析時(shí)間，提升檢測效率。紅外線測溫技術(shù)能夠在不同類型的物體上進(jìn)行檢測，無論設(shè)備是否帶有高壓電，或運(yùn)轉(zhuǎn)速度較快等，都能夠避免外界因素對其的干擾，進(jìn)而得到較為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

2 紅外測溫技術(shù)在變電站設(shè)備巡視中的應(yīng)用

遠(yuǎn)程紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)。利用攝像機(jī)、數(shù)字云臺、網(wǎng)絡(luò)視頻機(jī)組、交換機(jī)、監(jiān)控軟件、紅外測溫儀器等設(shè)備，共同組建成遠(yuǎn)程紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在信息技術(shù)的支持下，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的高精度數(shù)字云臺服務(wù)，以及紅外測溫操作。在系統(tǒng)中加入精度數(shù)字云臺，以及測溫儀器，利用視頻方式得到遠(yuǎn)程溫度自動(dòng)檢測結(jié)果，并將檢測結(jié)果實(shí)時(shí)記錄到系統(tǒng)中，如有需要也可隨時(shí)同步查看視頻錄像。當(dāng)紅外測溫檢測儀器所檢測到的溫度超過標(biāo)準(zhǔn)，存在異常，會(huì)通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)出閃爍燈以及報(bào)警聲音，用以提示工作人員及時(shí)檢查變電設(shè)備。該系統(tǒng)能夠?qū)z查、顯示、報(bào)警、查詢、記錄等工作都集中在系統(tǒng)內(nèi)，有效減輕了人力、物力的消耗，保證設(shè)備檢測及時(shí)，維護(hù)及時(shí)，維修及時(shí)[1]。

提前對該測量點(diǎn)進(jìn)行預(yù)置，遠(yuǎn)紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)便能夠在預(yù)定的時(shí)間，對預(yù)置測量點(diǎn)進(jìn)行測量，每天可進(jìn)行多次的溫度與圖像掃描。并利用互聯(lián)網(wǎng)，對各個(gè)溫度以及圖像上傳至系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)便自動(dòng)報(bào)警，為檢測人員提供設(shè)備溫度的變化。實(shí)現(xiàn)更加智能、信息化的測溫技術(shù)。

遠(yuǎn)程紅外測溫視頻監(jiān)控系統(tǒng)中引入的高精度數(shù)字云臺以及紅外測溫儀器，大大提升了系統(tǒng)檢測的準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)采集、測量、傳送等于一體的監(jiān)控系統(tǒng)。結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能技術(shù)、視頻技術(shù)等，對設(shè)備溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化。系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)熱故障的診斷、檢測、分析、紅外無損傷探傷等操作，極大的提高了變電站運(yùn)行的安全性，將安全事故扼殺在搖籃中。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 異常發(fā)熱類型

匯控柜是電氣設(shè)備中的重要組成部分，主要用來對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控與控制。其是作為間隔內(nèi)、外元件與設(shè)備而存在的中間樞紐。匯控柜的主要作用表現(xiàn)在，顯示主接線方式的運(yùn)行狀態(tài)，堅(jiān)實(shí)開關(guān)分合閘狀態(tài)、就地或遠(yuǎn)程實(shí)施開關(guān)操作、本地間隔斷路器、以及開關(guān)之間的電氣閉鎖等。

對多個(gè)變電站的匯控柜進(jìn)行檢測，利用紅外熱成像儀發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱，發(fā)熱類型可分為：二次回路接觸不良、如二次端子、接觸器接線端異常發(fā)熱；以及線圈元件發(fā)熱，主回路繼電器等發(fā)熱現(xiàn)象。

當(dāng)前，紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用方式可概括為相對溫差法、同類比較法、圖像特征法、檔案分析法等。本文采用表面溫度判斷法，相對溫差比較法對設(shè)備進(jìn)行檢測。溫差是設(shè)備固有的特點(diǎn)，不同設(shè)備溫差不同、同一設(shè)備不同位置的溫差也不相同。相對兩個(gè)溫差是指，兩個(gè)對應(yīng)的測點(diǎn)的溫度，相比其中較熱測量點(diǎn)的溫差之比，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

？啄=×100%=×100%

3.2 異常發(fā)熱檢測方法

對變電站進(jìn)行紅外測溫過程中，發(fā)現(xiàn)二次端子發(fā)熱異常。對其進(jìn)行可見光操作，發(fā)現(xiàn)其變化曲線為圖1。

根據(jù)有帶電設(shè)備紅外診斷的有關(guān)規(guī)定，對電流導(dǎo)致發(fā)熱的設(shè)備故障進(jìn)行檢測，以同類對比為基礎(chǔ)，熱點(diǎn)相對溫差達(dá)到93%為嚴(yán)重性故障。斷開二次回路，對發(fā)熱端子固定螺栓加緊處理，再進(jìn)行檢測后，發(fā)熱現(xiàn)象消失。

3.3 技術(shù)應(yīng)用

以某變電站為例，其內(nèi)部設(shè)置配有紅外測溫儀器一臺，紅外點(diǎn)溫儀器若干。在日常的巡查過程中，常采用便攜式紅外點(diǎn)溫儀器對設(shè)備溫度進(jìn)行檢測。點(diǎn)溫檢測儀器具有輕便、方便攜帶的優(yōu)點(diǎn)，檢測人員可對懷疑存在異常發(fā)熱的設(shè)備部位進(jìn)行隨時(shí)的檢測。紅外成像儀則能夠?qū)υO(shè)備的溫度場進(jìn)行檢測，對設(shè)備整體異常發(fā)熱情況的檢測較為精準(zhǔn)，也能夠隨時(shí)發(fā)現(xiàn)異常升溫現(xiàn)象。但紅外測溫儀器重量較大，需要結(jié)合遠(yuǎn)程紅外測溫系統(tǒng)來使用。故此，在日常巡查工作中，多采用點(diǎn)溫測量儀器。紅外測溫儀器的利用在迎峰期間使用[2]。

采用紅外測溫儀器對變電站設(shè)備進(jìn)行全面的掃描、抽查負(fù)荷較大的重要用戶。利用該儀器，共成像超過110幅，發(fā)現(xiàn)了隱藏的發(fā)熱點(diǎn)共15處，其中超過100℃的異常發(fā)熱點(diǎn)3處，并得到了有效的處理，將缺陷控制在了源頭上。

其中包括：最大熱值99℃，最小熱值5.5℃，發(fā)熱位置為主變變低B相套管墊片。分析其主要原因在于，由渦流引起發(fā)熱，兩點(diǎn)溫差明顯。第一反應(yīng)為緊固墊片的螺母松動(dòng)導(dǎo)致。停電檢查，對墊片進(jìn)行打磨，并擰緊螺絲后投入運(yùn)行。發(fā)現(xiàn)溫度仍居高不下，故再次停電，對三相墊片進(jìn)行拆除操作。對比后發(fā)現(xiàn)因材質(zhì)不同，導(dǎo)致其發(fā)生渦流，致使產(chǎn)生溫度差。遂進(jìn)行更換，發(fā)熱現(xiàn)象消除。

發(fā)熱部位為配電線路電纜分支箱中B相避雷器。最大值49℃，最小值65℃。主要原因在于，氧化鋅避雷器的閥片通流量不足，進(jìn)而導(dǎo)致其溫度發(fā)生異常。

發(fā)熱部位為開關(guān)柜中鋁牌與穿墻套管連接處。最大溫度值為68℃，最小溫度值為26℃。主要原因在于，負(fù)荷電流較大，長時(shí)間運(yùn)行條件下，鋁牌與穿墻套管連接處發(fā)生了老化現(xiàn)象，接觸面導(dǎo)電能力隨之下降，進(jìn)而出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象。

發(fā)熱部位為相刀閘中間觸頭連接部位。最大溫度值為110℃，最小溫度值為2.9℃。主要原因在于，刀閘中間觸頭連接的螺絲松動(dòng)，導(dǎo)致中間觸頭與導(dǎo)電桿連接處溫度上升。這種發(fā)熱現(xiàn)象較為隱蔽，需要工作人員憑借經(jīng)驗(yàn)，對發(fā)熱墊進(jìn)行分析。工作人員利用紅外成像儀對其進(jìn)行檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備其中一部分發(fā)熱現(xiàn)象十分明顯，因此順著發(fā)熱點(diǎn)尋找，發(fā)現(xiàn)相刀閘連線處存在異常。由于條件限制，無法進(jìn)行緊急停電。因此對變電站運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，并與調(diào)度聯(lián)系。在控制負(fù)荷的前提下，檢修人員發(fā)現(xiàn)刀閘觸頭與導(dǎo)電桿之間發(fā)生粘連現(xiàn)象，若沒有及時(shí)控制負(fù)荷，很有可能發(fā)生較大的隱患。后在特殊時(shí)間點(diǎn)，采取停電舉措，對該設(shè)備進(jìn)行了更換[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文對紅外測溫技術(shù)在變電站設(shè)備巡視中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。以案例形式，更加清晰的闡述了紅外測溫儀的使用方式，以及應(yīng)用效果。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，變電站作為人們生活的必需品，應(yīng)更加重視信息技術(shù)的利用，強(qiáng)化紅外測溫儀的使用能力，進(jìn)而保證變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，并在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

參考文獻(xiàn)：

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