變電運(yùn)維工作中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

傅 松

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司，江蘇 宿遷 223800

0 引言

在電力系統(tǒng)中，加強(qiáng)對(duì)變電站的運(yùn)維管理和監(jiān)督，可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題。在進(jìn)行變電運(yùn)維處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采用不同的運(yùn)維技術(shù)。其中，紅外測(cè)溫技術(shù)由于具有高效、便捷等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于運(yùn)維工作中。電力是人類生存活動(dòng)開展的基礎(chǔ)，因此，為了保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，有必要做好相關(guān)運(yùn)維管理和檢測(cè)工作，保證其運(yùn)行質(zhì)量。

1 紅外測(cè)溫技術(shù)概述

紅外測(cè)溫技術(shù)主要利用對(duì)相關(guān)電力設(shè)備的熱輻射信息進(jìn)行收集，并且以此為基礎(chǔ)進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換，再結(jié)合運(yùn)行溫度來判斷設(shè)備具體狀況，由于不同設(shè)備在不同環(huán)境中存在溫度變化，導(dǎo)致所收集的信息和轉(zhuǎn)換過程的圖像也會(huì)存在較大的差異。其具體特點(diǎn)為操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)質(zhì)量好、工作方便且能夠進(jìn)行單獨(dú)處理，在具體運(yùn)用過程中，相關(guān)設(shè)備體積較小，方便攜帶，而且在測(cè)量過程中，不需要斷電即可開展作業(yè)。此外，在保證通信正常和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，可以快速實(shí)現(xiàn)圖像的轉(zhuǎn)換，結(jié)合相關(guān)的數(shù)字設(shè)備成像處理，可以明確看出設(shè)備的具體運(yùn)行狀況[1]。

2 變電運(yùn)維具體判斷方法

（1）相對(duì)溫差。主要是利用紅外技術(shù)測(cè)溫和具體的溫度標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行對(duì)比。

（2）表面溫度。主要依據(jù)檢測(cè)設(shè)備的表面溫度，結(jié)合相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)溫度高于對(duì)應(yīng)設(shè)備時(shí)，利用其符合大小和承受應(yīng)力的能力來判斷設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，需注意對(duì)于主要設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和相位的選擇。

（3）圖譜分析。在系統(tǒng)和設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，變壓器內(nèi)外溫度處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，而運(yùn)用紅外測(cè)溫的熱成像就是依據(jù)其運(yùn)行特點(diǎn)形成圖譜，當(dāng)內(nèi)部或者外側(cè)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)經(jīng)過熱傳導(dǎo)或者其他形式進(jìn)行熱量交換，從而導(dǎo)致溫度產(chǎn)生變化，通過對(duì)比分析圖譜，明確其中存在的問題和具體故障部位，然后結(jié)合溫度的變化程度，來判斷嚴(yán)重與否[2]。

（4）同類比較。在同一線路上的設(shè)備或者是在一個(gè)設(shè)備內(nèi)的三相，在運(yùn)行環(huán)境和溫度變化等影響因素均相同的情況下對(duì)其進(jìn)行比較，如三相運(yùn)行下的變壓器，在正常工作下的電壓和電路中的電流大小相同，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)溫度的變化會(huì)集中表現(xiàn)在局部上，所以可以通過在同一個(gè)部位溫度的變化，進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。

（5）檔案分析。將測(cè)量好的溫度數(shù)據(jù)與技術(shù)運(yùn)用下的相關(guān)資料和檔案，進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，可以對(duì)一些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，但是應(yīng)建立對(duì)應(yīng)的設(shè)備檔案，當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)正常時(shí)，可以結(jié)合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，來判斷不同時(shí)間內(nèi)的溫度變化，并且研究其變化規(guī)律。

3 紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的具體運(yùn)用

3.1 狀態(tài)變電檢測(cè)

在利用紅外線測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，設(shè)備仍然處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)中運(yùn)行，會(huì)存在電荷，因此如果要對(duì)設(shè)備的內(nèi)部進(jìn)行直接檢測(cè)，來獲取相應(yīng)的數(shù)值，會(huì)存在較大的難度。但是運(yùn)用紅外線測(cè)溫技術(shù)，會(huì)根據(jù)溫度的變化和工作原理以及診斷方法，來明確不同時(shí)間段內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀況，從而為相關(guān)的檢測(cè)和維修工作，提供科學(xué)的依據(jù)[3]。

3.2 電壓致熱性缺陷診斷

造成電壓致熱性缺陷的主要原因是內(nèi)部零件的絕緣出現(xiàn)故障，以及電壓分布不均勻和泄漏電流較大等引起的，通常情況下，造成該缺陷的問題大多是由于電壓?jiǎn)栴}，所以針對(duì)這種情況，可以使用紅外測(cè)溫技術(shù)中的同類比較法來進(jìn)行診斷，而且在溫度數(shù)據(jù)高于30%時(shí)，即判斷存在故障，并且結(jié)合測(cè)量的溫度圖譜和檢測(cè)以及正常運(yùn)行下的設(shè)備進(jìn)行比較，可以確定具體的運(yùn)行狀況和故障部位。

3.3 隔離開關(guān)觸頭發(fā)熱問題

一是開關(guān)長(zhǎng)期處于暴露的環(huán)境下，其刀口部位會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，而且氧化后會(huì)在其表面形成一層膜，繼而影響電流的運(yùn)輸，導(dǎo)致運(yùn)行電阻變大產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象；二是在變電系統(tǒng)中，開關(guān)運(yùn)行的次數(shù)較多，會(huì)導(dǎo)致其合閘不到位，從而引起刀口電阻變大，產(chǎn)生發(fā)熱問題，因此在利用紅外測(cè)溫技術(shù)時(shí)，需預(yù)先進(jìn)行降溫處理，否則當(dāng)溫度過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致安全問題的發(fā)生。隔離開關(guān)的檢測(cè)示意圖如圖1所示。

圖1 隔離開關(guān)的檢測(cè)示意圖

3.4 電壓互感器致熱查找

在220 kV的變電站紅外檢測(cè)工作開展過程中，發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)線路某個(gè)外側(cè)中出現(xiàn)溫度異常問題，將所檢測(cè)的數(shù)據(jù)與正常數(shù)值相比較，可以確定為致熱性缺陷，而一次側(cè)電壓沒有其他問題，運(yùn)行相對(duì)正常，對(duì)造成的原因進(jìn)行分析，可能是在側(cè)電壓處有關(guān)保護(hù)裝置被擊穿，使用的是一個(gè)避雷器，導(dǎo)致在擊穿后，對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償器發(fā)揮不了應(yīng)有的作用，使得繞組電壓變低和溫度上升。阻尼器電容發(fā)生擊穿問題，主要是由于電容和元件較多，或者是電容的質(zhì)量問題。

4 電氣設(shè)備的紅外檢測(cè)和診斷

4.1 設(shè)備套管

（1）變壓器。在某個(gè)變電站的測(cè)溫過程中，發(fā)現(xiàn)在正常電壓下相關(guān)圖譜存在異常現(xiàn)象，而且上下節(jié)組合溫度差異，比其他的兩相溫度高3倍，并且在套管的中上部位有著明顯的溫度差異。通過對(duì)圖譜進(jìn)行分析，可以初步確定為套管缺油，經(jīng)過技術(shù)人員的檢測(cè)可知，屬于嚴(yán)重性的缺油問題，且存在放電現(xiàn)象，如果不及時(shí)處理，會(huì)導(dǎo)致套管發(fā)生爆炸，影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

（2）其他電氣設(shè)備。在韓城某變電站中，出現(xiàn)的有關(guān)電容器出現(xiàn)套管缺油的問題，在利用紅外線檢測(cè)后，初步確定為接頭發(fā)熱問題，但是該設(shè)備經(jīng)檢測(cè)沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，后續(xù)根據(jù)檢修人員的經(jīng)驗(yàn)判斷為缺油問題。

4.2 電氣設(shè)備運(yùn)行溫度檢測(cè)

（1）斷路器。產(chǎn)生的故障主要包含中間和動(dòng)靜觸頭的接觸不良，以及缺油或者里面受潮引起的，在斷路器的運(yùn)行過程中，如果連接零件的接觸電阻較大，就會(huì)引起發(fā)熱問題，而且嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成出頭脫落和零件斷開現(xiàn)象，有關(guān)絕緣油在溫度的作用下，快速膨脹起來，會(huì)引起爆炸問題。

（2）阻波器。該設(shè)備主要是用來保護(hù)好調(diào)諧電容器的，在正常運(yùn)行下，避雷器的兩端不會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱問題，當(dāng)存在故障時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致局部溫度快速上升。

（3）電流互感器。其故障主要包括設(shè)備里面的連接線問題、線圈松動(dòng)和受潮等，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，如果不及時(shí)采取措施處理，就會(huì)使得該設(shè)備二次開路。

4.3 電氣設(shè)備的連接狀態(tài)檢測(cè)

產(chǎn)生的主要原因在于有關(guān)刀閘、開關(guān)連接、導(dǎo)線等長(zhǎng)時(shí)間處于暴露環(huán)境下，受到水、氧氣以及化學(xué)氣體的腐蝕，導(dǎo)致在接觸表面形成薄膜，產(chǎn)生發(fā)熱問題，還有導(dǎo)線在風(fēng)力的作用下，部件的斷開問題引起的，或者是在負(fù)荷的變化下，使得連接件產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象。

4.4 刀閘問題

刀閘熱的部位主要在導(dǎo)電體和接觸以及刀口觸指地方等，導(dǎo)致發(fā)熱的原因可能是刀閘開合不到位，接觸面較小，還有可能是由其觸頭角度發(fā)生偏差、彈簧壓力不夠等引起的，而且如果刀閘較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都處于備用狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氧化問題。為此，可以利用紅外測(cè)溫技術(shù)，來判斷其實(shí)際運(yùn)行的狀況，然后及時(shí)采取措施處理，以保障運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。

5 應(yīng)用紅外溫度檢測(cè)技術(shù)的注意事項(xiàng)

5.1 環(huán)境溫度影響

紅外溫度檢測(cè)技術(shù)容易受到外界溫度的影響，為此，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)到的溫度和正常運(yùn)行下的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境，確保在負(fù)載力相同時(shí)，設(shè)備故障部位溫度的變化和環(huán)境溫度相統(tǒng)一。

5.2 注意負(fù)荷電流變化

在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，會(huì)存在負(fù)荷電流，因此在使用紅外溫度檢測(cè)技術(shù)時(shí)，電流越大，其溫度變化越明顯，而且故障位置的溫度最高。

5.3 控制使用次數(shù)

在變電高溫和高壓設(shè)備運(yùn)行下，在利用溫度檢測(cè)時(shí)，需要控制好使用的次數(shù)，并在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，先將設(shè)備固定好，保證檢測(cè)人員的安全，促使工作人員可以準(zhǔn)確無誤的開展檢測(cè)工作，降低差異性，減少外界因素對(duì)檢測(cè)的影響。

6 結(jié)束語

綜上所述，在變電運(yùn)維中，利用紅外測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)工作，可以對(duì)一些較為復(fù)雜的設(shè)備進(jìn)行溫度檢測(cè)，要利用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和檢測(cè)價(jià)值，選用正確的操作方法進(jìn)行，盡可能地減少內(nèi)外因素的影響，加大對(duì)員工的技術(shù)和專業(yè)培訓(xùn)工作。為了確保電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，可以通過溫度的測(cè)量和數(shù)據(jù)變化進(jìn)行故障的診斷，在確定存在故障后，根據(jù)具體產(chǎn)生的原因制訂檢修方案，從而保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。