紅外測溫技術(shù)在變電站運(yùn)維中的應(yīng)用探討

張麗娜

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司淮安運(yùn)維站，江蘇淮安，223001）

1 概述紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用原理

紅外測溫技術(shù)是一種基于紅外線技術(shù)為基本原理的設(shè)計模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備的溫度檢測工作，以此保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。紅外測溫技術(shù)的設(shè)計原理為：根據(jù)物質(zhì)構(gòu)成的基本成分，即原子與分子，兩者的組成與分布排列方式各不相同，并按照一定的序列作出排序。眾多的原子與分子處于不同的排列組合模式下，而每一種排列方式均會形成一種物質(zhì)，也便造就了物質(zhì)的差異化特性。原子與分子在運(yùn)動階段，擁有高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性，且存在一定的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律，在整個高速運(yùn)轉(zhuǎn)階段能夠向外界產(chǎn)生一種輻射熱量，該輻射熱量被稱為熱輻射現(xiàn)象。鑒于此，紅外測溫技術(shù)便是依據(jù)熱輻射熱量實現(xiàn)電氣設(shè)備的溫度檢測，繼而保障設(shè)備處于正常的工作溫度范圍之內(nèi)。

在變電站運(yùn)維工作中紅外測溫技術(shù)的實現(xiàn)機(jī)制為：首先由傳感器單元收集變電設(shè)備在紅外測溫輻射過程而產(chǎn)生的熱量，其次將采集的輻射熱量經(jīng)過紅外探測設(shè)備與信號處理單元等，傳遞為信號數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，之后經(jīng)液晶顯示單元顯示信號數(shù)據(jù)。變電設(shè)備運(yùn)維工作者便根據(jù)溫度信號的信息，判斷設(shè)備是否處于正常工作的范圍之內(nèi)。同時，紅外測溫數(shù)據(jù)顯示能夠達(dá)成變電設(shè)備實時運(yùn)行檢測的目的，以精準(zhǔn)的把控故障位置。紅外測溫技術(shù)在變電站運(yùn)行的應(yīng)用原理圖，見圖1所示。

圖1 紅外測溫技術(shù)在變電站運(yùn)行的應(yīng)用原理

1.2 紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點

紅外測溫技術(shù)可對運(yùn)行階段的電力設(shè)備作出檢測工作。由于電力設(shè)備處于運(yùn)行階段，若出現(xiàn)故障問題，如溫度異常、導(dǎo)電等，傳統(tǒng)檢測中常常采用人工觸摸或者其他方式，而造成不必要的損傷。所以紅外測溫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)變電設(shè)備在各個階段的隔空測量。紅外測溫技術(shù)作為一種新興的集成化技術(shù)，在眾多范圍的電網(wǎng)中也同樣保證精準(zhǔn)性，同時將測定的變電故障轉(zhuǎn)化為正確信號圖像數(shù)據(jù)，極大程度的簡化了工作流程。紅外技術(shù)整合了圖像鑒別技術(shù)與歷史故障存儲，方便實時檢測變電設(shè)備的管控與維系。另外，紅外測溫技術(shù)在實現(xiàn)導(dǎo)通回路、變壓器故障檢測、氧化鋅避雷器等方面均體現(xiàn)不凡的優(yōu)勢。

1.3 紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用分類

1.3.1 應(yīng)用方法一之溫度判斷

在紅外測溫技術(shù)的溫度判斷方面，僅僅作為變電設(shè)備溫度的普通測量，同時根據(jù)傳統(tǒng)測量經(jīng)驗的相關(guān)數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)變電設(shè)備是否處于正常的工作范圍之內(nèi)。目前，溫度判斷的基本要點分為兩個方面：一方面是對一些熱點不容易聚集的變電設(shè)備具備針對性作用；另一方面是為盡可能的提高溫度測量的精準(zhǔn)度，排除其他熱源的干擾與變電設(shè)備的通流，需在負(fù)荷晚峰期間執(zhí)行溫度檢測工作。

1.3.2 應(yīng)用方法二之溫差對比

在紅外測溫技術(shù)的溫差對比方面，其作為一種橫向比對的方式，主要是對比兩臺同樣類型的電流設(shè)備中對應(yīng)測點之間的誤差溫度，以實現(xiàn)診斷變電設(shè)備故障的目的。采用溫差對比的基本要點為：不需要在負(fù)荷晚峰等特定期間內(nèi)進(jìn)行檢測，但是需要預(yù)先設(shè)定好變電設(shè)備的檢測位置，如隔離開關(guān)、發(fā)夾、觸頭等位置。

1.3.3 應(yīng)用方法三之檔案分析

在紅外測溫技術(shù)的檔案分析方面，其作為一種縱向比對的方式，主要是對比不同時間段的變電設(shè)備運(yùn)行中的紅外圖譜，以掌握當(dāng)前變電設(shè)備的運(yùn)行狀況，并保證變電設(shè)備運(yùn)行的安全性。采用檔案分析方法的基本要點為：在變電設(shè)備檢測階段之前，預(yù)先設(shè)立歷史圖譜，即正常圖譜與典型圖譜。兩種類型圖譜的建立可以保障后續(xù)變電設(shè)備的檢測與故障比對。

2 分析變電站運(yùn)維工作中的紅外測溫技術(shù)

2.1 準(zhǔn)確判斷檢修狀態(tài)

在過去變電站設(shè)備運(yùn)維工作中，僅僅依靠工作計劃的制定來實現(xiàn)設(shè)備檢修，但是按照傳統(tǒng)的工作模式存在一定滯后性，同時在實際的檢修階段便埋下了安全隱患，無法實現(xiàn)故障的主動預(yù)防?，F(xiàn)如今，有了紅外測溫技術(shù)的加持在變電站設(shè)備運(yùn)維階段，可以使用設(shè)備狀態(tài)檢修工作模式。變電設(shè)備狀態(tài)檢修模式是指根據(jù)設(shè)備的實時運(yùn)行狀態(tài)，制定針對性的設(shè)備檢修計劃，以此保障設(shè)備監(jiān)測的主動性。與此同時，借助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與維修，可以充分利用檢修資源，極大程度的提高了檢修的工作質(zhì)量。

另外，傳統(tǒng)變電設(shè)備檢修階段，遇到帶電設(shè)備的檢修需要首先作出斷電處理，以保證檢修工作者的生命安全。但是在應(yīng)用紅外測溫技術(shù)后，則不需要對變電設(shè)備作出斷電處理，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)帶電設(shè)備的監(jiān)測。在電力系統(tǒng)的變電環(huán)節(jié)，涵蓋較多的步驟與程度，致使電力轉(zhuǎn)化較為復(fù)雜。若想在短時間內(nèi)準(zhǔn)確的得到設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)尚且存在困難。

2.2 快速實現(xiàn)故障排除

面對電力資源的大量需求，電力系統(tǒng)運(yùn)行的高峰時間在逐漸延長，以此導(dǎo)致變電設(shè)備長時間處于高溫的狀態(tài)中運(yùn)行。如若在夏季高峰時間的運(yùn)行時期，變電站設(shè)備將擔(dān)負(fù)較重的運(yùn)載負(fù)荷，加之該階段沒有制定行之有效的變電設(shè)備維護(hù)機(jī)制，將很容易引起變電站安全事故，進(jìn)而對該區(qū)域的供電與變電造成嚴(yán)重威脅，嚴(yán)重的情況下將引起經(jīng)濟(jì)與生命的雙重?fù)p失。紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，在變電站設(shè)備運(yùn)維時可以高效的避免該類事故，完成對關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測和儀器的設(shè)備故障監(jiān)測，提高了變電設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)的安全性和可靠性。同時，利用紅外測溫技術(shù)快速監(jiān)測變電設(shè)備存在的安全隱患，這正是電力系統(tǒng)行業(yè)所需要的安全技術(shù)。另外，實際運(yùn)維工作中，如果檢測出某一變電設(shè)備的溫度值在50度，而該變電設(shè)備的溫度上下閾值在24度至42度之間，那勢必出現(xiàn)了故障問題。接下來，需準(zhǔn)確的判斷電力設(shè)備的故障類型，可以檢測設(shè)備的互感線圈，判斷是否出現(xiàn)受潮、腐蝕等問題，之后對其關(guān)聯(lián)的設(shè)備作出故障分析，以實現(xiàn)故障類型的快速鑒別。

3 探究變電站運(yùn)維中紅外測溫技術(shù)的綜合應(yīng)用

3.1 變電運(yùn)維工作驗收與工作質(zhì)效

過去變電運(yùn)維工作驗收環(huán)節(jié)，從竣工極端入手，雖然能夠保證變電設(shè)備最初的故障評估，但是在后續(xù)驗收階段的工程運(yùn)維工作會存在一定的弊端。對此，利用紅外測溫技術(shù)在變電設(shè)備工程驗收工作之前，即可將設(shè)備運(yùn)維檢測數(shù)據(jù)匯報至運(yùn)維機(jī)構(gòu)，可以將設(shè)備前期運(yùn)行存在的問題消滅在萌芽之中。也就意味著，紅外測溫技術(shù)可以為后續(xù)的設(shè)備運(yùn)維驗收工作提供技術(shù)依據(jù)。另外，變電設(shè)備運(yùn)行與維修階段，需依據(jù)五通運(yùn)維思路，即無人值班與單表記錄運(yùn)維信息的綜合性方法。使用紅外測溫技術(shù)，圍繞變電設(shè)備開展易出現(xiàn)異常設(shè)備的重點巡視工作，以此保證設(shè)備的日常維護(hù)與更換。如果在日常運(yùn)維工作中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)特殊情況，則由設(shè)備負(fù)責(zé)人填寫相關(guān)信息，以此提高變電設(shè)備運(yùn)維的工作質(zhì)量與工作效率。

3.2 變電設(shè)備的安裝與故障檢測

3.2.1 隔離開關(guān)設(shè)備的安裝與檢測

隔離開關(guān)作為變電設(shè)備的關(guān)鍵部件之一，其安裝技術(shù)有明確的規(guī)定。一旦設(shè)備操作者未按照嚴(yán)格的規(guī)定作出安裝，將會導(dǎo)致開關(guān)動作合閘出現(xiàn)問題。在紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用下，對于隔離開關(guān)的安裝與設(shè)備的檢測運(yùn)行，均能實時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行溫度，及時發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)在開關(guān)動作合閘時造成的誤差，保證變電設(shè)備的正常運(yùn)行，同時避免因不正規(guī)巡檢操作而產(chǎn)生的安全事故。

3.2.2 變電設(shè)備異常的檢測

變電設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的發(fā)夾異常發(fā)熱類問題，多半與變電設(shè)備運(yùn)行線路存在一定的關(guān)聯(lián)。發(fā)夾發(fā)熱的線路問題，在長時間高負(fù)荷的運(yùn)行階段，彈簧墊片易出現(xiàn)氧化問題，導(dǎo)致發(fā)夾夾線的松動，如若不作出適當(dāng)?shù)奶幚砼c優(yōu)化，將為變電線路的調(diào)整與變電設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生安全因素。其主要溫度因素來源為：墊片與線夾在實際接觸過程中，會導(dǎo)致電阻增大，使得設(shè)備出現(xiàn)異常溫度。因此，墊片的安裝標(biāo)準(zhǔn)，會導(dǎo)致線路松動，嚴(yán)重時威脅設(shè)備的正常運(yùn)行。應(yīng)用紅外測溫技術(shù)，能夠監(jiān)測變電設(shè)備的墊片，以此保障因墊片與線夾之間的異常問題而出現(xiàn)線路松動。

3.2.3 變壓器故障的狀態(tài)檢測

紅外測溫技術(shù)在變壓器故障檢測環(huán)節(jié)中，能夠及時了解設(shè)備的溫度變化，快速定位故障類型。一旦變電設(shè)備中的變電器因為短路故障或者漏磁故障而出現(xiàn)設(shè)備局部渦流問題時，借助紅外測溫技術(shù)即可判斷故障運(yùn)行時釋放的熱量，根據(jù)熱量情況對比紅外圖譜，為設(shè)備運(yùn)維工作者提供維修參考。另外，紅外測溫技術(shù)還時常在氧化鋅避雷器設(shè)備中應(yīng)用，快速尋找故障點，解決電流泄露問題。

4 紅外測溫技術(shù)在變電站運(yùn)維工作中的注意事項

4.1 運(yùn)維工作中的環(huán)境溫度因素

根據(jù)紅外測溫技術(shù)的成像原理，在實際工作中會因外界環(huán)境溫度的因素而造成一定的影響。尤其是在冬季與夏季外界氣溫差值加大，變電線路的工作溫度也會存在一定范圍的變化，勢必會影響測溫的結(jié)果。為了降低該因素帶來的差異性，可以采用溫差對比法，排除外界環(huán)境溫度的干擾，提升檢測工作的精準(zhǔn)度。另外，在負(fù)載相同時，變電設(shè)備運(yùn)行故障溫度與外界環(huán)境溫度呈現(xiàn)正比例關(guān)系，以此為設(shè)備故障的判斷提供一定依據(jù)。

4.2 運(yùn)維工作中的負(fù)載電流因素

在紅外測溫技術(shù)應(yīng)用過程中，務(wù)必重視設(shè)備的負(fù)載電流。因為負(fù)載電流的大小影響測量的精準(zhǔn)度，所以在測定工作中無法僅通過溫度數(shù)據(jù)判斷設(shè)備的實際運(yùn)行受否處于異常階段。故此，在應(yīng)用紅外測溫技術(shù)之前需專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)備電流的檢測，以保證運(yùn)行負(fù)荷電流在規(guī)定的范圍之內(nèi)。

4.3 運(yùn)維工作中的主觀因素

運(yùn)維工作中的主觀因素，或多或少的制約者技術(shù)的應(yīng)用。為盡可能的降低主觀因素的干擾，需增加工作內(nèi)容或改進(jìn)工作方案。在設(shè)備處于高溫運(yùn)行階段時，技術(shù)運(yùn)維人員可以增加紅外測溫技術(shù)的測量頻率，必要時可借助三腳架對測溫設(shè)備作好固定操作。同時，三腳架測試位置與高度等系數(shù)的設(shè)置時，必須從最佳測溫距離的角度入手，根據(jù)準(zhǔn)確的物理公式，得出三腳架安裝的高度、方向以及位置等數(shù)據(jù)，切不可隨意放置，最終保障紅外測溫技術(shù)的質(zhì)量可靠性。