红外测温技术在变电运维专业的实践应用赵明

红外测温技术在变电运维专业的实践应用赵明

和保平赵明

（国网长治供电公司山西长治046000）

摘要：为了切实提升故障诊断水平和设备状态监测技术，保障电网安全正常运营，我国供电企业继续推进变电站运行专业设备的红外测温技术，充分利用红外测温技术，全面了解设备的正常状态下的表现温度分布和升温状况以及发热规律。为了有效提升设备故障的检出率，及时消除设备安全的隐患，需要进一步分析和判断设备的发热规律、设备表面升温状况以及表面温度分布情况。

关键词：红外；测温技术；变电运维专业；应用

前言：电力市场已经发生了翻天覆地的变化，对其进行了深刻变革。此外，广大业主对供电企业要求越来越苛刻，对于电力的可靠性和稳定性都提出了相应的高标准。在此特殊时期，强力推进电力设备的运行和维护至关重要。在变电站进行运维过程中，红外测温技术是最常用的检测手段，该技术可以在无电源故障和不接触的前提下，技术人员可以针对设备发热部位进行跟踪监督和测量，红外测温技术不但在检测过程中保障技术人员的人身安全，而且还能有效提升他们的工作效率，同时，能够非常精准地判断出设备运行状态等优点，值得大范围推广和使用。因此，本文对红外测温技术的特点进行了阐述，之后探究了红外测温技术在变电站运行维护中的实际应用状况。

1.综合分析红外测温技术

1.1具有的特点

变电运维过程中使用的红外测温技术，实际工作原理是由红外线的工作原理演变的，对变电系统运行设备进行测温的一种技术手段。具有以下几大特点：1）对于异常红外辐射的检测，红外测量能够做到非常精准，以最真实的数据反映变电站设备的运行状态；2）在红外线测温技术的基础上，研发出红外测温系统，通过计算机将温度测量数据转换为图像，同时将变电站设备的原始温度测量数据进行保存。3）红外测温技术工作原理十分简单，通过测试仪器就可以直接测量温度。

1.2红外测温技术的优势

相对于传统测温度手段，在变电站运行维护过程中，红外测温技术做出了突出的贡献，主要作用如下：

1）红外测温技术可以实现对设备进行远距离测温。在传统的测量工作中，通常都是通过直接接触方式进行测量，这期间对测量人员的人身安全存在很大威胁。然而，在一定距离范围内，红外测温技术可以实现对变压器的远距离测温，有效降低测温的危险，最大限度地保证人身安全。

2）红外测温技术设备功能强大，更具完整性。红外测温技术采用扫描仪、测温仪以及成像器件等，可以直接将测温数据转换成图像，科研直观、生动地表达出测温结果，此外，还能有效提升温度测量的精准度。

3）在使用红外测温技术测量时，其操作非常简单方便。目前，对设备温度进行测量时，绝大多数都是采用红外测温技术，只需要一个红外测温仪就可以轻松完成任务。这款仪器具有很多优势，比方说，在实际操作过程中，不仅简单方便而且不需要借助任何其他辅助工具，无形中提升了工作效率，减轻了工作人员的负担，使温度测量过程更加简化。

1.3对于变电运维故障的诊断

红外测温在变电运行维护中有多种诊断方法。一般说来，大体有5种方法：

1）对设备表面进行温度诊断。用红外测温仪对设备表面进行具体测量，将测量数据结果与设备的标准表面温度进行比较分析，确认测量结果是否在标准可控范围内，进而判断出设备运行状况是否良好；

2）热图谱分析诊断法。在进行变电设备表面温度测量时，可以采用红外测温技术，将相关温度转换成热图谱，在参照具体热图谱来进一步分析设备表面温度，进而判断出设备运行状况是否良好；

3）相对温差诊断法。工作人员利用红外测温技术对运维发热设备进行实际测温，对照相应要求和方法，进一步得出设备的相对温差，进而判断出设备运行状况是否良好；

4）档案分析诊断法。指派专门人员负责整理和总结变电设备温度测量的日常数据，同时在设备运行过程中梳理出一般温度规律。变电运维期间，根据文件的一般规则和设备温度来进一步确定出变电设备的温度是否处在正常取值范围内。

5）同类比较诊断法。对变电设备温度进行测量时，进一步比较同类设备的温度和变压器设备的温度，经过分析判断设备当前工作状况是否正常。

1.4红外测温的适宜场合

1）电气设备的导流回路（包括一次、二次），具体是指回路中的接头或者触头处。一旦这些部件存在故障或不足，则接触电阻的阻值会发生明显增大现象，然而参照安培定律，当负载电流恒定时，电阻越大，产生的热量就越大，通过积极地采用红外成像仪，快速准确地确认出设备的异常点。

2）电气设备绝缘部件。尽管绝缘介质几乎不导电，但在工作电压的作用下会产生热损失。一旦电介质发生劣化，介电损耗将发生明显增加。外部性能是绝缘表面的不同部分的温度升高产生大的梯度。

3）设备中含有铁磁材料，如变压器、互感器等。通常，磁路中的铁损耗是均匀分散的，一旦发生磁饱和、漏磁、或者芯片间短路的问题，将直接发生局部循环（涡流）发热现象，即在空间分布中，红外辐射将发生异常改变。

4）类似氧化锌避雷器这种内部结构为片式的器件。片式器件内部发生异常会致使芯片之间的电压分布发生变化，最终导致泄漏电流变大，便于红外测温设备检测。

总之，红外测温的使用是建立在“热量捕捉”基础上的，因此红外测温技术适合于大多数变电设备隐患排查工作。

2.红外测温技术在变电站运行维护中的应用

在变电的运行和维护中，红外测温技术常用于状态维护和故障排除。具体情况如下：

2.1诊断步骤

红外测温技术在变电站设备运行维护测试中的应用包括温度比较、纵向比较以及温度识别等。具体情况如下：

首先：进行温度识别。当变电站安全运行时，若想要对变电站设备的温度进行测量，可以采用红外测温技术。第一项任务是识别温度，即对变电站设备的当前温度进行测量，然后对其进行检查。标准阈值用于判断变电设备的温度并确定其加热状态。非常有利分析变电设备的运行情况。从实际操作来分析，红外测温技术也有其局限性，并不是能方便所有设备的温度检测。

在应用红外测温技术时，很容易对聚焦变电附件产生严重干扰和影响，迫使系统电流出现中断，导致变电系统故障恶化的更为严重。因此，测量温度时，需要躲避变电站系统运行的后期峰值，并尽可能地在稳定期间测量温度，进而保证变电系统能够正常工作。

其次，对温度进行比较。工作人员可以有效利用温度识别来进一步确认变电站设备温度，然后对比分析温度，并对可能出现的问题或已经发生过的问题进行积极探讨。此过程，通常都是使用横向比较法来确认端点温差，从而寻找产生问题的根源，立即处理解决，有效降低损失。通过采用横向对比法，不仅能够在最短时间内找到设备对应的端点温差，对于后续精确找到变电设备潜在的隐患和漏洞大有裨益。但是，测量之前，需要对待测温设备进行统一检查，如引流线及隔离触点等，以有效防止因附件电阻的变化干扰到测量结果的准确性。

最后，纵向对比分析，当变电设备正常工作中，工作人员利用红外测温技术进行故障排查和监测，此时还需要将各时段的红外光谱考虑进去，为了准确判断出变电设备的加热趋势，可以通过红外图谱和温度测量结果来确认，直观而准确地找到设备缺陷。

另外，还可以将各时段的红外图谱进行划分，主要划分成两大类，分别是突发事故图谱和一般图谱，而变电设备运行维护检测的对照图谱，我们通常选择的是突发事故图谱，更便于检测变电设备。

2.2实际应用情况

红外测温技术常被应用到附件和变电设备的运行检测中，例如线夹以及隔离开关等。另外，电压制热缺陷以及状态检修等检测中，也常常看到红外测温技术身影。

1）对隔离开关进行监测。隔离开关是变电系统中最为关键的组成附件，设备正常工作中，隔离开关出现温度异常可能性最高。例如，假使，没有按照相应规范流程，去多次误操作，很可能造成电阻数值增加，进而使隔离开关产生异常发热现象，造成设备故障。

随着时间的推移，隔离开关由于氧化作用形成了氧化膜，这将影响电流正常工作，对变电站系统造成一定影响。为了阻止类似情况发生，有必要采用红外测温技术对断路器进行监控，并注意及时发现隔离开关的异常温度。阻止隔离开关发生连续加热现象，从而有效防止设备故障。

2）状态维修。状态维修期间，不仅需要熟练的维护技术，而且还需要卓越的灵活性。变电系统设备的种类不同，结果也随之发生变化，各设备的运行维护检测方法也大相径庭。但通常情况下，红外测温技术可以用于操作和维护测试。实际实施过程中，对器件进行温度测量以后，具体参照温升限值和标准规定的相对温差，判断设备的运行状态，从而进一步掌握设备缺陷情况，并及时处理解决。

3）致热性缺陷检测。由于变电系统内部出现电压分布异常和内部绝缘异常都会引发电压值热性缺陷，此时与电流无关，同时对运行维护检测进行了更为严苛的规定。为了满足电压加热缺陷检测的需要，可以对比分析热图谱，将故障条件下的热图谱与正常工作条件下的热图谱进行比较，找出异常。

4）线夹发热的检测。在变电系统的线路中，导线的接触部分通常都会产生一定温度即为导线夹发热。导致加热夹发热的原因是弹簧垫圈发生氧化后很容易使线夹松动，造成接触连接不好，不但会威胁到人们生命安全，而且还不利于电路的调整和操作。另一方面原因是由于接触电阻阻值增加导致发热，主要发生在弹簧垫片安装过程中，出现漏装或者操作不符合要求引发线夹松动。而外测温技术的出现可以彻底解决这个难题，当技术人员在检测时，通过热辐射异常提醒，进而确定故障点。

5）提高设备检验质量

众所周知，巡查工作对于变电站的正常运营是十分有必要的，因此，必须每天进行变电站设备巡检工作，因为，在巡检时，不仅能够随时检测出设备运行是否出现异常情况，而且能够有效及时地调查各种安全隐患。通常利用目测、耳听以及手摸的方式来确定设备运作情况，其中目测是最常用的手段。然而，目视检测存在较大缺陷，难以准确地检测出一些发展中的问题。例如，一些设备在运行过程中很容易出现发热现象，很难查明设备何时开始发热。直到设备被加热到一定程度才会发现。无形中加大了设备损坏程度，同时延误了处理解决设备异常发热的时间。在上油设备不断减少的背景下，机械设备出现漏油现象也随之减少，但设备异常发热的问题仍然较为严重，约占设备缺陷的50%以上。示温蜡片检测设备有时不能发现发热缺陷，有时误判出口接头发热，导致开关体失效不能及时有效地处理。但是手触摸和耳听方法都不适合某些接触设备使用，因为设备工作原理非常复杂，导致设备操作过程中存在一定的风险，所以一般不建议使用手触摸方式检测。在这种情况下，我们需要一种更有效的检测方法。实践证明，将红外成像测温技术应用于设备巡检，可以较好地解决上述问题，提高操作人员检测设备缺陷的能力，对保障供电起到一定的作用。

结束语：

总而言之，本文按照红外测温技术的概念、优势以及应用范围等开始着手分析，进一步探究了红外测温技术在变电站运行维护中实际应用情况，也就是说，在状态维护中，红外测温可以起到补充作用，对于状态维护的有效性和准确性提升非常有帮助；在故障检测的情况下，红外温度测量技术可以改善电气设备经常由于增加的电负载而发生故障的情况。处理突发故障的最有效方法利用温差比较法，对于故障诊断的准确性和工作效率的提升都非常有利。总之，红外测温技术具有操作安全、使用方便、结果准确等优势。红外测温技术在变电运维中的应用具有重要价值。另外，为了更好地促进设备运维专业的良好发展，需要红外测温技术朝着动态监测、自动分析方向不断研发，以适应时代发展的需要。

参考文献：

[1]陈少明，张改杰.红外测温技术在变电站电气设备状态检修中的应用[J].湖北电力，2012，36（4）：45-46.

[2]魏琴梅，杨艳军.带电设备红外测温定位技术探讨[J].山西电力，2014，（6）：30-32.

[3]邓国强．浅谈变电运行中红外测温技术的应用［J］.中国新技术新产品，2014，19：17．

[4]赵泺．500kV变电运行中红外测温技术的优势体现［J］.企业技术开发，2015，24：96+98．

[5]孙葆栋．红外测温技术在变电运维专业的实践应用［J］.科技创业家，2013，13：107+109