变电运维中红外线测温技术的应用研究

变电运维中红外线测温技术的应用研究

邓宾晓

广东电网有限责任公司中山供电局 广东中山 528400

摘要：本文阐述了变电设备发热原因及红外线测温技术的工作原理及应用优势，并对变电运维中红外线测温技术的应用与注意问题进行了探讨，旨在提高变电设备的安全运行质量。

关键词：变电运维；红外线测温；原理及优势；实践应用；注意问题

1. 前言

  随着我国经济水平的日益发展，我国电网事业的蓬勃发展，电网规模日益扩大，而变电设备也大量的涌出，这样就对变电器设备的检测技术提出了越来越多的要求。传统的检测手段因其较低的精度、可靠性以及安全性，越来越难以对故障做出及时的判别和诊断。因此亟待提出新的检测方法。目前，因为红外检测技术在设备检测中具有对设备无损伤、快速、便捷、非接触性等优点，红外探测技术在电力系统故障检测中迅速普及，成为研究和讨论热点。基于此，本文阐述了变电设备发热原因及红外线测温技术的工作原理及应用优势，并对变电运维中红外线测温技术的应用与注意问题进行了探讨，旨在提高变电设备的安全运行质量。

2. 变电站运行设备发热原因分析
   （1）设备本身存在质量问题。投入使用的设备在接入前没有经过严格的质量和性能检测。导线存在表皮破损，或者线径未达到供电符合标准，刀闸行样不符合规范，均容易造成设备发热。
   （2）设备安装时未按照技术指标操作。所有的设备在安装时，都具有一定的操作规范。设备导线接头未拧紧，松动，或者选用的线夹与导线的规格不符，会造成导线接头发热；刀闸拧紧部件松动，动口合得不严会造成刀闸过热甚至刀口熔焊。
   （3）设备受外部环境侵蚀，造成设备局部氧化或者腐蚀。氧化或者腐蚀后的设备会形成氧化膜，此时接触点的电阻增大，同样发电量下，温度提升迅速，造成设备烧坏。
   （4）设备超负荷运行。每种变电设备都具有额定的电压和电流标准，在设备额定范围内的供电一般不会产生发热现象。但当设备承受超过负荷的供电压力时，就容易产生瞬时负荷压力大，造成设备发热甚至损坏。 

三、红外线测温技术的工作原理及应用优势
（1）工作机理。红外测温有关的工作机理主要依托于红外探测技术本身所持有的运行路径而进行的一系列查验变电体关联设备的过程，其能够实现随时随地测温。通过红外线测量，设备运行的各种状态均能够辨别出来，并且其所保持的是在线监测。将其应用在变电运维当中，红外测温技术在运行中会涉及到很多物质，而这些物质中又存在着各种各样的微粒，即能被排列成特定的一种形式。针对一些细微元素，建构多样物质。针对物质的不同，微粒所保持得运转速度不同，但相同的是均能朝着相一致的规则分布。在运动条件下，物质会辐射大量热能，这便是常说的热辐射。红外线测温技术可以检测热辐射，从设备体系出发，其是从常态情形下对辐射水准进行考量，通过此过程辨别出设备实际状态。
（2）应用优势。首先，在应用过程中，可以确保其不需要将电断掉，不必改变系统以往运行状态。在不对任何事物和状态改变的基础上，便能够清楚的检查到设备实际运行状况，从而获取信息数据，并且保证在实际操作中能够稳定工作。其次，红外测温技术不但可以及时检查设备是否存在问题，同时还可以循环的反应问题的损坏多少，以此当做检修工作的有利条件，为其提供准确依据。最后，红外测温技术能够在一定范围之内，实现对发热温度的定时、准确检测，并且根据实际的检测结果，构造出相应的温度图纸。不仅如此，它自身还有较强的灵活性能，防干扰能力高，设备型号小，携带起来便利，为以后线路巡检工作的开展提供了方便性。

四、变电运维中红外线测温技术的应用
（1）日常的巡检。变电站的工作人员的一项基础工作就是定时对各个设备进行常规的检查。传统的检查方法就是通过工作人员与各个设备的近距离接触，以五官和经验去检查设备的运行状况，受经验等影响较大，有一定的局限性。尤其是当设备内部发生故障时，有时候很难凭感官发现，延误了最佳的修复时机，设备损坏的几率大幅度上升，大大增加了运行成本。并且完全凭借人工检查，费时费力。而在这个过程中，采用热像仪能够远程检测各个设备运行时的温度，对设备的整体温度和发热状况进行监控。温度分布均匀表示设备正常运行。如果某种设备的不同位置有较大的温差，则表明该设备可能存在异常问题，系统会发出警告信号，工作人员能够及时发现故障并进行现场排查。
（2）故障远程监控。红外线热像仪测温系统还可以应用于远程监控系统，其是由数字终端、计算机网络等构成的一套智能化系统，其包括交换机、摄像机、控制终端、数字云台、网络服务器、红外线热像仪、应用软件等一系列。该系统可以在无人操作的情况下，只要预先设置好监测时间、监控点等参数，就能够自动对变电站内的单个或者多个设备进行实时远程监控，并自动存储对变电站设备温度的监测数据和视频监控。一旦红外线热像仪在监测过程中发现变电站设备的部件温度或者发热情况超过预先设定的标准情况，就会通过报警灯闪烁或者鸣笛的方式向值班或留守人员发出警告，做到了监测、记录、警告、统计、分析相结合，充分降低了工作人员的工作压力，又大大提高了监测的准确性和时效性。与此同时，红外线热像远程监控中心也可以对监控软件所管辖的所有变电站的设备进行实时监控，并可以通过网络将各个变电站所收集的设备监测数据存储到后台的服务器中，并支持随时调取或拷贝，实现了变电站设备的信息化、网络化和智能化管理。

（3）在缺陷检测中的应用。第一，电流致热性缺陷检测。在进行变电维护的过程中，电力设备的种类繁多，这些设备的条件及情况都不尽相同，因此导致设备的发热因素也不同。所以，不同的设备检测需应用不同的检测措施。导致电流致热性缺陷的因素一般有接触不良、导线横截面不满足使用条件等原因。检测人员在进行这类缺陷的检测时，可采用红外热像仪测量温度，降低测得值和实际值之间的误差，并将测得值与理论值进行对比，以求是否存在问题以及是否需要对设备进行修理。第二，电压致热性缺陷检测。电压致热性缺陷一般是因为设备绝缘体不正常或电压分布不正常等原因引起的，一般与电流无关。这种缺陷一般是绝缘材料老化及受潮等因素直接造成的。这种故障发生后，会出现电压或者电流的泄露，之后会出现设备异常冷却或者加热的情况。而应用红外测温技术可形成热谱图，这其中包括正常状态下和故障时的两种热谱图，相关工作人员根据数据进行对比与参考，就可以判断故障的存在与否。

五、红外测温技术在变电运维应用中需要注意的问题
  红外测温技术和绝大多数的监测仪器相同，在使用过程中都需要注意一些事项，否则，将会影响对变电设备故障检测的准确率，严重时还会威胁到变电设备的安全运行，因此，在实际应用过程中，需要注意以下三点问题。
（1）红外测温仪发射率甄选。选择正确辐射率，才能使得红外测温设备在进行红外测温工作时避免造成测量误差，才能更准确判断电气接头过热的故障。黄铜镜面是使用手册中所建议的，要在红外测温设备的选取过程中提取0.03左右，一定要按照标准来，当然氧化黄铜也要取0.61至0.59之间，铜丝和氧化变黑的铜都要取0.87至0.88左右，按照使用守则来做必然是好的，若不按照手册胡乱选取红外测温仪的发射设备，那只会让红外测温仪测得到的温度和红外热像仪不符，而且会有很大的出入，这样红外测温设备的发射率选取不好只会误了红外测温设备对电气设备的维护，导致误差过大。

（2）环境温度的影响。因红外测温技术是在热成像原理的基础上对变电站的变电设备进行检测的，所以，在使用红外测温技术时一定要注意周围环境温度的影响，一般都会采取一定的方法来排除环境温度对变电设备检测的影响。比如在以上我们提到的温差对比法中，就可以把检测设备的环境温度排除。按照实际经验，通常在负载形同的状态下，变电设备发生故障部位的温度升高现象刚好与环境的温度呈正相关。
（3）负载电流的问题。负载电流可以产生热量从而影响变电设备的温度。因此，在使用红外测温技术时一定要注意设备的负载电流，通常情况下，负载电流越大，变电设备故障部位的升温现象就会越明显。

六、结语
 综上所述，红外测温监测技术在变电站设备运行维护中的应用实现了技术的突破，红外测温针对电力设施的不同部件进行测温，这种具备科学性的测温技术更加快捷与精准，通过获得精准的温度测试，能够把握正确的解决措施干预影响变电站设备稳定运行的故障问题，非常值得广泛地应用到更多不同领域的设备测温工作中。 

参考文献：
[1]徐静.变电运行中红外测温技术的应用探析[J].科技与创新，2015，（3）.
[2]赵薇.红外测温技术在变电运维中的应用分析[J].中国新技术新产品，2017，（16）：62-63.
[3]吴敏.变电运维中红外测温技术的应用研究[J].中国新技术新产品，2017，（15）：26-27.