淺談紅外成像測溫技術在變電站一次設備檢測中的應用

摘 要 本文簡單論述了紅外測溫技術在檢測變電站一次設備發熱缺陷方面的應用，重點分析了紅外測溫技術檢測變電站一次設備存在缺陷的原理，簡單歸納了實際工作中應用紅外測溫技術判斷設備是否存在缺陷的方法。

關鍵詞 一次設備 引流板 紅外成像測溫技術

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

0 引言

變電站一次設備是輸電系統中重要的組成部分 ，它是指輸配電能的設備，經這些設備電能進行傳輸，最終將電能送到各用戶端使用，所以巡視變電站電氣設備是電氣工作人員每天必修的課程。對電氣設備的檢測手段方法一般就是傳統的方法對監測電氣設備的運行情況，但是檢測的方法主要是以人眼觀測為主。因此，尤其是在夏季電力緊張、安全形勢嚴峻，對供電可靠性和安全性要求越來越高的情況下， 應用紅外成像測溫技術檢測設備的運行狀況是勢在必行的 。

1 紅外成像測溫技術的特點

（1）能夠在線檢測設備溫度的技術在國內現在應用較多的就是紅外成像測溫技術。根據電氣設備表面溫度及其分布不均的特點進行監測﹑分析和判斷。可以以此作為依據對電氣設備的運行進行準確無誤的判斷，就像狙擊槍一樣增加了其準確度，它能在無燈光、大霧和雨雪天氣下發現故障，從而使故障的類型由部分事故檢修轉為預見性檢修。運用紅外測溫診斷技術，我們可以實現設備在運行的狀態下進行遠方操作，就能準確無誤地檢測出電氣設備故障引起的異常，不用關閉電源、不用接觸電器設備、也無需從電氣設備中取樣。從而達到有效判斷由于溫度過高引起的設備存在的內外部缺陷，實現有效遏制電氣設備在發生故障。給電力系統線路狀態監測提供了一種先進手段。

由于一次設備的紅外檢測是在運行狀態下， 通過紅外成像測溫儀檢測設備內部探測紅外熱量 。在整個檢測過程中，不需要與電氣設備直接接觸，就可以安全有效地檢測出設備在運行狀態下的真實信息。而且可以做到提高工作的安全性， 降低勞動強度， 減少設備的維修費用， 大大提高電網供電可靠性 。

（2）能夠實現遠方獲取信號是紅外測溫技術的特點之一 ，并能夠做到將探測到的熱量精確量化，能夠對發熱的故障區域進行準確識別取樣和嚴格分析得到結果。

當使用紅外成像測溫儀檢測時，它能夠以圖像的形式很直觀的方法顯示給運行人員并能準確記錄設備的運行狀態 。與設備以往人工觀察試溫臘片溶化情況和紅外點測的檢測方法相比， 不僅高質量地完成工作任務， 大幅度降低運行人員勞動強度， 而且還提高了工作人員的安全系數 。

（3）紅外成像技術的作用及優點：①依據測量出來的電氣設備表面溫度分布不同的情況，能夠了解到因設備內部溫度所造成的不同程度損耗帶來的性質上的改變，進而來判斷出設備是否正常。②有定性成像跟定量測量兩種作用，同時還有高空間跟溫度分辨率，并且區分出極小的溫差。實時熱圖像能清楚地顯示出來，便于熱圖像數據庫的建立，體現出了圖像采集、保存、分析于一體的功能。③通過紅外成像技術檢測設備，有相對較遠不易觸摸到，相對對人身安全比較有保障。④通過紅外成像技術檢測設備，亦能快速地對設備表面進行相關檢測，并且能夠準確地檢測出相關電壓、電流設備上的缺陷不足的同時做出相應定性、定量的判斷。

2 紅外成像檢測原理分析

電氣一次設備的熱量分布與其電流及呈現的阻值分布規律相同，在無故障運行的情況下設備產生的熱量很小，即在設備電流較大阻值較高的部位溫度偏高。在當前電力緊張和電力系統要求安全形勢嚴峻，可靠性要求越來越高的情況下，應用紅外成像測溫技術檢測電氣設備的運行狀況是十分必要。

綜合上述，無論是由設備材料還是導體表面氧化， 在電氣設備存在故障點的部分都會出現溫度比正常情況下略有升高的現象。利用這一原理才出現了紅外測溫技術，而無故障設備溫度并無明顯變化， 并以此溫度變化來確定設備是否存在故障的一種先進的檢測手段。存在缺陷的設備與無故障運行設備的表面熱量分布是不一樣的， 用紅外成像檢測方法就可以判斷出設備是否存在故障。

3 紅外成像測溫技術應用效益

在變電站工作時，工作人員在巡視中利用紅外成像測溫技術不僅保質保量的完成了巡視任務，而且能在最短的時間內發現故障隱患，這在特殊時期保電、重大節假日、高峰期間保證安全可靠供電起到了積極的預防作用。紅外成像測溫技術在常規的巡視中，不僅可以清晰明了的以溫度效應來顯示設備的現在狀況，還可以在很多情況下做出直觀的判斷，比如整體發熱情況還是局部發熱都可以馬上做出相應的判斷。對同一設備的不同點溫度顯現出來的異常現象也能及早發現。它具有穩定系數高、可靠性強、測溫迅速、分辨率高、直觀性強、不受電磁干擾以及信息采集、存儲、處理和分析方便等優點，具有傳統技術不可取代的優勢。但紅外成像測溫技術也存在顯而易見的缺點，例如體積較大、使用麻煩和價格昂貴等。

4 故障判斷方法

在無故障運行的情況下，電氣設備每個部位都有相對穩定溫度升高情況或表面均勻熱量分布情況。該設備在正常運行狀態下紅外成像技術能夠以一種特殊的成像技術顯示，一旦設備出現由于溫度造成而發生的狀況，則必然通過熱傳導或其它形式交換來顯示熱量的變化，改變設備表面各個部位的穩定溫度升高情況或表面熱量分布情況。正常狀態下在運行中的電氣設備溫度是能夠連續分布，相鄰設備之間溫度差別很難有所區別 。因此在對設備進行紅外檢測技術如果發現類型相同，并且傳送電流相同溫度變化不連續，設備與設備之間溫度升高過快，就可依據溫度初步判斷電氣設備是況、外界環境、周圍溫度及否工作在正常還是非正常狀態。如果非正常狀態不顯著， 我們可以比較其他運行工況相同的設備之間的溫度差異，因為電氣設備工作狀光線的影響大致相同，所以可以進行同相比較。

5 結論

綜合上述， 紅外成像測溫技術是一項較傳統檢測方法有較大優勢的檢測技術， 能夠對電力系統中的電氣設備運行情況進行直觀而準確地判斷，提高了設備運行水平，解決了傳統檢測方法存在的問題， 排除了電網可能存在的安全隱患，加快了實現變電站無人值守的步伐。

參考文獻

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