探討紅外測溫診斷技術在500kV變電運行中的實踐思路

艾棣

摘 要：在電力設備與輸送系統里，電力設備發熱缺陷是引發電網事故的重要元兇，檢查電力設備的運行情況是巡視人員檢查的重要工作，鑒于輸變電設備電壓高、持續供電的特殊性，這就要求在不觸及、不斷電、不靠近的情況下對其進行檢測。紅外測溫診斷技術就是這樣的一種先進的監測手段，它可以在滿足以上條件的情況下實現對電力設備與輸送系統的監測任務，可以有效地發現、處理和預防重大事故發生。本文就紅外測溫診斷技術的理論特點與運用做一個探討，并結合該技術在500kV變電運行的實際應用，介紹一些應用實例。

關鍵詞：紅外測溫診斷技術；500kV變電設備；線路監測；檢測實踐

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

一、引言

在我國經濟保持高速發展的前提下，我國的電力形勢經常處于高負荷運轉的狀態。為了保障電力設備與輸送系統的安全穩定運行，電力巡視人員的重要工作就是檢查檢測電力設備的運行情況，常規的眼看、鼻嗅、耳聽等巡視方法不能及時發現設備發熱缺陷和診斷發熱嚴重程度，我公司2010年新增兩座500kV變電站，同時配備了紅外測溫診斷設備，實現了運用該技術對運行中的多座500kV變電站的檢測。經過這幾年的運行，該技術大大提高了發現電力設備與輸送系統缺陷的能力，在減少人力的同時，有效地保障了錯峰調電、特殊保電、高負荷供電等，保證了電網的常年安全運行。

二、紅外測溫診斷技術論述

1 紅外測溫的基礎理論

紅外線是一種電磁波，它的頻段位于可見光與無線電波之間，紅外線是物體自身分子運動而產生的輻射波，凡是自身溫度在絕對零度以上的物體，都可以釋放出紅外線。基于這一原理，使用紅外線探測儀，就可以探測到肉眼看不見的物體，經過電子顯影儀，把紅外檢測儀探測到的紅外信號轉換成電信號，輸出可以成像的電信號，得到熱相圖，就可以看到物體表面的熱分布輪廓，進行科學合理的分析之后，就能夠得到探測物體的變化情況。

2 紅外檢測的特點

紅外測溫診斷技術的核心是紅外測溫，其主要特點是應用性非常廣泛，溫度高的、溫度低的；導熱性好的、導熱性差的；運動的、靜止的；體積大的、體積小的；熱容量高的、熱容量低的；固體、液體、氣體；表面的、內部的等情況，只要有溫度，都可以使用紅外測溫技術進行檢測。檢測速度快、范圍寬、干擾小、靈敏度高、使用方便。在一些危險環境下、具有腐蝕性、傷害性特點的地方，使用紅外測溫診斷技術，是十分方便可靠的。

3 淺析紅外成像

紅外成像儀將紅外測溫檢測到的光輻射信號變成電信號，經過放大，呈現到屏幕上，從而可以得到直觀的被測物體的熱狀態特征。在具體的電力設備與輸送系統的檢測過程中，首先檢測到電力設備的熱缺陷，就能夠及時發現電氣設備在運行中存在的隱患與先兆，方便專業人員及時制定相應的處理措施，排除隱患，從而消滅隱患，降低電氣設備故障率，提高電氣設備運行的安全性、可靠性。在整個檢測過程中，可以做到不停機、不觸碰，具有快速、準確、客觀、普遍的特性。

目前常用的紅外熱像儀為ThermaCAMP60第四代非致冷長波焦平面紅外熱像儀，如圖1所示。

三、紅外測溫診斷技術的應用

1 變電運行中的熱缺陷

說到紅外測溫診斷技術的應用，就要先了解變電設備與輸送線路的熱缺陷。

熱缺陷是指電力設備與輸送線路因為接觸不良而出現的發熱現象。多發生于導線接續管、并溝線夾等地方，按照對設備與安全生產的危害程度，分作三種，分別是：一般性熱缺陷、嚴重性熱缺陷和緊急性熱缺陷。

（1）一般性熱缺陷：其特點是溫度比正常值升高10～20℃，經紅外測溫，呈現輕微的熱像特征，多是由于負荷電流超標而導致，升溫部位一般在線路的接頭處。當出現這種情況的時候，需要引起重視，密切關注熱缺陷的發展狀況。

（2）嚴重性熱缺陷：其特點有三，一是溫度比正常值升高20～40℃；二是界面溫度在60～80℃；三是不同地方的相同設備之間，發生熱缺陷的設備的溫度是正常設備溫度的l.5～2倍，紅外成像特征明顯。這表明發生熱缺陷的地方，已發生嚴重的熱損傷現象，已經嚴重威脅到設備的正常運行。當出現這種情況的時候，必須密切監視，最好能夠立即停運檢修。

（3）緊急性熱缺陷：其特點是發熱點的溫度比正常值升高40℃或以上，紅外成像非常清晰，外觀呈現顯著的燒傷。根據國標GB763—90所規定，在這種情況下，發熱點的溫度實際上已經超過了電力材料最高耐溫值。該種缺陷隨時，當出現這種情況的時候，必須立即停電，徹底檢修相關線路與設備，否則極易產生惡性事故。

2 檢測熱缺陷的方法

2.1 警戒溫升法

警戒溫升法就是設置電力線路的警戒值，根據不同工作環境而設置不同的相對升溫數值，當檢測到工作環境的溫度升至警戒數值的時候，就可以按照事先制定的標準執行不同的補救措施。該方法的優點是簡單、直觀、實用性較強，同時也存在若干不足：對于高空輸變電線路，不能準確測定工作環境的溫度，一般采用與地表工作環境的溫度作為參考標準，勢必存在相當大的誤差；另外，設備在不同工作環境下的溫度變化是不一樣的，但是，其自身發熱出現隱患與外境的溫度變化沒有直接關系。比如，光照強度與時長必然會影響設備的溫度變化情況。顯而易見，單純使用這種方法對熱缺陷進行分析，存在著若干不方便。

2.2 相對溫升法

依據電力行業制定的《帶電設備紅外診斷技術應用導則》（以下簡稱《導則》）標準，通過分析相對溫差，以相對溫差作為判斷依據，對電力線路熱缺陷進行分類的方法稱作相對溫升法。該方法的具體做法是選取被測對象附近的線路與設備正常的工作溫度作為參考值，依照《導則》中的計算公式進行計算，當計算結果大于等于35時為一般缺陷，大于等于80時為重大缺陷，大于等于95時為緊急缺陷。該方法可以有效地避免 警戒溫升法的不足，克服了外界環境的干擾，提高了檢測的準確性。

3紅外診斷技術在電力線路檢測中的應用

紅外診斷技術在電力線路檢測中具有廣泛的應用，從以下5個方面做一個詮釋。

3.1在日常巡檢中的應用

在巡檢人員進行日常巡檢的時候，攜帶便攜式紅外檢測儀，對巡檢對象做常規的紅外測溫檢測，對于發現的微小問題做隨機處理，做好檔案記錄，積累設備與線路的運行參數。

3.2在設備與線路的定期普查中的應用

不同的設備，不同的線路，不同的工作環境，決定了它們的普查時間是不一樣的，依據不同的標準制定各自的定期普查日期，應用紅外檢測儀對其進行全面細致的紅外測溫檢測，同時做好定期普查檔案記錄。

3.3在重點目標做重點檢測中的應用

對于重點設備與線路，除了認真做好常規與定期檢查之外，還需要進行重點檢測，尤其是對于負荷長期比較高的設備與線路，應該做重點檢測安排，運用紅外測溫技術開展多角度的全方位的檢測。

3.4在停機大修中的配合性應用

當計劃對系統設備做停機大修的時候，可以在停機前和送電后，運用紅外測溫技術，對相關設備與線路進行確認目標、跟蹤監測、檢查效果等應用。

3.5在新設備基礎檢修中的應用

當系統更新設備或材料的時候，運用紅外測溫技術，測定其運行狀態中的溫度變化，做好檔案記錄，為調試設備提供基本素材，為日后分析缺陷、排除故障和預測壽命打下基礎。

4 紅外測溫檢測技術工作實例

（1）2010年8月7日14：00，晴，測試距離為3.5m，環境溫度35℃，35kV1-3號電容器組電容器熔絲接頭發熱，測得溫度為72℃，同組其它變壓器溫度正常，為46℃。巡檢員發現異常情況后，立刻向監控中心匯報，并詳細記錄熱缺陷異常情況。監控中心發出指令，將設備做停電檢測，發現是由于螺絲松動而造成熔絲接頭發熱，擰緊螺絲后，經開機測試，熱缺陷完全消除，避免了夏季高峰用電的長時間停電事故，如圖2所示。

（2）2011年11月14日19：30，巡檢員在巡視中發現220kV龍青西線2636刀閘線路側引線線夾發熱，經測溫得知，發熱點的溫度為71℃，相鄰設備為14℃。負荷電流為260A，環境溫度為3度。表現為嚴重熱缺陷，現場初步判斷是線夾壓接面因使用時間較長，而出現氧化或松動情況，造成線夾發熱。當時正逢初冬取暖開始時期，用電量處于逐漸增加的狀況，結合以上分析，為保證日后正常供電，遂決定采取停電更換線夾的措施，更換后安排作重點觀測，再未發現發熱異常。由于發現及時，處理得當，避免了冬季長久停電的風險，如圖3所示。

結語

在電力輸送中應用紅外測溫診斷技術，可以及時發現設備存在的隱患，指導設備的檢修工作，減少涉及全系統的損傷，有效避免重大事故；可以完善巡查檔案的記錄工作，為電力設備與線路的平穩運行保駕護航；可以有效幫助檢修人員對設備出現的問題做出正確的判斷，提高設備與線路的使用壽命。

參考文獻

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