紅外測溫技術在變電運行中的應用探究

【摘要】電力行業的快速發展，促進了電網規模的進一步擴大，在為社會發展提供更多助力的同時也將面臨著更多的運行問題，在所有影響電網正常運行的因素中，以電氣設備過熱最為常見。為有效解決此類問題，可以采用紅外測溫技術，及時完成對電力設備以及各部件的檢測，將其運行溫度控制在允許范圍內，提高電網運行的穩定性以及安全性。本文對紅外測溫技術運用原理進行了分析，闡述了紅外測溫技術的幾種判斷方法，并結合某地區電力系統紅外測溫技術應用具體工程，對幾種常見的變電設備的紅外測溫應用進行了分析。”

【關鍵詞】紅外測溫技術;變電運行;設備檢測

電網規模的擴大，決定了有更多變電設備投入到電力系統中，以保證電網運行穩定性為目的，針對變電設備檢測的方式也越來越多。其中針對變電設備過熱問題的紅外測溫技術，可以迅速檢測到設備運行中存在的缺陷、故障以及異常，進而能夠在短時間內采取有效的解決措施，對提高變電設備運行的穩定性具有重要意義。

一、紅外測溫技術運用原理分析

任何物體在運行的過程中，都會受內部分子、原子以及電子運動影響，產生熱輻射。因此，變電設備在運行過程中，不同的部位存在的電阻不同，再加上電流電壓等因素影響，導致同一設備在運行中不同部位溫度不同，針對此原理就可以通過紅外測溫技術探明存在異常或者故障的部位。任何物體都會放射紅外輻射，并且溫度的不同會直接影響紅外輻射的強度，通過紅外測溫技術的應用，變電設備輻射功率信號會轉變為設備的溫度，并且可以將改變狀態顯示出來。一般情況下造成設備溫度異常升高的因素，包括電力設備損耗、增大電阻、雜物、天氣以及人為操作不當等，對于局部溫度過高現象，可以通過紅外測溫技術將其轉化為圖像信號，通過對信號變化情況進行具體分析，即可以確定的問題，及時采取措施進行處理[1]。

二、紅外測溫技術判斷方法

1.同類比較法

根據對應點溫升值差異特征，來對同一型號電壓制熱型設備是否正常進行判斷，其中電壓制熱型設備存在的缺陷可以通過允許溫升或者同類允許溫差的方式進行判斷。對于紅外測溫技術在變電設備中的運用，以相關規定為依據，如果同類溫度超過允許溫升值30%以上，代表設備存在嚴重缺陷。另外，如果存在三相電壓不對稱情況，應重點考察是否受工作電壓影響。

2.相對溫差判斷法

相對溫差判斷法，在對變電設備進行檢測時，需要檢測兩個點的溫度，即發熱點與正常點，另外還需要測定設備運行環境參照體溫度。測定后將兩個對應測點之間的溫差比上發熱墊的溫升，結果即為相對溫差。另外，對于電流致熱設備，設備導流部分發熱情況異常，則需要對其溫度進行準確檢測獲取溫度數值，以公式σ=[（T1-T2）/（T1-T0）]×100%計算出相對溫差數值[2]。其中，公式中T1、T2、T0表示發熱點溫度、正常相溫度以及環境參照體溫度，計算時將檢測到的各點溫度數值帶入即可，最終可得到準確的相對溫差。

3.熱譜圖分析法

熱譜圖分析法即同類設備可以根據在正常狀態以及異常狀態下的熱譜圖對比，根據對比存在的差異來判斷設備運行狀態是否正常，是一種相對簡單的判斷方法。

三、紅外測溫技術在變電運行中應用分析

1.工程概述

以某地區電力系統為例，系統主要采用35kV架空雙回路電源，近年來當地用電量持續上升，系統所要承擔的用電負荷不斷增大，相應的變電設備出現故障的概率逐漸上升，嚴重影響了電網的正常運行。在影響變電設備正常運行因素中，以設備溫度升高最為常見，在對設備的維護管理中，對于溫度的檢測控制主要為試溫貼片方式，但是受高壓線路安全間距限制，對人員的安全性威脅比較大。為保證當地電網運行穩定性，必須要對變電設備的溫升做好檢測與控制，最大程度上減少損失。

2.紅外測溫技術應用分析

（1）隔離開關檢測

隔離開關出現故障的主要原因包括三個方面：第一，隔離開關長時間暴漏在空氣環境中，造成刀口被氧化，氧化后一般會在刀口表面形成一層氧化膜，進而會對電流的正常流通造成影響，增大了設備的電阻而導致溫度升高。第二，電網運行過程中變電設備隔離開關啟閉頻率大，使用次數過多會造成合閘不到位，進而造成電阻的增大，使得設備溫度升高發熱。第三，設備日常檢修工作不到位，在隔離開關安裝與檢修過程中，存在操作不當或者維修不合理等情況，不能及時發現存在的問題，導致設備在異常情況下長時間運行，出現升溫現象。針對此種情況，選擇用紅外測溫技術能夠在安裝時對開關進行全面的檢測，在檢測無異常后才可投入使用，并且在后期使用的維護管理中，能夠及時完成隔離開關刀口溫度的檢測，避免設備在溫升情況下繼續運行而引發安全事故[3]。

（2）互感器檢測

影響互感器正常運行的因素主要包括損耗（如介質損耗、鐵損）過大、接觸不良以及外殼發熱等，如果設備運行過程中內部缺油，很容易會造成設備運行故障。一般情況下，如果互感器表面溫度升高，對于35～100kV電磁型電壓互感器應將其溫升最大值控制在5K以內，而相間的溫差需要控制在1.5K以內。另外，對于實際溫升大于允許范圍，在對其進行檢測時應采取多種檢測方法相結合的方式進行處理。

（3）線夾檢測

對于變電系統來說，大部分的線路都處于暴露的環境中，如果后期管理不當很容易出現線夾發熱的問題。在相對暴露的環境中，線夾墊片很容易被氧化而造成線夾松動，在電網運行過程中就會因為接觸不良導致接觸電阻增大的原因，影響線路的穩定性，增大了電網的安全隱患。在線路檢修中，很容易就會忽視對線夾的管理，或者是安裝時操作不當都會造成線夾松動或者接觸不良[4]。通過紅外測溫技術的應用，檢測出存在異常情況的線夾，在確定位置后及時對墊片進行更換，避免線夾因為松動而出現接觸不良的運行事故。

（4）變壓器與電抗器檢測

變壓器是變電系統中主要構成部分，如果其出現故障將會在根本上對電網造成影響。例如漏磁是變電器比較常見的嚴重問題，一旦出現將會產生大量的渦流損耗，致使箱體或者螺桿溫度升高，影響設備的正常運行。此種情況的熱成像主要以漏磁穿過區域為中心，形成層次相對清晰但是不規則形狀的圓環，并且一般溫度都會控制在95℃以下。如果是變壓器內部存在接觸不良的情況，同樣會造成設備溫度上升，其中以箱體溫度上升的速度最快。此種情況與渦流損耗熱成像不同，其并不會產生環流形狀。另外，如果設備管道被堵住，導致管道不能正常參與循環，設備不能正常運行也會出現發熱的情況。管道被堵塞的情況是一種比較常見的問題，在出現溫升情況時因為被堵塞的管道不參與循環，設備會存在明顯的低溫區，與升溫部位形成較大的溫差，可以在熱譜圖中明顯的表現出來。另外，如果變壓器內高壓套管因為缺油而出現溫升情況，套管內的油氣輻射熱量會存在明顯的差異，并將其反應在熱圖譜中，形成明顯的油氣分界線。

四、結束語

變電運行過程中經常會因為各種情況導致設備出現故障，而降低電網運行的穩定性以及安全性。在變電設備運行故障中，以溫度異常最為常見，針對此種情況可以采取紅外測溫技術，能夠更及時準確的檢測異常部位，并采取相應的應對措施，及時對故障或缺陷進行排除，以求能夠不斷提高電網運行的穩定性。

參考文獻

[1]梁敬鑄.淺析紅外測溫技術在變電運行中的應用[J].企業技術開發.2013，（11）：59-60.

[2]陳定輝.論紅外測溫技術在變電運行中的應用[J].廣東科技.2012，（23）：21-22.

作者簡介：

吳麗霞（1988—），女，助理工程師，從事電氣試驗及狀態檢修相關工作。

陳桂文（1975—），男，工程師，主要從事電力設備的監測與試驗工作。