紅外測溫在變電運行設備過熱故障檢測中的應用

摘要：隨著經濟社會的發(fā)展，電力事業(yè)也在不斷向前發(fā)展，變電運行由于過熱故障產生了不少問題，使得國家和人民的生命財產受到威脅。紅外測溫技術是以紅外輻射為能量及信息傳遞的手段，對電力設備運行過程中的故障進行監(jiān)測，為設備維修提供有力的保障。文章結合紅外測溫的原理及意義，闡述了紅外測溫在變電運行設備過熱故障檢測中的應用。

關鍵詞：電力事業(yè)；紅外測溫；變電運行；設備過熱；故障檢測 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2015）16-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.068

隨著電力事業(yè)的蒸蒸日上，我國電網規(guī)模逐漸擴大，電網的復雜程度也在不斷上升。因此，及時檢查變電運行設備的故障，并將其處理才能最大限度地減少損失，保障人們的生命財產安全。紅外測溫技術是一種實時檢測的技術，紅外線能量是一種肉眼看不見的能量，能快速準確地發(fā)現(xiàn)設備運行過程中存在的問題，及時解決問題，提高電網的穩(wěn)定性，使電網更好、更安全地為人們服務，隨著科學技術的發(fā)展，其具有廣泛的應用前景與發(fā)展前景。

1 紅外測溫原理

任何溫度高于絕對零度的物體，會向周圍空間不斷進行紅外輻射，只要參與輻射活動的物體就將之稱為紅外輻射源，電力設備在工作過程中不斷參與輻射活動，其屬于良好的紅外輻射源。物質都是由原子與電子構成，不管物質處于靜止狀態(tài)還是運動狀態(tài)，原子和電子都會按照一定的規(guī)律運動著，并且不斷向外散發(fā)熱輻射。同樣，變電設備在運行過程中，也會不斷產生熱輻射，紅外測溫的工作原理是：不同溫度的設備會發(fā)出不同波長的紅外線，在設備運行過程中使用特殊的紅外線設備吸收周圍輻射，將此種熱輻射進行處理，監(jiān)測各種設備的溫度信息，將監(jiān)測到的信息轉變?yōu)橄鄳膱D像信號，根據(jù)溫度范圍，判斷出故障所在的具體位置。

2 紅外測溫的重要性

電氣設備中常常出現(xiàn)絕緣體老化現(xiàn)象，由此引起的安全事故不容小視。實際生活與生產中，準確掌握電氣設備運行過程中溫度的變化情況對保證設備的正常運行有著十分重要的意義，發(fā)現(xiàn)設備過熱，工作人員必須及時使用儀器表對設備溫度進行測量。

紅外成像儀檢測工作最好在夜晚或傍晚溫度較低的時候進行，不宜在雨、霧、雪等惡性的環(huán)境下檢測。如果檢測工作不能滿足上述要求，必須做好相應的防護措施。檢測人員須掌握正確的測溫方法及維護方法，對電氣設備進行紅外測溫的方法有兩種：一種為計劃普測，另一種為重點普測。計劃普測按照計劃定期進行檢測，此種方法比較規(guī)律，每季度一次；重點普測時間無明確規(guī)定，一般根據(jù)電網運行方式及電壓負荷變化來決定，長時間大負荷運行的設備是測溫工作的重點。設備發(fā)熱或存在異常的時候，監(jiān)視時間較長，測溫次數(shù)相對增多，其是需要重點測溫的對象；設備大修后，測溫實驗也必不可少；新建的設備帶負荷正常運轉一個月后，也要進行一次測溫檢測。

對變電設備進行紅外測溫的范圍包括輸電線路的導線連接處、變電設備的接頭、斷路器、電壓致熱的電壓互感器、避雷器、蓄電池及控制箱等。測溫后對故障的診斷方法及判斷依據(jù)為：根據(jù)測得設備的表面溫度，對照相關表格，根據(jù)溫度多超的標準，判定設備屬于何種性質的缺陷，尤其是小負荷率的設備，其溫度升高的范圍超過標準值時一定要嚴格檢測，根據(jù)同類設備正常工作狀態(tài)及異常狀態(tài)下的差異判斷設備的異常。

3 紅外測溫技術在變電運行設備中的應用優(yōu)勢

紅外測溫技術運用電力設備的熱量輻射進行測溫，對電力設備運行過程中溫度變化情況進行判斷，其不需要直接與電力設備接觸，對操作人員而言，其檢測結果更準確、更科學，彌補了人為目測的局限性，維護了電力設備的穩(wěn)定性，保障了操作人員的安全。紅外測溫技術能獨立完成檢測工作，存在故障的設備，不需要對其解體取樣，無須借助外力的幫助，對正在運行的電力系統(tǒng)不會產生影響。此外，測溫過程中，電力系統(tǒng)正常運轉，不會對其產生影響，不妨礙其正常工作。面對日益復雜的電網設備，紅外測溫技術將檢測結果通過圖表或圖像的形式呈現(xiàn)出來，準確生動，便于操作人員后續(xù)維修，節(jié)省了人力和時間。

4 紅外測溫技術在變電運行設備過熱故障檢測中的應用

4.1 紅外測溫技術提升設備檢測工作質量

要想變電站中的設備正常運轉，操作人員就必須做好巡視工作，將變電運行過程中的設備每天認真巡視，使用手摸、耳聽及目測的方式，檢查其實際運行狀態(tài)。目測是其中運用最廣的一種方式，隨著工作年數(shù)的增長，操作人員一般積累了豐富的檢測經驗，發(fā)生的故障通過目測基本就可得知，但由于視力范圍有限，容易產生一定的誤差。實際操作過程中，一些隱蔽性的問題通過目測難以發(fā)覺。因此，故障常常不能及時有效處理，影響設備正常運行。紅外測溫技術就能很好地彌補人為目測的局限性，直接通過熱輻射對設備進行實時監(jiān)控。此外，電力運行過程中由于存在一定的安全隱患，接觸性的巡視工作對人身安全沒有保障，容易留下安全隱患，增加設備維修的風險。當出現(xiàn)實際電氣問題時，在設備已存在一定的安全隱患的時候再進行維修工作，不僅需要花費更多的人力物力，人身安全也會變得毫無保障。由此看出，紅外測溫技術可以解決常規(guī)檢測技術存在的問題，提高工作效率的同時，有效地保障了操作人員的生命安全。

4.2 紅外測溫技術提前檢測開關刀口發(fā)熱情況

隔離開關刀口發(fā)熱由很多因素造成，其異常或故障的主要原因為：隨著使用時間的增長，設備長時間暴露在空氣中，被空氣逐漸氧化，形成氧化膜，氧化膜阻礙電流正常流通，增加接觸電阻與表面電阻，引發(fā)設備局部發(fā)熱；人們在日常生活中，頻繁使用隔離開關，日積月累，電阻堆積在此處，引起接觸電阻的增加，導致發(fā)熱現(xiàn)象發(fā)生；接觸開關使用次數(shù)過多，隔離開關沒有正確合閘，刀口接觸面壓力不均衡，再加上機械的長期應力作用，電阻增大，導致發(fā)熱現(xiàn)象產生；安裝人員操作失當，沒有按照行業(yè)和國際規(guī)定的要求執(zhí)行工作，使得合閘工作不到位，導致隔離開關熱量過高。紅外測溫技術能有效預防隔離開關熱量過高引發(fā)的故障問題，最大限度地保證人民的生命財產安全。

4.3 紅外測溫技術可檢測變電運行中的發(fā)夾異常發(fā)熱

發(fā)夾發(fā)熱是指變電系統(tǒng)運行過程中導線接觸部位出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，與電力設備長時間暴露在空氣中有關。線夾導線長時間暴露在空氣中彈簧墊片會逐漸氧化，線夾會隨著年數(shù)的增長逐漸松動，并且容易出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)故障，不僅影響電路正常運轉，更容易產生安全隱患，威脅人們的生命安全。線夾安裝與檢修過程中，紅外測溫技術能對變電設備進行及時檢測，防止線夾松動，從而避免安全事故的發(fā)生。由此可知，紅外測溫技術在變電運行過程中與傳統(tǒng)測溫技術相比，具有一系列優(yōu)勢，值得在變電運行工作中推廣應用。

5 結語

在電力系統(tǒng)中，電力設備的安全與電網設備能否正常運轉息息相關。除了設備自身的質量問題外，設備在運行過程中發(fā)熱而產生的缺陷對設備安全也會造成很大的影響。現(xiàn)有測試電力設備的技術中，只有紅外線測溫技術能滿足要求，科學技術日益發(fā)展的今天，紅外測溫技術的應用前景十分廣闊，伴隨著用電規(guī)模的擴大，正確合理地使用紅外測溫技術，針對檢測設備中存在的故障，及時處理，將危險系數(shù)降至最低，最大限度地保障國家和人們的生命財產安全。

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作者簡介：何東輝（1975-），男，廣東大埔人，廣東電網有限責任公司東莞供電局助理工程師，研究方向：電力。

（責任編輯：蔣建華）