淺析紅外測溫技術在變電運行中的應用

黃雨燕

（國網四川省電力公司資陽供電公司，四川 資陽 641300）

淺析紅外測溫技術在變電運行中的應用

黃雨燕

（國網四川省電力公司資陽供電公司，四川 資陽 641300）

摘要：針對電網運行的特點，本文通過對紅外測溫原理的分析，從紅外診斷的判斷方法和標準、紅外測溫在電力企業的應用優勢兩個方面出發，探討分析了紅外測溫技術在變電運行中的應用。

紅外測溫技術；變電運行；應用分析

隨著國民經濟的增速發展，負荷節節攀升，電力設備發熱缺陷頻發，主要為隔離開關發熱、線夾設備發熱等，若不及時發現并處理設備發熱，將影響電網安全運行，甚至造成大面積停電。紅外測溫技術可以快速、準確地檢測運行設備的溫度，降低了設備故障率，提高供電可靠性，在電力系統中廣泛應用。

1.概述

（1）紅外測溫技術原理。紅外測溫技術是一種借助紅外線運行的原理，實現對電氣設備運行溫度的檢測，根據溫度變化狀況，判斷設備運行狀況，是一種實時檢測的技術。紅外測溫技術檢測各種電氣設備的溫度，主要源于設備由各種各樣的物質構成，而這些物質都是由成千上萬的分子組成，構成了元素的高速運轉，在運動過程中產生一定的熱量，我們將此種現象稱之為熱輻射。紅外測溫技術就是借助熱輻射散發的熱量對電氣設備運行情況進行分析，根據熱輻射是否處于正常水平來判斷變電設備的運行狀態。紅外測溫技術還可以對熱源輻射狀況進行收集，然后采用信號處理設備、紅外探測器等處理電路，給工作人員提供準確的檢測信息，判斷設備的運行狀態，并對其進行監控，及時發現并處理故障。（2）判斷紅外測溫技術的方法。第一，相對溫差法。如果設備內部由電流產生發熱，那么設備導流部分的導流就會發生異常，只有準確測量溫度，才能獲得精確的溫度值。按照溫差計算公式可以計算出溫差，然后結合相關判斷指標對故障問題進行分析并解決。第二，熱譜圖分析法。熱譜圖分析法也可以對設備是否處于正常運行狀態進行分析，此種方法常將設備在正常和異常狀況下產生的熱譜圖進行比較，根據正常和異常狀態進行判斷。第三，同類比較法。根據對應點溫度升高變化，對同一型號電壓致熱型設備的運行狀態進行分析，可以根據溫度升高允許范圍，判斷電壓設備的故障。需要注意的是，同類設備溫度比超過缺陷30%時，必須引起工作人員的重視。三相電壓處于不穩定狀態時，還要對影響工作電壓穩定的因素進行分析。（3）紅外測溫技術的應用優勢。與傳統測溫方法相比較，紅外測溫技術主要具有以下幾方面優點：第一，紅外測溫技術的功能較完整。與傳統測溫方法相比較，紅外測溫增加了成像和掃描功能，可以直觀形象地展示測溫結果，提高了測溫精確度；第二，紅外測溫技術可以進行遠距離設備測量。傳統測溫方式主要利用直接觸摸式完成測溫，危險性較大，而紅外測溫可以實現遠距離設備測溫，保證了測溫人員的安全，安全性較高；第三，紅外測溫技術操作方便、快捷。紅外測溫只需要攜帶紅外測溫儀器，不需要其他設備配合，便可以得到發熱設備準確的數據及信息，檢測操作較方便。

2.紅外測溫技術在變電運行中的應用分析

（1）提高了設備巡視質量。基于變電站是電網運行中非常重要的環節，必須定期開展變電設備巡視和測溫工作，及時發現設備運行中存在的缺陷或隱患。變電設備的巡視主要借助目測、手摸和耳聽等方式對設備的運行狀況進行判斷。現階段目測法是3種方法中最常用的一種，但是由于該種檢測方法存在很多局限性，故障發現往往不及時。例如，很多設備剛發生故障時產生的熱量較小，無法目測，待故障發展或發熱明顯時，才能準確判斷，不能保證故障檢測的及時性，給電網的安全運行埋下了安全隱患。近幾年系統內已經減少了注油設備的使用，滲漏油等問題得到了遏制，但設備發熱問題依然沒有得到解決，設備異常發熱幾乎占據設備總故障的1/2及以上，尤其是很難檢測出溫蠟片設備的發熱狀況，不能及時地處理故障；而且耳聽和手摸等方法在現場應用存在很大的局限性，給檢修工作帶來困難，具有較大的潛在危險。針對電氣設備的特殊性，選擇有效的紅外成像測溫方法，有效解決了上述問題，保證了設備安全穩定運行，確保電網安全。（2）線夾發熱檢測中的實際應用。線夾在變電站使用廣泛，凡是有引接線的地方都會使用線夾，但因接觸不良等因素導致線夾發熱時有發生。從實際檢測來看，引起線夾發熱的情況大致可分為以下兩類：一是由于線夾長時間暴露在空氣中，線夾的彈簧墊片發生氧化，線夾出現了松動和接觸不良等狀況，最終產生嚴重的發熱問題，此種問題已經成為線夾發熱的主要原因；二是由于作業人員安裝線夾的方法或流程不當，導致線夾在使用中發生松動，接觸不良而引起發熱。從上述分析來看，變電站中的線夾發熱已經成為影響設備正常運行的主要原因之一，采用紅外線測溫技術對線夾安裝和使用中的溫度進行檢測，及時發現設備線夾的發熱缺陷，采取相應的措施予以處理，保證了變電站的安全運行。（3）隔離開關刀口發熱的檢測。隔離開關刀口發熱也是常見的設備發熱缺陷。由于隔熱開關刀口長期暴露在空氣中，長時間連接后，連接件表面容易被空氣中含有的物質氧化，然后在隔離開關表面形成一層保護膜，增加了隔離開關表殼賣弄的電阻，產生了大量的熱量。在氧化膜的作用下，電流不能在隔離開關表面順利通過，產生了很多電阻堆積，升高了局部溫度；根據電網系統運行方式需要，隔離開關在實際中的操作較多，而且長時間受機械應力的影響，合閘操縱不到位，導致刀口接觸面壓力不均衡，增加了接觸面電阻，進而升高了電阻表面溫度。除此之外，在初期安裝和檢修過程中，由于安裝（檢修）工藝等因素，隔離開關刀口發熱缺陷較多，利用紅外測溫技術在隔離開關新裝或大修后加入系統運行，對其溫度進行檢測，減少日后作業中持續發熱缺陷的發生。

3.紅外測溫技術在變電運行中的實例分析

事故現象和處理：某220kV變電站兩臺主變，容量均為120MVA，在迎峰度夏期間重載運行，運行人員在開展特殊巡視時進行紅外測溫發現，2號變壓器高壓側A相套管接頭處溫度達到150℃，而B、C相均為60℃左右，傳統處理方法主要使用試溫貼片的方式監控工作，但高壓線路有安全距離限制，位于近距離時，會對人身安全造成很大作用，實際操作較復雜，導致檢測效果不理想，發生了較嚴重的電氣問題。在本次處理中，運行人員借助紅外測溫技術立即匯報調度并轉移了負荷，準確分析了故障程度，并聯系檢修人員立即處理，及時消除了缺陷，避免大面積停電事件的發生，提高了工作效率。

結語

紅外測溫技術是一種根據物質本質形成的現代化測溫技術，可以應用到巡視檢測、線夾發熱和隔離開關發熱等檢測中，測溫效果明顯優于傳統測溫儀。但是該技術也有自身存在的缺陷，在實際操作中，工作人員還要認真積極掌握該項技術的操作方法和特點，將該種技術熟練的應用到變電站測溫中，不斷在實踐經驗中總結規律，促進該項技術的應用和發展。希望本文的分析可以給相關研究人員提供參考。

[1]宋城.紅外測溫技術在500kV變電運行中的應用[J].中國高新技術企業，2015，3（5）：123-124.

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