紅外測溫技術在配網設備運行維護中的應用

任文利 張家燁

（國網新疆電力有限公司阿克蘇供電公司城區供電中心，新疆 阿克蘇 843000）

隨著紅外測溫技術越來越廣泛地被運用于配網設備運行維護之中，對電氣設備溫度的實時監控與定期排查將有效地提高我國的電力系統的供電質量與供電能力，降低配網設備的維修費用，減少重大事故的發生率，提高暑期與春節期間高負荷供電能力。由此可見，紅外測溫技術在配網設備運行維護中作用顯著，不僅可迅速發現電網中的缺陷，降低運行事故發生幾率。但需合理管理，定期維護，保障紅外測溫技術的有效應用。

一、紅外測溫原理

1666年艾薩克·牛頓爵士（Sir Isaac Newton）發現了紅外輻射，當時他將白光透過玻璃棱鏡將電磁能量與陽光分開，玻璃棱鏡將光束分解成彩虹色。1800年，威廉·赫歇爾爵士通過測量每種顏色的相對能量采取了下一步措施。他還發現了超出可見范圍的能量。在20世紀初期，Planck，Stefan，Boltzmann，Wien和Kirchhoff進一步定義了電磁波譜的活動，并開發了定量數據和方程來識別紅外能量。該研究使得可以使用基本黑體發射率曲線來定義IR能量。從該圖可以看出，物體（溫度大于-273℃）發射的輻射能量與其溫度的四次方成比例。黑體發射率的概念是紅外測溫的基礎。然而，“發射率”一詞為物理學的基本定律增加了一個變量。發射率是灰體（非黑體）發出的熱輻射與相同溫度下黑體發射的熱輻射之比的量度。（灰體指的是在每個波長具有相同光譜發射率的物體；非灰體是發射率隨波長變化的物體，例如鋁。）

二、紅外測溫技術的特點

紅外測溫技術是一種利用紅外線作用的基本原理，對電網系統運行設備進行測溫的技術手段。其技術原理為：自然界中的任何物質都是由各種各樣的分子、原子和電子構成的，在物質內部，它們始終處于規律性的運行狀態，相互之間的作用會產生一定的能量，也就是通常所說的熱輻射。紅外測溫技術正是針對這種熱輻射現象進行觀測，從而判斷設備的運行狀態是否正常。相比于傳統線路維護檢修中的目測、手摸、耳聽等方式，紅外測溫技術具有十分顯著的優勢，主要表現在以下三個方面：第一，安全性。紅外測溫技術可以實現遠距離、不停電、不接觸測量，可以在允許范圍內對難以接近的目標溫度進行讀取，有效保證了電力工作人員的人身安全。第二，精確性。紅外熱像儀的測量精度在±2℃以內，且可以在－20～2000℃的溫度范圍內進行精確測量，誤差僅在0.05℃之內。同時，通過紅外圖像與數字照片的結合，可以實現故障的精確定位。第三，便捷性。紅外測溫技術可以在一定距離內實現對發熱點溫度的實時、定量、在線測量，并繪制出相應的溫度梯度熱像圖；同時，其還具有靈敏度高、抗干擾能力強、設備攜帶方便和便于線路的日常巡檢等特點。

三、配網相關設施產生的發熱一類問題

在配網相關設施處于運轉期間，引起發熱這一問題的要素包含如下幾方面：第一，因電壓這一要素而引發的發熱問題。打個比方，很多配網設備中，與電壓相關的絕緣子會與互感器產生發熱等現象。第二，因為電力要素而引發的發熱問題。最明顯的就是接線板與導線之間產生的發熱現象，這也是配網設備運行維護中需要重點關注的問題。而在配網設備運作過程中，與之相關的設施出現發熱現象是比較普遍的問題。一般來說，這種發熱現象并不會給配網的正常運行帶來不便。但是，如果說某一階段的某一個部件設施本身溫度過高，就容易引起很多配網問題。比如說，配網設施太熱會減弱配網內部絕緣原材料的質量，進而導致絕緣層出現降低情況，過重，就會引起短路等各類事故，甚或是引起火災，為配網帶來大量的經濟損耗。所以說，在對配網實施維修期間，設施產生發熱就是一類無法忽略的問題。為此，電力有關工作者就應借助紅外測溫這一技術，全方位對配網相關設施實施檢測，進而保障配網處于運轉期間的平穩性與可靠性。

四、紅外測溫技術在配網運行中的應用

（一）可以提高設備的巡視質量

配網設備的巡視工作，是保證配網安全運行的一項重要工作，由于配電網位于人們工作、生活區域，線路及設備都有較高的對地安全距離，不可能僅僅采用目測、手摸和耳聽等憑經驗的手段來觀察設備的運行的情況。同時配網涉及對千家萬戶和企事業單位供電的任務，電力企業本來就承受很大的優質服務壓力，不可能經常停電查找故障進行檢修。所以，紅外測溫技術是非常有效的，在線路設備運行的情況下，運行人員進行巡視時就能及時的發現配網設備存在的隱患，并根據分析結果制定檢修計劃，減少停電時間，保證供電可靠性的一個有效手段。

（二）檢查隔離開關口誘發的發熱問題

在配網運行過程中，如果隔離開關刀口存在發熱現象，將會增加配網設備損壞及供電中斷的發生概率，此時如果可以借助紅外測溫計數來對刀口溫度進行實時、動態檢測，既可以有效判定刀口的溫度，而且還可以對刀口溫度是否過熱進行準確的判斷，同時根據檢測結果來制定刀口檢修計劃，從而有效發現引發隔離開關口發熱問題的原因，并采取有效措施給予解決。通常情況下，隔離刀口發熱主要是由于隔離開關長期在室外空氣中暴露，致使開關表面出現不同程度的氧化現象，形成氧化膜，不同程度上增加了刀口表面的電阻，導致電流流經刀口時生成一定的熱量，誘發刀口過熱現象。

（三）檢測接續金具、線夾發熱情況

接續金具、線夾在配網設備運行過程中，由于線路中導線設備之間存在接觸不良的問題，從而導致金具和線夾出現發熱的情況，影響到供電的平穩性和可靠性。利用紅外測溫技術進行檢測時，能夠對線路熱輻射情況進行有效地判斷，并在設備存在問題時，進行及時解決，從而解決導線出現斷線掉落的問題。紅外測溫技術在進行配網設備運行維護檢測過程中，發揮了十分重要的作用。在應用過程中，主要以手持便攜式和紅外熱像兩種儀器為主，具有操作簡單、安全性較高的特點。紅外測溫技術在配網設備檢測中的應用，更好地提升配網設備維修水平，對于促進供電平穩運行和發展來說，發揮了日益重要的作用。

結束語：

當下我國社會經濟快速發展情況下，電網運行情況對于經濟發展來說，有著重要的影響。這樣一來，在對配網設備進行維護以及檢測過程中，就需要采用有效地技術手段，從而更好地提升配網效率和質量，以滿足電網發展實際需要。現階段，紅外測溫技術在配網運行維護中得到了較為廣泛地應用，該技術手段能夠有針對性的對配網設備進行檢測，并且有效地促進狀態檢修工作的發展，從而更好地促進我國電網高效發展。