電壓致熱型設備紅外測溫技術

肖艷艷

（廣西電網有限責任公司梧州供電局，廣西梧州 543000）

0 引言

變電站作為電力系統的重要組成，關系著電力系統的安全可靠運行與供電質量，與供電的穩定程度也有直接關系。因此，做好電壓致熱型設備的測溫工作意義重大。應用紅外線測溫技術可以在不斷電，無需接觸線路的情況下，對變電站線路以及設備的實際運行情況進行有效監測，以判斷電力系統的運行情況。

1 紅外測溫的技術優勢

紅外測溫技術在變電運維工作中的應用十分廣泛，其應用優勢主要體現在以下方面。紅外測溫技術在對電力設備熱輻射進行采集的基礎上，借助自身功能將其轉化為圖像，對設備的溫度進行合理判斷，檢測設備的溫度。與其他設備測溫技術比較，紅外測溫技術優勢突出，使用便利。手持式是紅外線監測設備的常用操作方式，設備體積小，監測過程不需要任何設備的輔助，并且可以靈活移動，保障監測過程的全面性；測溫環節不需要接觸線路，提升監測效率，保障巡視過程的安全可靠。紅外線測溫技術具有輻射功能，可以不依賴其他技術而獨立工作，保障監測數據的可靠性和合理性；通過計算機實現圖像和數據的結合，變電站之間可以實現數據共享，可直觀系統地分析監測結果；對變電站設備的實際狀況進行科學合理的評估，保障提供數據的可靠性。

2 高壓電氣設備熱故障類型

電氣設備發生故障時，經常出現異常發熱或溫度分布不正常。一般將高壓電氣設備外部熱故障分為兩大類：電氣接頭接觸不良，發熱功率與導體連接的接觸電阻和經過的電流有關；另一類是由于受到外力作用導致絕緣性能不佳，發熱功率受到外絕緣絕緣帶及泄漏電流的影響。高壓電氣設備內部熱故障位置往往集中在導電回路以及絕緣介質上，內部的發熱機理會由于設備構造及實際運行狀態不同而不同。在實際運行過程中，為更準確地判斷待測目標的紅外熱分布場，常使用輔助措施增加儀器的使用功能。

3 影響電壓致熱型設備紅外測溫的因素

針對電壓致熱型設備的測溫工作，選擇紅外測溫技術的測溫準確程度受到很多因素的干擾。紅外測溫儀器通過對檢測對象發射出的能量、反射出的能量、傳遞的能量進行系統接收，進而對其表面溫度進行測量。測溫儀器內的探測元件將收集到的能量信息傳達給微處理器，微處理器對其集中處理，將測定結果轉化為溫度度數顯示，分析物體表面溫度，判斷設備內部是否存在缺陷。測溫操作前，被測目標面積應充滿測溫儀視場。當視場比目標尺寸大時，輻射能量會融入測溫設備，增大測定誤差，當視場比目標尺寸小時，測溫設備不會被測量區域外的背景干擾。測溫設備所處的自然條件對實際測量結果有較大的影響，所以要考慮充分并且采取合理的對策加以解決。

（1）發射率的影響。發射率是影響測溫質量的因素之一。紅外測量儀器通過對電氣設備表面紅外輻射功率進行測量獲取設備溫度信息。物體表面的發射率受到材料性質及表面狀態等因素的影響，保障測量電氣設備溫度值的精確性，必須嚴格按照受檢目標的發射率值進行修正。

（2）檢測距離的影響。在保障檢測安全的前提下，盡量減小檢測距離，對檢測距離合理修正。

（3）環境及背景輻射的影響。戶外檢測工作前，應對儀器接收的紅外輻射進行檢測，減少環境與背景輻射的干擾，盡量選擇在陰天或者傍晚光線較弱的情況下檢測，通過合理的改變檢測視角，找到避開反射的最佳視角。

4 紅外測溫技術在電壓致熱型設備測溫工作中的應用

電力系統電壓致熱設備種類較多，如電壓互感器、耦合電容器、高壓套管、避雷器、電纜頭燈等，在電壓下絕緣受潮會導致發熱現象出現。由于介質本身的損耗較大，泄漏電流變化、磁路故障、電場分布不科學等情況導致溫度上升和運行狀態下電壓值的平方數呈正比例關系，工作電壓的大小對于紅外檢測以及故障診斷結果有直接影響。利用紅外測溫技術做好電壓致熱型設備的測溫工作，需按規范步驟操作。

（1）合理選擇紅外測溫儀器。結合設備檢測需要，選擇合理的紅外測溫儀器。保障紅外測溫儀器能滿足精確檢測的要求，測量精度及測量范圍要與現場的實際測試需求相符，對檢測儀器的性能指標要求比較高，溫度分辨率足夠高，空間分辨率高。大氣條件的修正模型操作簡單，圖像呈現清楚、穩定。

（2）制定合理的測溫方案。紅外測溫儀器選擇完畢后，應結合實際情況制定合理的測溫方案。為減少光照影響，盡量選擇在陰天或傍晚時進行，風速、環境溫度、濕度、測量距離、發射率等因素對測量結果的影響也應考慮充分，保障測量方案的可行性。為保障變電站運行的可靠性，現場管理要求較為嚴格，每年必須對變壓器、套管、避雷器、電容式電壓互感器、電纜頭等電壓致熱型設備進行精確檢測，并且每次檢測都應做好記錄，將圖像存儲到紅外數據庫系統中，實現動態化管理目標。

（3）現場實測工作的有效展開。由于電壓致熱型設備故障溫差相對不大，故障判斷比電流型故障分析難度大，因此測量溫度時，應調節好紅外測溫儀的使用模式，需要調節到手動調節模式上，溫寬及電平也需要調節。

（4）謹慎選擇對比標準。如果設備都處于正常運行狀態，并且設備屬于同一大類，呈現出的熱像圖往往十分相似，因此當設備的熱像圖表現不一致時，應引起高度重視，需要仔細分析判斷，結合周圍材料的溫升以及熱分布場的變化情況進行判斷。由于電壓型缺陷測出的發熱溫差一般不大，在現場開展紅外測溫工作，當溫差＞0.5℃時要高度警覺，避免誤判。

5 結語

變電站運行過程中，為保障運行的可靠性必須做好測溫工作。電壓致熱型設備測溫往往借助紅外檢測技術。紅外檢測技術應用優勢顯著，不接觸，無需取樣不解體，準確、快速、直觀，可對變電站電壓致熱型設備發生的早期故障缺陷進行有效的預測，降低設備維修成本，避免突發性事故的發生，保障電力運行的安全性以及可靠性。