變電運(yùn)維中的紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用

張心

【摘? 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)電力能源的需求不斷增加。在電力系統(tǒng)面積擴(kuò)大化、線路復(fù)雜化、變電站智能化的過(guò)程中，由于電力線路老化、絕緣降低等原因造成電力發(fā)熱，引發(fā)電網(wǎng)安全生產(chǎn)事故，降低輸電安全性、可靠性、穩(wěn)定性。對(duì)比傳統(tǒng)變電運(yùn)維人員測(cè)量電力系統(tǒng)元件的不可靠性、不準(zhǔn)確性、不安全性等缺點(diǎn)，紅外測(cè)溫技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)設(shè)備器件溫度進(jìn)行快速準(zhǔn)確安全的測(cè)量，從而對(duì)電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。

【關(guān)鍵詞】變電運(yùn)維;紅外測(cè)溫技術(shù);應(yīng)用

1緒論

變電站作為電力輸送系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)和重要組成部分，其中的電力電纜線路、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、變壓器、電壓互感器、電流互感器以及保護(hù)裝置等設(shè)施的設(shè)備狀態(tài)都直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。需要設(shè)備管理維護(hù)人員加大對(duì)電力設(shè)備的監(jiān)控與監(jiān)護(hù)力度，做好設(shè)備保養(yǎng)，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)工作。紅外測(cè)溫技術(shù)作為非接觸式測(cè)溫技術(shù)，有著高效性、準(zhǔn)確性、可靠性等諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠有效監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，規(guī)避運(yùn)行故障的發(fā)生，使得其在變電運(yùn)維的工作中有著廣泛應(yīng)用。

2紅外測(cè)溫技術(shù)原理概述

2.1紅外測(cè)溫技術(shù)

人們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，凡是溫度高于絕對(duì)零度（-273.15℃）的物體都會(huì)因?yàn)樽陨矸肿舆\(yùn)動(dòng)而不斷向外界輻射能量，這種能量以紅外線的方式向外輻射，稱為紅外輻射。依照斯蒂芬-玻爾茲曼定律：

可知物體的溫度越高，紅外輻射便越強(qiáng)。因此通過(guò)紅外傳感器將物體發(fā)射出的紅外輻射接收，通過(guò)信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換、采樣濾波等處理后，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出，其紅外測(cè)溫系統(tǒng)。

由于電氣元件自身發(fā)熱的特性，在發(fā)生故障時(shí)，電氣元件的熱效應(yīng)使得元器件溫度升高，紅外輻射增強(qiáng)，紅外測(cè)溫儀器采集到的溫度數(shù)據(jù)也隨之變化，由此便可直觀高效的檢查電氣設(shè)備，及時(shí)處理隱患和缺陷。

2.2紅外測(cè)溫技術(shù)特點(diǎn)

傳統(tǒng)電氣設(shè)備巡視檢查過(guò)程中，一種方法是運(yùn)行人員檢查粘貼在設(shè)備連接部位的變色膠貼，當(dāng)溫度升高時(shí)膠貼顏色發(fā)生改變，人們通過(guò)目測(cè)即能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在地點(diǎn)，但膠貼容易被風(fēng)吹下，且溫度感應(yīng)并不靈敏，誤報(bào)率極大。另外一種方法是運(yùn)行維護(hù)人員手持紅外測(cè)溫儀器到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行測(cè)量及采樣。易受環(huán)境因素制約，并且無(wú)法準(zhǔn)確、及時(shí)的收集設(shè)備溫度。而且為了節(jié)省空間及材料，高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)都比較狹小，溫度采集極為費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，對(duì)人員的安全也有很大的威脅。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，運(yùn)行人員需要向?qū)I(yè)人員報(bào)告，然后進(jìn)行專業(yè)復(fù)查，這樣不僅反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，而且也容易誤檢、漏檢，造成人員、資源的浪費(fèi)。甚至有些電氣設(shè)備接點(diǎn)溫度甚至無(wú)法采樣，有著很高的差錯(cuò)率。

因此紅外測(cè)溫技術(shù)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：一是使設(shè)備運(yùn)行人員能夠保持在安全距離以外進(jìn)行對(duì)設(shè)備器件的溫度采集，減少了事故的發(fā)生，極大的保證了運(yùn)行人員的安全性。二是能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證了設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的真實(shí)信息，既有真實(shí)性和有效性，也因?yàn)椴槐馗淖兿到y(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，減少了對(duì)系統(tǒng)的損耗。三是使得設(shè)備檢測(cè)變得簡(jiǎn)單方便，能夠快速、靈敏、迅速、直觀、高效的顯示設(shè)備狀態(tài)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。四是能夠保證對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性，能夠及時(shí)檢測(cè)設(shè)備自身存在的異常情況，既能探查設(shè)備是否存在故障，也能探查設(shè)備故障的嚴(yán)重程度。能夠盡可能的減少物力、人力資源，節(jié)約成本和時(shí)間。五是能夠與計(jì)算機(jī)設(shè)備結(jié)合，提供足夠的設(shè)備溫度信息，以便在出現(xiàn)異常情況時(shí)，能夠及時(shí)找出故障屬性、部位和嚴(yán)重程度，為設(shè)備檢修提供保障。六是對(duì)于老舊設(shè)備、存在安全隱患的設(shè)備能夠做到跟蹤監(jiān)控，對(duì)相應(yīng)設(shè)備實(shí)行有目的性、有計(jì)劃性的針對(duì)性檢修。在檢修后也能利用紅外檢測(cè)技術(shù)對(duì)檢修成果進(jìn)行檢驗(yàn)，以提高設(shè)備壽命，節(jié)約設(shè)備成本，減少設(shè)備損耗。

3紅外測(cè)溫技術(shù)判斷溫度方法

3.1測(cè)量表面溫度判斷

將系統(tǒng)的紅外測(cè)溫探頭靠近電氣設(shè)備外殼，采集電氣設(shè)備外殼溫度。當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí)，電氣設(shè)備外殼溫度會(huì)升高，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常溫度。依照規(guī)程規(guī)定，當(dāng)設(shè)備表面溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溫度者，依照溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的程度指標(biāo)、電氣設(shè)備材質(zhì)、電氣設(shè)備負(fù)荷大小等確定電氣設(shè)備是否為緊急、重大、一般缺陷。

3.2相對(duì)溫度差值判斷

雖然電氣設(shè)備表面溫度測(cè)量能夠較為準(zhǔn)確地顯示電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，但為了提高紅外測(cè)溫系統(tǒng)冗余，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)溫和對(duì)照測(cè)溫。相對(duì)溫度差值公式所示：

其中T為發(fā)熱點(diǎn)溫度;T為正常溫度;T為環(huán)境參照溫度。通過(guò)計(jì)算出相對(duì)溫度差值，再根據(jù)設(shè)備類型判斷缺陷類型。一般認(rèn)為時(shí)，為緊急缺陷;時(shí)，為重大缺陷;當(dāng)時(shí)，可視為一般缺陷。確定設(shè)備缺陷類型后，就可以合理的安排轉(zhuǎn)移負(fù)荷和設(shè)備檢修，提高設(shè)備壽命，減少系統(tǒng)成本，節(jié)約人力、物力。

4紅外測(cè)溫技術(shù)具體應(yīng)用

4.1隔離開(kāi)關(guān)溫度監(jiān)測(cè)

隔離開(kāi)關(guān)是變電所中重要的組成部分，在變電所的運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行多次倒閘操作，也因此受到環(huán)境因素影響較大，不可避免的出現(xiàn)溫度異常的情況，影響工作可靠性。例如，在經(jīng)過(guò)多次開(kāi)合閘操作后，隔離開(kāi)關(guān)的刀片或傳動(dòng)部分會(huì)有微小形變，并且與空氣發(fā)生氧化作用，造成其觸點(diǎn)部位的接觸電阻增加，再出點(diǎn)使其出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)齻|頭，造成危害人身的事故。采用紅外測(cè)溫技術(shù)，就可以對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，檢查其觸頭和觸點(diǎn)是否因?yàn)殡姲l(fā)熱造成了觸頭氧化等異常情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況便可以及時(shí)采取措施轉(zhuǎn)移負(fù)荷和進(jìn)行檢修，降低了系統(tǒng)維護(hù)成本，防止危害范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

4.2設(shè)備線夾溫度檢測(cè)

設(shè)備線夾在日常工作中易受到外力因素的干擾，造成接觸不良，引起線夾發(fā)熱，導(dǎo)致運(yùn)行不暢。例如電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備線夾暴露在空氣中，易受到風(fēng)吹等外力因素影響，導(dǎo)致設(shè)備線夾松動(dòng)，出現(xiàn)接觸不良，發(fā)生輕微放電和氧化作用，造成部分接觸電阻增大，引發(fā)發(fā)熱問(wèn)題;或者由于在日常設(shè)備管理維護(hù)過(guò)程中，由于工作人員操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐稍O(shè)備線夾出現(xiàn)松動(dòng)，引發(fā)發(fā)熱現(xiàn)象。線夾發(fā)熱直接影響了電氣設(shè)備的正常工作，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不暢和缺陷。因此利用紅外測(cè)溫技術(shù)能夠在設(shè)備運(yùn)行和檢修更換期間都對(duì)設(shè)備線夾進(jìn)行溫度監(jiān)控，有效減緩了隱患的發(fā)生，避免了無(wú)謂的設(shè)備浪費(fèi)。

4.3設(shè)備巡檢維護(hù)溫度檢測(cè)

電氣設(shè)備日常運(yùn)行維護(hù)和保養(yǎng)是變電運(yùn)行中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)維護(hù)和保養(yǎng)能夠延長(zhǎng)設(shè)備壽命，提高設(shè)備性能。因此設(shè)備維護(hù)人員就需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的重視，尤其是對(duì)于設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中異常情況需要及時(shí)掌握，避免更大事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的設(shè)備巡視中，工作人員只能觀察設(shè)備關(guān)鍵部位的顏色，確認(rèn)有無(wú)異味，是否有異常的聲音來(lái)進(jìn)行判斷，這樣不僅無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，也無(wú)法判斷缺陷的嚴(yán)重程度，若設(shè)備發(fā)熱嚴(yán)重，就會(huì)使工作人員處于危險(xiǎn)的環(huán)境中。采用紅外測(cè)溫技術(shù)，使工作人員在遠(yuǎn)離危險(xiǎn)場(chǎng)所的安全距離就能夠?qū)\(yùn)行設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，大大減少了人工工作，保證了人員的安全，提高了工作效率，增加了設(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)確性，使得設(shè)備異常情況能夠及早發(fā)現(xiàn)，為檢修人員的檢修工作提供有力的保障，將危險(xiǎn)防患于未然之中，保障了電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

5總結(jié)

國(guó)家十三五規(guī)劃中對(duì)電網(wǎng)提出更高的要求，智能電網(wǎng)，綠色電網(wǎng)，環(huán)保電網(wǎng)等概念的提出，使得電力服務(wù)也有了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在變電運(yùn)維中，紅外測(cè)溫技術(shù)及時(shí)掌握電力設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)與運(yùn)行情況，提高巡視質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，減少損耗，節(jié)約時(shí)間。有效保證電力設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。

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（作者單位：中油電能電力技術(shù)服務(wù)公司）