紅外熱成像儀在變電運維工作中的應用

樊麗思

摘要：隨著經濟和各行各業的快速發展，簡述紅外熱成像技術的原理及優勢，介紹其故障診斷方法和依據，舉例說明該項技術在現場電氣設備故障診斷方面的應用，分析紅外熱成像技術發展趨勢。

關鍵詞：紅外熱成像;電氣設備;故障診斷

引言

作為一項帶電檢測技術，紅外測溫技術在電網檢測和維護過程中發揮著重要作用，在缺陷的預知、狀態檢修、排查故障、監控工作等方面有著很高的實用性。在變電運維工作中引進紅外測溫技術，能夠精準地發現設備運行過程中出現的異常和缺陷。

1紅外熱成像儀原理

光學系統中的成像物鏡接收被測目標的紅外輻射能量，轉變為相應的電信號并按原有的空間順序反映在探測器的光敏元件上，經過電路的運算、處理、轉換等，通過顯示器呈現被測物體的紅外熱像圖。

2變電設備發熱缺陷的常見形式

2.1變電設備外部缺陷致熱

變電站內設備的外部缺陷過熱，一般是由于設備長期暴露在空氣中，風吹雨淋以及氧化作用，使線路電阻過大，從而造成設備急劇發熱。這種缺陷產生于設備的外部，一般能夠直接觀察到。還有一種情況是在設備的維護或檢修過程中，水漬、油污、油漆等掉落在設備上，使設備發生漏電現象，溫度不斷上升，進而造成發熱缺陷。

2.2變電設備內部缺陷致熱

內部缺陷致熱型缺陷，主要是由于設備內部的故障造成的發熱現象，這些發熱部位一般都密封在一個空間內，無法通過人員自身識別得知。發熱的主要來源是設備內部電器零件的故障，比如設備內部電路連接接觸不良，或者電氣連接不充分，而我們可以利用手持式紅外熱成像儀來描繪其內部的溫度，然后結合現場的實際情況具體分析。

3紅外診斷方法及診斷依據

（1）絕對值判斷法。根據紅外熱成像檢測的電氣設備表面溫度與國家標準（GB/T11022）中相應溫度要求進行比較，以判斷設備是否正常。（2）同類設備類比判斷法。設備型號、運行工況、運行負載、環境溫度相同或相近的同類電氣設備，其紅外熱成像溫度分布應高度相似。該方法是將同類設備的熱像圖進行全面類比分析，查找溫度異常點（故障點），該方法在實際工作中應用最為廣泛。（3）圖像特征判斷法。通過對設備正常狀態和異常狀態運行時的熱像圖特征進行類比分析，判斷并發現其溫度異常發熱點。該方法主要用于電壓致熱型設備，如電纜、絕緣子等。（4）相對溫差判斷法。該方法通過計算同一設備兩個對應測點的相對溫差δt，進行比較分析，以發現紅外熱像故障隱患點。

4紅外熱成像技術在變電運維中的實際應用

在對實際設備進行測溫時，一般晚高峰是測量數據最合理的測量時間，此時為用電高峰期，并且環境因素干擾較小，測量效果最佳。根據測得紅外云圖和設備的綜合狀況，進行橫向和縱向的對比，來判斷設備的運行情況。

4.1狀態檢修

紅外測溫技術在變電設備的狀態檢修中發揮著不可替代的作用。通常運維人員的定期巡視和檢查，僅僅是對設備的運行指標和技術指標進行了檢查，便視為設備的運行狀態是正常的。而實際上很多細微的變化并不能很快體現出來，而紅外測溫技術則進一步完善了巡查內容，使電氣設備內部缺陷的檢查方式得到了完善，避免了故障的發生。

4.2紅外測溫在導線線夾處的測溫

線夾發熱的主要原因是其長期暴露在空氣中，經過風吹雨淋使線夾的彈簧墊出現氧化，致使線夾出現松動，從而造成線夾的接觸不良。所以運維人員要定期對線路上的線夾進行檢測，對溫度有明顯異常的導線線夾，上報缺陷，及時消缺。

4.3紅外測溫在隔離開關處的測溫

隔離開關的發熱主要是由以下兩種原因造成的，①隔離開關暴露在空氣中，致使刀口發生氧化，兩個觸頭接觸面會形成一層氧化膜，從而增加了接觸電阻，進而導致發熱現象。②由于在倒閘操作過程中，可能會出現合閘不到位的情況，使隔離開關動靜觸頭接觸面積不足和壓力不足，導致局部發熱甚至因為電流過大燒蝕焊接，無法分開，嚴重者可能產生電弧，造成相間或者對地短路。所以運維人員可以利用紅外測溫技術在一定程度發現發熱部位，及時消除缺陷。

4.4紅外測溫

在穿墻套管出的測溫穿墻套管是變電站內常見的電氣設備，常見故障是發生絕緣老化，一旦絕緣遭到破壞，可能發生電暈、火花、輝光、電弧等放電形式，最終發生擊穿，而絕緣老化一個主要因素是套管處溫度過高。所以運維人員在日常巡視時應定期檢測穿墻套管處溫度變化。

4.5故障產生預防中的應用

基于觀測到的數據，紅外測溫技術的應用開展精準的數據分析，220kV變電站的檢測可由此獲得更為準確的分析結果。在220kV變電站的檢測工作中，很多異常情況在短時間內不會引發故障，但隨著時間的推移，這類異常很容易最終引發故障，而由于傳統的檢測方法無法有效發現這類異常，這種傳統檢測的盲區往往會直接影響220kV變電站的安全穩定運行。在紅外測溫技術支持下，很多異常情況均能夠在引發故障前被檢測出來，隱患可由此做到及時排除，各類故障的預防可獲得紅外測溫技術提供的有力支持。

5變電運行中紅外測溫技術的應用優勢

5.1安全系數優勢

在安全系數方面，基于紅外測溫技術的220kV變電運行無需直接接觸線路，電力人員的工作危險系數可由此大幅降低，直接接觸的人工操作也能夠有效省略。在極端天氣下，電力人員很多時候不得不開展線路檢修，在保證線路安全的過程中，電力人員將面臨很大的安全風險。在紅外測溫技術支持下，電力檢修等工作的安全系數可由此提升，電力人員的人身安全也能夠獲得更多保障。

5.2工作效率優勢

在220kV變電運行中，紅外測溫技術的應用還能夠有效提高工作效率。隨著電力領域的快速發展，近年來電力設施的復雜程度不斷提升，變電設施的數量也在隨之增多，而隨著狀態檢修的廣泛開展，現階段電力工作人員存在較大的工作量負擔。基于感官系統開展的電力設施檢測存在效率低下、無法滿足現狀需要等問題，很多電力故障因此無法被檢測出來，因此留下的隱患必須得到重視。而在紅外測溫技術支持下，220kV變電運行工作效率可大幅提升，各類故障的快速鎖定和分析也可同時實現，由此實現的檢修效率提升必須得到重視。

5.3準確系數優勢

在以往的220kV變電運行中，經驗豐富的電力人員雖然能夠實現故障源頭的判斷，但往往無法給出準確的故障嚴重程度判斷，而通過引入紅外測溫技術，這方面不足即可得到彌補，更為準確的故障判斷可順利實現。成像速度快屬于紅外測溫技術的特點，較為準確的監測數據可在技術應用的掃描過程獲得，在檢測到故障時，紅外測溫技術可實現對故障的定量反映，故障的嚴重程度可由此實現直觀反饋。相較于傳統技術形式，紅外測溫技術的應用能夠有效提升故障檢測準確系數，故障的方便、快捷處理也能夠順利實現。

結語

綜上所述，紅外測溫技術在變電運行中的應用價值較高。在此基礎上，本文涉及的技術應用實例，則直觀展示了紅外測溫技術的應用路徑。為更好發揮紅外測溫技術優勢，紅外測溫新型設備的積極應用必須得到重視。

參考文獻

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