紅外測溫技術在變電站運維中的應用探討

張麗娜

（國網江蘇省電力有限公司檢修分公司淮安運維站，江蘇淮安，223001）

1 概述紅外測溫技術的應用現狀

1.1 紅外測溫技術的應用原理

紅外測溫技術是一種基于紅外線技術為基本原理的設計模式，能夠實現對電氣設備的溫度檢測工作，以此保證電氣設備的正常運行。紅外測溫技術的設計原理為：根據物質構成的基本成分，即原子與分子，兩者的組成與分布排列方式各不相同，并按照一定的序列作出排序。眾多的原子與分子處于不同的排列組合模式下，而每一種排列方式均會形成一種物質，也便造就了物質的差異化特性。原子與分子在運動階段，擁有高速運轉的特性，且存在一定的運轉規律，在整個高速運轉階段能夠向外界產生一種輻射熱量，該輻射熱量被稱為熱輻射現象。鑒于此，紅外測溫技術便是依據熱輻射熱量實現電氣設備的溫度檢測，繼而保障設備處于正常的工作溫度范圍之內。

在變電站運維工作中紅外測溫技術的實現機制為：首先由傳感器單元收集變電設備在紅外測溫輻射過程而產生的熱量，其次將采集的輻射熱量經過紅外探測設備與信號處理單元等，傳遞為信號數據進行傳遞，之后經液晶顯示單元顯示信號數據。變電設備運維工作者便根據溫度信號的信息，判斷設備是否處于正常工作的范圍之內。同時，紅外測溫數據顯示能夠達成變電設備實時運行檢測的目的，以精準的把控故障位置。紅外測溫技術在變電站運行的應用原理圖，見圖1所示。

圖1 紅外測溫技術在變電站運行的應用原理

1.2 紅外測溫技術的應用優點

紅外測溫技術可對運行階段的電力設備作出檢測工作。由于電力設備處于運行階段，若出現故障問題，如溫度異常、導電等，傳統檢測中常常采用人工觸摸或者其他方式，而造成不必要的損傷。所以紅外測溫技術能夠實現變電設備在各個階段的隔空測量。紅外測溫技術作為一種新興的集成化技術，在眾多范圍的電網中也同樣保證精準性，同時將測定的變電故障轉化為正確信號圖像數據，極大程度的簡化了工作流程。紅外技術整合了圖像鑒別技術與歷史故障存儲，方便實時檢測變電設備的管控與維系。另外，紅外測溫技術在實現導通回路、變壓器故障檢測、氧化鋅避雷器等方面均體現不凡的優勢。

1.3 紅外測溫技術的應用分類

1.3.1 應用方法一之溫度判斷

在紅外測溫技術的溫度判斷方面，僅僅作為變電設備溫度的普通測量，同時根據傳統測量經驗的相關數據，以實現變電設備是否處于正常的工作范圍之內。目前，溫度判斷的基本要點分為兩個方面：一方面是對一些熱點不容易聚集的變電設備具備針對性作用；另一方面是為盡可能的提高溫度測量的精準度，排除其他熱源的干擾與變電設備的通流，需在負荷晚峰期間執行溫度檢測工作。

1.3.2 應用方法二之溫差對比

在紅外測溫技術的溫差對比方面，其作為一種橫向比對的方式，主要是對比兩臺同樣類型的電流設備中對應測點之間的誤差溫度，以實現診斷變電設備故障的目的。采用溫差對比的基本要點為：不需要在負荷晚峰等特定期間內進行檢測，但是需要預先設定好變電設備的檢測位置，如隔離開關、發夾、觸頭等位置。

1.3.3 應用方法三之檔案分析

在紅外測溫技術的檔案分析方面，其作為一種縱向比對的方式，主要是對比不同時間段的變電設備運行中的紅外圖譜，以掌握當前變電設備的運行狀況，并保證變電設備運行的安全性。采用檔案分析方法的基本要點為：在變電設備檢測階段之前，預先設立歷史圖譜，即正常圖譜與典型圖譜。兩種類型圖譜的建立可以保障后續變電設備的檢測與故障比對。

2 分析變電站運維工作中的紅外測溫技術

2.1 準確判斷檢修狀態

在過去變電站設備運維工作中，僅僅依靠工作計劃的制定來實現設備檢修，但是按照傳統的工作模式存在一定滯后性，同時在實際的檢修階段便埋下了安全隱患，無法實現故障的主動預防。現如今，有了紅外測溫技術的加持在變電站設備運維階段，可以使用設備狀態檢修工作模式。變電設備狀態檢修模式是指根據設備的實時運行狀態，制定針對性的設備檢修計劃，以此保障設備監測的主動性。與此同時，借助設備狀態監測與維修，可以充分利用檢修資源，極大程度的提高了檢修的工作質量。

另外，傳統變電設備檢修階段，遇到帶電設備的檢修需要首先作出斷電處理，以保證檢修工作者的生命安全。但是在應用紅外測溫技術后，則不需要對變電設備作出斷電處理，同樣能夠實現帶電設備的監測。在電力系統的變電環節，涵蓋較多的步驟與程度，致使電力轉化較為復雜。若想在短時間內準確的得到設備運行狀態數據尚且存在困難。

2.2 快速實現故障排除

面對電力資源的大量需求，電力系統運行的高峰時間在逐漸延長，以此導致變電設備長時間處于高溫的狀態中運行。如若在夏季高峰時間的運行時期，變電站設備將擔負較重的運載負荷，加之該階段沒有制定行之有效的變電設備維護機制，將很容易引起變電站安全事故，進而對該區域的供電與變電造成嚴重威脅，嚴重的情況下將引起經濟與生命的雙重損失。紅外測溫技術的應用，在變電站設備運維時可以高效的避免該類事故，完成對關鍵設備的運行監測和儀器的設備故障監測，提高了變電設備運行與維護的安全性和可靠性。同時，利用紅外測溫技術快速監測變電設備存在的安全隱患，這正是電力系統行業所需要的安全技術。另外，實際運維工作中，如果檢測出某一變電設備的溫度值在50度，而該變電設備的溫度上下閾值在24度至42度之間，那勢必出現了故障問題。接下來，需準確的判斷電力設備的故障類型，可以檢測設備的互感線圈，判斷是否出現受潮、腐蝕等問題，之后對其關聯的設備作出故障分析，以實現故障類型的快速鑒別。

3 探究變電站運維中紅外測溫技術的綜合應用

3.1 變電運維工作驗收與工作質效

過去變電運維工作驗收環節，從竣工極端入手，雖然能夠保證變電設備最初的故障評估，但是在后續驗收階段的工程運維工作會存在一定的弊端。對此，利用紅外測溫技術在變電設備工程驗收工作之前，即可將設備運維檢測數據匯報至運維機構，可以將設備前期運行存在的問題消滅在萌芽之中。也就意味著，紅外測溫技術可以為后續的設備運維驗收工作提供技術依據。另外，變電設備運行與維修階段，需依據五通運維思路，即無人值班與單表記錄運維信息的綜合性方法。使用紅外測溫技術，圍繞變電設備開展易出現異常設備的重點巡視工作，以此保證設備的日常維護與更換。如果在日常運維工作中，發現設備出現特殊情況，則由設備負責人填寫相關信息，以此提高變電設備運維的工作質量與工作效率。

3.2 變電設備的安裝與故障檢測

3.2.1 隔離開關設備的安裝與檢測

隔離開關作為變電設備的關鍵部件之一，其安裝技術有明確的規定。一旦設備操作者未按照嚴格的規定作出安裝，將會導致開關動作合閘出現問題。在紅外測溫技術的應用下，對于隔離開關的安裝與設備的檢測運行，均能實時監測設備的運行溫度，及時發現隔離開關在開關動作合閘時造成的誤差，保證變電設備的正常運行，同時避免因不正規巡檢操作而產生的安全事故。

3.2.2 變電設備異常的檢測

變電設備運行中出現的發夾異常發熱類問題，多半與變電設備運行線路存在一定的關聯。發夾發熱的線路問題，在長時間高負荷的運行階段，彈簧墊片易出現氧化問題，導致發夾夾線的松動，如若不作出適當的處理與優化，將為變電線路的調整與變電設備的運行產生安全因素。其主要溫度因素來源為：墊片與線夾在實際接觸過程中，會導致電阻增大，使得設備出現異常溫度。因此，墊片的安裝標準，會導致線路松動，嚴重時威脅設備的正常運行。應用紅外測溫技術，能夠監測變電設備的墊片，以此保障因墊片與線夾之間的異常問題而出現線路松動。

3.2.3 變壓器故障的狀態檢測

紅外測溫技術在變壓器故障檢測環節中，能夠及時了解設備的溫度變化，快速定位故障類型。一旦變電設備中的變電器因為短路故障或者漏磁故障而出現設備局部渦流問題時，借助紅外測溫技術即可判斷故障運行時釋放的熱量，根據熱量情況對比紅外圖譜，為設備運維工作者提供維修參考。另外，紅外測溫技術還時常在氧化鋅避雷器設備中應用，快速尋找故障點，解決電流泄露問題。

4 紅外測溫技術在變電站運維工作中的注意事項

4.1 運維工作中的環境溫度因素

根據紅外測溫技術的成像原理，在實際工作中會因外界環境溫度的因素而造成一定的影響。尤其是在冬季與夏季外界氣溫差值加大，變電線路的工作溫度也會存在一定范圍的變化，勢必會影響測溫的結果。為了降低該因素帶來的差異性，可以采用溫差對比法，排除外界環境溫度的干擾，提升檢測工作的精準度。另外，在負載相同時，變電設備運行故障溫度與外界環境溫度呈現正比例關系，以此為設備故障的判斷提供一定依據。

4.2 運維工作中的負載電流因素

在紅外測溫技術應用過程中，務必重視設備的負載電流。因為負載電流的大小影響測量的精準度，所以在測定工作中無法僅通過溫度數據判斷設備的實際運行受否處于異常階段。故此，在應用紅外測溫技術之前需專業人員進行設備電流的檢測，以保證運行負荷電流在規定的范圍之內。

4.3 運維工作中的主觀因素

運維工作中的主觀因素，或多或少的制約者技術的應用。為盡可能的降低主觀因素的干擾，需增加工作內容或改進工作方案。在設備處于高溫運行階段時，技術運維人員可以增加紅外測溫技術的測量頻率，必要時可借助三腳架對測溫設備作好固定操作。同時，三腳架測試位置與高度等系數的設置時，必須從最佳測溫距離的角度入手，根據準確的物理公式，得出三腳架安裝的高度、方向以及位置等數據，切不可隨意放置，最終保障紅外測溫技術的質量可靠性。