紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用

梁 發(fā)

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司淮安供電分公司，江蘇 淮安 223001）

0 引 言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)電力企業(yè)供電安全性提出更高要求。為滿足電力行業(yè)實(shí)際要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建立了適量的變電站，為電力企業(yè)日常供電打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是，目前變電站運(yùn)維管理中仍然存在很多方面的問題，工作人員只有妥善處理這些問題，才能確保變電站的正常運(yùn)行。因此，電力企業(yè)要定期組織檢修人員進(jìn)行交流，邀請(qǐng)有豐富檢修經(jīng)驗(yàn)的工作人員講解，描述設(shè)備檢修中應(yīng)注意的問題。文章論述了紅外測(cè)溫技術(shù)在變電站運(yùn)維方面的應(yīng)用，針對(duì)變電設(shè)備可能出現(xiàn)的問題提出了有效解決措施。

1 紅外測(cè)溫技術(shù)原理

紅外測(cè)溫技術(shù)是通過采集熱輻射，將熱輻射轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號(hào)，讓檢測(cè)人員清楚掌握設(shè)備熱輻射現(xiàn)象，準(zhǔn)確判斷設(shè)備信息，掌握?qǐng)D形信號(hào)溫度情況和物體信息情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢測(cè)作業(yè)。紅外測(cè)溫光路圖如圖1所示。實(shí)際上，在電力系統(tǒng)變電運(yùn)維時(shí)，紅外測(cè)溫技術(shù)在不同環(huán)節(jié)的作用存在差異。紅外測(cè)溫技術(shù)具有以下特點(diǎn)，工作人員利用這些特點(diǎn)能及時(shí)找到故障位置，從而制定合理的維護(hù)檢修方案。

圖1 紅外測(cè)溫光路圖

（1）實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流回路。在分析回路觸頭故障時(shí)，將探測(cè)儀器和觸頭接觸相互結(jié)合，如果接觸環(huán)節(jié)電子出現(xiàn)持續(xù)增加現(xiàn)象，能判斷該環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，要對(duì)其進(jìn)行故障定位。

（2）實(shí)時(shí)測(cè)量溫度變化情況。在電力系統(tǒng)中路線均受到絕緣物質(zhì)影響，一旦絕緣物質(zhì)惡化，就會(huì)拓展線路影響。而利用紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)量檢測(cè)對(duì)象，能實(shí)時(shí)掌握設(shè)備溫度變化情況，判斷設(shè)備絕緣情況是否滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）檢測(cè)變壓器故障問題。一旦變壓器設(shè)備出現(xiàn)漏磁和短路故障，就易導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)局部渦流問題。而利用紅外測(cè)溫技術(shù)能全面分析設(shè)備故障狀態(tài)，實(shí)時(shí)記錄其釋放的熱量情況，為運(yùn)維工作人員提供豐富的數(shù)據(jù)資源。

在電力系統(tǒng)應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)時(shí)，要掌握設(shè)備發(fā)熱位置的實(shí)際情況。傳統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測(cè)過程中，通常利用目測(cè)方式監(jiān)測(cè)設(shè)備局部中小型環(huán)節(jié)，采用耳聽方式檢測(cè)線夾，并手摸檢測(cè)隔離開關(guān)刀口故障。上述傳統(tǒng)檢測(cè)方式具有較強(qiáng)的危險(xiǎn)性，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性較差。通過應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)，能第一時(shí)間找到故障具體位置，且在故障信息成像下向檢測(cè)人員反映故障信息，為維護(hù)方案打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

2 紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的具體應(yīng)用

2.1 狀態(tài)變電檢修

應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)能全面提高變電運(yùn)維工作質(zhì)量，創(chuàng)新變電站運(yùn)維檢修工作模式。在傳統(tǒng)變電站檢修中以工作計(jì)劃為核心，其具有較強(qiáng)的滯后性，不能自主預(yù)防潛在故障。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)代變電站運(yùn)維工作采用狀態(tài)檢修工作模式，根據(jù)變電站實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行設(shè)備檢修工作，提前預(yù)防電離故障發(fā)生，能充分利用檢修資源，提高檢修效率和安全性。同時(shí)，紅外測(cè)溫技術(shù)不用斷開電力系統(tǒng)連線就能進(jìn)行設(shè)備線路檢修工作，只需利用信息技術(shù)就能判斷不同設(shè)備線路的實(shí)際運(yùn)行情況，編制合理的設(shè)備狀態(tài)設(shè)計(jì)檢修工作計(jì)劃表。

在檢測(cè)電網(wǎng)設(shè)備初始信息時(shí)，間接產(chǎn)生的故障信息會(huì)隱藏至設(shè)備內(nèi)部，只有全面分析故障信息，才能準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生的具體位置，解決變電站故障問題。雖然故障信息分析模式能解決變電站運(yùn)維工作，但是這種模式實(shí)用性較低，無法快速解決電力故障，增加檢修工作成本。針對(duì)這種情況，工作人員將紅外測(cè)溫檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到變電站狀態(tài)檢修工作，通過判斷設(shè)備故障的發(fā)熱情況，找到設(shè)備故障的具體位置，呈現(xiàn)設(shè)備工作溫度浮動(dòng)情況，幫助技術(shù)人員全面分析變電站設(shè)備，為判斷后期設(shè)備狀態(tài)提供豐富的數(shù)據(jù)資源[2]。

2.2 電壓致熱性缺陷診斷

傳統(tǒng)管理模式已無法滿足運(yùn)維檢修一體化實(shí)際要求，電力企業(yè)要結(jié)合變電站實(shí)際情況，將維護(hù)環(huán)節(jié)和檢修環(huán)節(jié)相互融合，有效提高日常管理力度，創(chuàng)新管理模式，構(gòu)建電力設(shè)備維護(hù)制度和監(jiān)管制度。電力企業(yè)想要科學(xué)管理變電站日常運(yùn)行，提高日常工作效率，則需要進(jìn)一步規(guī)范變電站的日常管理制度，促進(jìn)變電站運(yùn)維檢修一體化向可持續(xù)方向發(fā)展。同時(shí)，電力企業(yè)要根據(jù)自身實(shí)際情況，進(jìn)一步完善管理制度，讓相同工種的工作人員來承擔(dān)變電站設(shè)備日常工作，確保變電站運(yùn)行效率達(dá)到預(yù)期要求。

電壓致熱性缺陷作為變電設(shè)備中最常見的問題，誘發(fā)原因趨于多樣化，如內(nèi)部零件絕緣故障、泄露電流較大及電壓分布不均勻等，其中電壓?jiǎn)栴}占大部分。針對(duì)該種情況，工作人員要利用紅外測(cè)溫技術(shù)中的類比法進(jìn)行診斷，如果溫度診斷數(shù)據(jù)超過標(biāo)準(zhǔn)30%，說明該環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障問題，再結(jié)合測(cè)量溫度圖譜，將其和正常設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障具體位置和實(shí)際運(yùn)行情況[3]。

2.3 隔離開關(guān)觸頭發(fā)熱問題

由于開關(guān)長(zhǎng)期暴露在外界環(huán)境中，其刀口環(huán)節(jié)時(shí)常出現(xiàn)氧化反應(yīng)，氧化后開關(guān)表面形成一層膜，給電流傳輸效率造成不同程度的影響，甚至增加運(yùn)行電阻，導(dǎo)致其產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。同時(shí)，變電站運(yùn)行過程中，開關(guān)頻繁進(jìn)行打開、閉合操作，易出現(xiàn)合閘不到位現(xiàn)象，誘發(fā)刀口電阻增加，形成嚴(yán)重的發(fā)熱問題。因此，工作人員在應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)前，要進(jìn)行降溫處理，避免開關(guān)溫度過高，影響電流傳輸效率，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問題。隔離開關(guān)的檢測(cè)示意圖如圖2 所示。

圖2 隔離開關(guān)的檢測(cè)示意圖

2.4 電壓互感器致熱查找

在220 kV 變電站紅外檢測(cè)工作中，發(fā)現(xiàn)某線路外側(cè)溫度異常，將檢測(cè)數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，確定了該環(huán)節(jié)為致熱性缺陷，但一次側(cè)電壓不存在任何問題，全部正常運(yùn)行。通過分析，發(fā)現(xiàn)測(cè)電壓位置保護(hù)裝置被破壞，該保護(hù)裝置為避雷器，在被擊穿后，嚴(yán)重影響到補(bǔ)償器自設(shè)作用，繞組電壓下降，繞組溫度上升。而如果是阻尼器電容出現(xiàn)擊穿問題，通常是因?yàn)樵?shù)量較多、電容較大等[4]。

3 電氣設(shè)備紅外檢測(cè)和診斷

3.1 設(shè)備套管

通過對(duì)變電站測(cè)溫的分析，發(fā)現(xiàn)在正常電壓下某個(gè)圖譜出現(xiàn)了不正常的情況，其上下節(jié)組合溫度差別大于其他2 相溫度高3 倍，并且在套管中的上環(huán)節(jié)存在顯著溫度差別。對(duì)圖譜的內(nèi)容進(jìn)行分析和判定，認(rèn)為是套管缺油導(dǎo)致，甚至出現(xiàn)了放電現(xiàn)象，一旦工作人員處理不及時(shí)，就容易出現(xiàn)套管爆炸問題，給電力系統(tǒng)運(yùn)行造成嚴(yán)重影響[5]。

3.2 電器設(shè)備運(yùn)行溫度檢測(cè)

（1）斷路器。斷路器故障一般由中間環(huán)節(jié)和動(dòng)靜觸頭接觸而產(chǎn)生，在斷路器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若與部件接觸電阻相連，則主要功能是保護(hù)調(diào)諧電容。在正常工作情況下，避雷器2 側(cè)溫度不會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱，一旦發(fā)熱問題過于嚴(yán)重，就會(huì)產(chǎn)生零件斷開、出頭脫離等現(xiàn)象，絕緣油在溫度影響下快速膨脹，從而出現(xiàn)爆炸事故。

（2）阻波器。該設(shè)備主要作用是保護(hù)調(diào)諧電容器，正常運(yùn)行下避雷器2 側(cè)溫度正常，不會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)故障問題，避雷器就會(huì)局部快速升溫。

（3）電流互感器。其故障包括設(shè)備內(nèi)部線圈松動(dòng)、受潮、連接線問題等，如果問題處理不及時(shí)，很容易導(dǎo)致設(shè)備二次開路[6]。

3.3 刀閘問題

刀閘過熱環(huán)節(jié)通常在導(dǎo)電體和刀口觸指地方等，而造成刀閘發(fā)熱主要原因是刀閘開合不到位、接觸面積較小，甚至彈簧壓力不足、觸頭角度發(fā)生偏差等問題。同時(shí)，當(dāng)?shù)堕l長(zhǎng)時(shí)間處于備用狀態(tài)，也容易產(chǎn)生氧化問題。此時(shí)，工作人員利用紅外測(cè)溫技術(shù)，判斷刀閘部位實(shí)際運(yùn)行情況，采取合理解決措施，保證刀閘運(yùn)行的安全性。

針對(duì)設(shè)備套管、電器設(shè)備運(yùn)行溫度檢測(cè)、刀閘問題，電力企業(yè)要嚴(yán)格遵循行業(yè)要求來設(shè)置管理規(guī)范，定期檢修變電設(shè)備，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中隱藏的問題，要提前做標(biāo)記，進(jìn)一步規(guī)范工作人員操作流程，確保日常運(yùn)維檢修工作按照要求進(jìn)行，有效降低工作危險(xiǎn)性。

4 結(jié) 論

在進(jìn)行變電站運(yùn)維作業(yè)時(shí)，要改革傳統(tǒng)管理技術(shù)，變電站運(yùn)維中，應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)。根據(jù)變電系統(tǒng)運(yùn)行要求設(shè)計(jì)設(shè)備檢測(cè)方案，充分發(fā)揮紅外測(cè)溫技術(shù)作用，提高變電運(yùn)維工作效率，同時(shí)提出解決方案和措施。