论红外测温技术在变电运行中的应用

温治坚

广东电网有限责任公司梅州供电局， 广东 梅州 514021

摘要：电力设备在长时间应用下会出现发热现象，供电企业通常采用红外线测温技术对其进行全面的检测，可达到良好的检测效果。在测温的过程中，对于测量结果的准确性及可靠性有着较多的影响因素，应充分分析其主要因素，从而有效避免对测温的干扰。现今，现代红外诊断技术已日益得到发展且趋于成熟，借以红外热成像诊断技术的快速无接触、准确性高等特点发展起来的电力变电站设备红外测温检测技术已备受国内外专业领域的关注。

关键词：红外测温；热成像；变电站运行

引言

在电力系统中，加强对变电站的运维管理和监督，可以有效提高系统运行的稳定性和安全性，还能够及时发现存在的问题。在进行变电运维处理时，应根据实际情况，采用不同的运维技术。其中，红外测温技术由于具有高效、便捷等特点，被广泛运用于运维工作中。电力是人类生存活动开展的基础，因此，为了保障电力系统的运行安全，有必要做好相关运维管理和检测工作，保证其运行质量。

1 红外测温技术的应用原理

红外测温技术是一种基于红外技术的设计模式，可以实现对电气设备的温度检测，从而保证电气设备的正常运行。红外测温技术的设计原理是：根据材料组成的基本成分，即原子和分子，它们的组成、分布和排列是不同的，并按照一定的顺序进行排序。许多原子和分子处于不同的排列和组合模式，每一种排列都将形成一种物质，这将创造出物质的不同特征。原子与分子在运动阶段，拥有高速运转的特性，且存在一定的运转规律，在整个高速运转阶段能够向外界产生一种辐射热量，该辐射热量被称为热辐射现象。鉴于此，红外测温技术便是依据热辐射热量实现电气设备的温度检测，继而保障设备处于正常的工作温度范围之内。在变电站运维工作中红外测温技术的实现机制为：首先由传感器单元收集变电设备在红外测温辐射过程而产生的热量，其次将采集的辐射热量经过红外探测设备与信号处理单元等，传递为信号数据进行传递，之后经液晶显示单元显示信号数据。变电设备运维工作者便根据温度信号的信息，判断设备是否处于正常工作的范围之内。同时，红外测温数据显示能够达成变电设备实时运行检测的目的，以精准的把控故障位置。

2 红外测温诊断技术的检测故障类型

红外测温诊断技术可以检测电力设备的不同类型的故障，包括外部热故障和内部热故障。一般来说，设备外部热故障的加热部分会过度暴露在环境中（受大气粉尘影响）。此时，可以利用红外测温诊断技术直接观察设备表面，了解其实际热分布状态，明确故障位置。产生该故障的主要原因是设备部件接触电阻突然增大。设备接触面不够平整、设备表面粗糙也会引发故障，并且接触面的连接问题也会导致设备外部热故障。设备连接部件加工不合格，在应力作用下会出现连接松动。此时需要采用红外测温诊断技术对裸露在外的电气接头部分进行检测，同时检测隔离刀闸触头部分、穿墙套管接头部分及设备接头部分等。设备内部热故障主要发生在高压电力设备内部。由于发热部位在设备内部，难以用普通热像仪检测到，此时就需要利用红外测温诊断技术对设备内部成像，建立分布图展开分析。一般来说，设备内部电气连接如果存在接触不良问题就会导致电流制热效应产生，此时设备内部大量介质都呈现过度损耗状态，直接导致发热问题。另外设备内部电压分布不稳、泄漏电流过大、绝缘老化、受潮等都会导致设备故障。为此需要对设备内部的耦合电容器、避雷器、断路器等分别进行诊断检测。诊断中需要设备检修维护人员对设备充分了解。

3 探究变电站运维中红外测温技术的综合应用

3.1 变电运维工作验收与工作质效

过去，变电站运维工作的验收从竣工的最末端开始。虽然可以保证变电站设备的初始故障评估，但在后续验收阶段，项目运维工作存在一些不足。对此，采用红外测温技术，可在变电站设备工程验收投运后立即将设备运行维护检测数据上报运维机构，将设备早期运行中存在的问题消除在萌芽状态。也就意味着，红外测温技术可以为后续的设备运维验收工作提供技术依据。另外，变电设备运行与维修阶段，依据运维数据，即无人值班与运维记录信息

的综合性方法。使用红外测温技术，围绕变电设备开展易出现异常设备的重点巡视工作，以此保证设备的日常维护与更换。如果在日常运维工作中，发现设备出现特殊情况，则由设备负责人填写相关信息，以此提高变电设备运维的工作质量与工作效率。

3.2 表面温度判断法

当电力设备的电磁部分发生铁损和电流引起的温升时，表面温度判断法将更适用。与标准设定的温度上限相比，可以根据热像仪检测到的设备表面温度，结合负载率和天气条件，判断部分设备的故障情况。然而，这种方法缺乏可预测性，只能用于测量当前状况或现有缺陷。但是该方法也存在不可忽视的优点，使用此种方法很是直观，且适用性强，大多数是应用于已经明确了有大负荷或是故障引起发热的情况下。在实际情况下，当使用表面温度判断法已经感知到设备的发热，并且产生的发热已达到规定的最大值时，应尽快安排人员进行故障排除，以保证设备能够正常运行。

3.3 高压电力变压器运维中的应用

对高压电力变压器的内部故障进行红外诊断，主要是对处于正常状态下的高压电力变压器实施红外测温诊断检测，通过在线模式了解其外部对绕组与铁芯的实际状态影响，对常用的干式变压器实施在线监测，分析其热成像特点，生成线圈中心热像图。考虑到 B相芯柱磁负荷相对较高，散热性表现较差，需要对热像特点进行分析，了解以 B 相为中心的热像图变化情况，并对绕组铁芯热像特点进行分析。再者要了解并分析变压器的外部故障红外诊断情况，主要是对变压器外部的载流导体连接不严密情况实施诊断检测，充分考虑其电阻变大所导致的局部发热问题。一般来说，热像特点是以故障点作为中心展开检测诊断的，需要对其中的漏磁现象生成环流中心图像，结合变压器冷却与油路系统故障热像图进行分析。

3.4 变电设备异常的检测

变电站设备运行中发卡发热异常主要与变电站设备运行线路有关。对于发夹发热的线路问题，弹簧垫片在长期高负荷运行阶段容易氧化，导致发夹线松动。如果不进行适当的处理和优化，将为变电站线路的调整和变电站设备的运行产生安全因素。其主要温度因素来源为：垫片与线夹在实际接触过程中，会导致电阻增大，使得设备出现异常温度。因此，垫片的安装标准，会导致线路松动，严重时威胁设备的正常运行。应用红外测温技术，能够监测变电设备的垫片，以此保障因垫片与线夹之间的异常问题而出现线路松动。另外，要对高压隔离开关故障进行红外测温诊断检测分析，解决故障位置的高温区热像图中所显示的转动球头接触不良、滑动不到位等问题。在对诊断结果进行判断的过程中，要分析热像图中最高温度点，如此可明确故障点实际位置，避免开关关合不到位。

结束语

运用红外测温技术来实现变电站电力设备的故障诊断，不但能够帮助减少故障带来的实际损失，还能够帮助节约经济成本。现今电力设备红外检测技术已经得到了较大的发展与运用，红外测温相关设备也得到了改进，红外测温技术会在电力变电站设备的应用中更为广泛。

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