紅外測溫技術在變電站設備巡視中的應用

陳尚護

摘 要：變電站設備在運行過程中，其熱效應會表現出不同的結果。工作人員在日常的巡查過程中，可利用紅外測溫技術對設備進行檢測，繼而發現其是否存在運行故障。文章將針對紅外測溫技術在變電站設備巡視中的應用展開分析，提高紅外測溫技術的應用能力，以及設備診斷技術。

關鍵詞：紅外測溫技術；變電站；設備巡視

中圖分類號：TM507 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0166-02

Abstract： During the operation of substation equipment， the thermal effect will show different results. Staff in the daily inspection process， the use of infrared temperature measurement technology to detect the equipment， and then found whether there is a fault. This paper will analyze the application of infrared temperature measurement technology in the inspection of substation equipment， improve the application ability of infrared temperature measurement technology and equipment diagnosis technology.

Keywords： infrared temperature measurement technology； Substation； equipment inspection

變電站設備巡視工作有利于電力的穩定運行，檢查設備是否存在故障，主要依靠目測、觸摸、耳聽等方式。而紅外測溫技術大大提升了設備檢測的效率與準確性，尤其針對較易發熱的設備而言，能夠及時檢查出設備故障問題。故此，應提高紅外測溫技術在變電站中的利用能力，促使變電站穩定運行。

1 紅外測溫技術綜述

紅外測溫技術是一項比較先進的測量技術，主要包括紅外輻射的產生、傳播、等。紅外輻射本身具有較長的電波，因此對電波也可進一步劃分為微波、無線電波、紫外線、可見光等類型。紅外線即介于可見光與無線電波之間的類型。紅外測溫技術主要利用成像設備、探測裝置，對線路發出的輻射信號進行檢測，經過專業的處理后，將其進行掃描，再傳入電腦屏幕中。故此，屏幕中所顯示的便是被探測的設備的熱量分布情況。紅外測量技術中，包括檔案分析法、對比分析法、同類比較法、溫差比較法等。檢測人員根據檢測結果，利用科學的分析方法對圖像進行分析，進而判斷設備是否出現故障。

紅外線測溫技術有著獨特的優勢。其與傳統的設備故障檢測手段相比，不需要深入接觸設備，僅對表面溫度進行感知便能夠達到理想的效果。即，紅外線測溫技術在遠距離情況下，便能夠正常工作。同時，其檢測速度較快，利用熱成像處理并將圖像傳送至顯示器中，便能夠得到結果。這種檢測方式大大節省了設備故障分析時間，提升檢測效率。紅外線測溫技術能夠在不同類型的物體上進行檢測，無論設備是否帶有高壓電，或運轉速度較快等，都能夠避免外界因素對其的干擾，進而得到較為準確的檢測結果。

2 紅外測溫技術在變電站設備巡視中的應用

遠程紅外測溫視頻監控系統。利用攝像機、數字云臺、網絡視頻機組、交換機、監控軟件、紅外測溫儀器等設備，共同組建成遠程紅外測溫視頻監控系統。在信息技術的支持下，該系統能夠實現遠程的高精度數字云臺服務，以及紅外測溫操作。在系統中加入精度數字云臺，以及測溫儀器，利用視頻方式得到遠程溫度自動檢測結果，并將檢測結果實時記錄到系統中，如有需要也可隨時同步查看視頻錄像。當紅外測溫檢測儀器所檢測到的溫度超過標準，存在異常，會通過視頻監控系統，發出閃爍燈以及報警聲音，用以提示工作人員及時檢查變電設備。該系統能夠將檢查、顯示、報警、查詢、記錄等工作都集中在系統內，有效減輕了人力、物力的消耗，保證設備檢測及時，維護及時，維修及時[1]。

提前對該測量點進行預置，遠紅外測溫視頻監控系統便能夠在預定的時間，對預置測量點進行測量，每天可進行多次的溫度與圖像掃描。并利用互聯網，對各個溫度以及圖像上傳至系統中，當發現異常時便自動報警，為檢測人員提供設備溫度的變化。實現更加智能、信息化的測溫技術。

遠程紅外測溫視頻監控系統中引入的高精度數字云臺以及紅外測溫儀器，大大提升了系統檢測的準確度，實現采集、測量、傳送等于一體的監控系統。結合計算機網絡、智能技術、視頻技術等，對設備溫度進行實時監控，實現設備的智能化。系統能夠對發熱故障的診斷、檢測、分析、紅外無損傷探傷等操作，極大的提高了變電站運行的安全性，將安全事故扼殺在搖籃中。

3 應用實例

3.1 異常發熱類型

匯控柜是電氣設備中的重要組成部分，主要用來對現場進行監控與控制。其是作為間隔內、外元件與設備而存在的中間樞紐。匯控柜的主要作用表現在，顯示主接線方式的運行狀態，堅實開關分合閘狀態、就地或遠程實施開關操作、本地間隔斷路器、以及開關之間的電氣閉鎖等。

對多個變電站的匯控柜進行檢測，利用紅外熱成像儀發現異常發熱，發熱類型可分為：二次回路接觸不良、如二次端子、接觸器接線端異常發熱；以及線圈元件發熱，主回路繼電器等發熱現象。

當前，紅外測溫技術的應用方式可概括為相對溫差法、同類比較法、圖像特征法、檔案分析法等。本文采用表面溫度判斷法，相對溫差比較法對設備進行檢測。溫差是設備固有的特點，不同設備溫差不同、同一設備不同位置的溫差也不相同。相對兩個溫差是指，兩個對應的測點的溫度，相比其中較熱測量點的溫差之比，數學表達式為：

？啄=×100%=×100%

3.2 異常發熱檢測方法

對變電站進行紅外測溫過程中，發現二次端子發熱異常。對其進行可見光操作，發現其變化曲線為圖1。

根據有帶電設備紅外診斷的有關規定，對電流導致發熱的設備故障進行檢測，以同類對比為基礎，熱點相對溫差達到93%為嚴重性故障。斷開二次回路，對發熱端子固定螺栓加緊處理，再進行檢測后，發熱現象消失。

3.3 技術應用

以某變電站為例，其內部設置配有紅外測溫儀器一臺，紅外點溫儀器若干。在日常的巡查過程中，常采用便攜式紅外點溫儀器對設備溫度進行檢測。點溫檢測儀器具有輕便、方便攜帶的優點，檢測人員可對懷疑存在異常發熱的設備部位進行隨時的檢測。紅外成像儀則能夠對設備的溫度場進行檢測，對設備整體異常發熱情況的檢測較為精準，也能夠隨時發現異常升溫現象。但紅外測溫儀器重量較大，需要結合遠程紅外測溫系統來使用。故此，在日常巡查工作中，多采用點溫測量儀器。紅外測溫儀器的利用在迎峰期間使用[2]。

采用紅外測溫儀器對變電站設備進行全面的掃描、抽查負荷較大的重要用戶。利用該儀器，共成像超過110幅，發現了隱藏的發熱點共15處，其中超過100℃的異常發熱點3處，并得到了有效的處理，將缺陷控制在了源頭上。

其中包括：最大熱值99℃，最小熱值5.5℃，發熱位置為主變變低B相套管墊片。分析其主要原因在于，由渦流引起發熱，兩點溫差明顯。第一反應為緊固墊片的螺母松動導致。停電檢查，對墊片進行打磨，并擰緊螺絲后投入運行。發現溫度仍居高不下，故再次停電，對三相墊片進行拆除操作。對比后發現因材質不同，導致其發生渦流，致使產生溫度差。遂進行更換，發熱現象消除。

發熱部位為配電線路電纜分支箱中B相避雷器。最大值49℃，最小值65℃。主要原因在于，氧化鋅避雷器的閥片通流量不足，進而導致其溫度發生異常。

發熱部位為開關柜中鋁牌與穿墻套管連接處。最大溫度值為68℃，最小溫度值為26℃。主要原因在于，負荷電流較大，長時間運行條件下，鋁牌與穿墻套管連接處發生了老化現象，接觸面導電能力隨之下降，進而出現溫度過高現象。

發熱部位為相刀閘中間觸頭連接部位。最大溫度值為110℃，最小溫度值為2.9℃。主要原因在于，刀閘中間觸頭連接的螺絲松動，導致中間觸頭與導電桿連接處溫度上升。這種發熱現象較為隱蔽，需要工作人員憑借經驗，對發熱墊進行分析。工作人員利用紅外成像儀對其進行檢測時，發現設備其中一部分發熱現象十分明顯，因此順著發熱點尋找，發現相刀閘連線處存在異常。由于條件限制，無法進行緊急停電。因此對變電站運行情況進行監視，并與調度聯系。在控制負荷的前提下，檢修人員發現刀閘觸頭與導電桿之間發生粘連現象，若沒有及時控制負荷，很有可能發生較大的隱患。后在特殊時間點，采取停電舉措，對該設備進行了更換[3]。

4 結束語

綜上所述，本文對紅外測溫技術在變電站設備巡視中的應用進行了分析。以案例形式，更加清晰的闡述了紅外測溫儀的使用方式，以及應用效果。在信息技術不斷發展的今天，變電站作為人們生活的必需品，應更加重視信息技術的利用，強化紅外測溫儀的使用能力，進而保證變電站設備運行狀態正常，并在第一時間發現問題，解決問題。

參考文獻：

[1]張志軍.紅外測溫技術在電氣設備溫升故障檢測中的應用[J].機電信息，2016（27）：70-71.

[2]李永祥，楊冬冬，王天正，等.基于紅外測溫技術的電氣設備匯控柜內部異常發熱的分析與處理[J].高壓電器，2016，52（06）：183-186+192.

[3]李然.紅外測溫技術與變電站圖像監控系統的融合研究與實現[J].電網技術，2008（14）：80-84.