變電運維中的紅外測溫技術應用

張心

【摘? 要】隨著社會經濟發展，對電力能源的需求不斷增加。在電力系統面積擴大化、線路復雜化、變電站智能化的過程中，由于電力線路老化、絕緣降低等原因造成電力發熱，引發電網安全生產事故，降低輸電安全性、可靠性、穩定性。對比傳統變電運維人員測量電力系統元件的不可靠性、不準確性、不安全性等缺點，紅外測溫技術能夠對電力系統設備器件溫度進行快速準確安全的測量，從而對電力系統的安全、平穩運行起到了至關重要的作用。

【關鍵詞】變電運維;紅外測溫技術;應用

1緒論

變電站作為電力輸送系統的中心環節和重要組成部分，其中的電力電纜線路、斷路器、隔離開關、變壓器、電壓互感器、電流互感器以及保護裝置等設施的設備狀態都直接關系著電力系統的運行狀況。需要設備管理維護人員加大對電力設備的監控與監護力度，做好設備保養，加強設備維護工作。紅外測溫技術作為非接觸式測溫技術，有著高效性、準確性、可靠性等諸多優點，能夠有效監控設備狀態，規避運行故障的發生，使得其在變電運維的工作中有著廣泛應用。

2紅外測溫技術原理概述

2.1紅外測溫技術

人們通過研究發現，凡是溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體都會因為自身分子運動而不斷向外界輻射能量，這種能量以紅外線的方式向外輻射，稱為紅外輻射。依照斯蒂芬-玻爾茲曼定律：

可知物體的溫度越高，紅外輻射便越強。因此通過紅外傳感器將物體發射出的紅外輻射接收，通過信號放大、A/D轉換、采樣濾波等處理后，轉換成相應的數字信號輸出，其紅外測溫系統。

由于電氣元件自身發熱的特性，在發生故障時，電氣元件的熱效應使得元器件溫度升高，紅外輻射增強，紅外測溫儀器采集到的溫度數據也隨之變化，由此便可直觀高效的檢查電氣設備，及時處理隱患和缺陷。

2.2紅外測溫技術特點

傳統電氣設備巡視檢查過程中，一種方法是運行人員檢查粘貼在設備連接部位的變色膠貼，當溫度升高時膠貼顏色發生改變，人們通過目測即能發現問題所在地點，但膠貼容易被風吹下，且溫度感應并不靈敏，誤報率極大。另外一種方法是運行維護人員手持紅外測溫儀器到現場對運行設備進行測量及采樣。易受環境因素制約，并且無法準確、及時的收集設備溫度。而且為了節省空間及材料，高壓開關柜的內部空間結構都比較狹小，溫度采集極為費時、費力，對人員的安全也有很大的威脅。當發現異常情況時，運行人員需要向專業人員報告，然后進行專業復查，這樣不僅反應時間較長，而且也容易誤檢、漏檢，造成人員、資源的浪費。甚至有些電氣設備接點溫度甚至無法采樣，有著很高的差錯率。

因此紅外測溫技術具有以下技術特點：一是使設備運行人員能夠保持在安全距離以外進行對設備器件的溫度采集，減少了事故的發生，極大的保證了運行人員的安全性。二是能夠實時檢測系統的運行狀態，保證了設備在運行狀態下的真實信息，既有真實性和有效性，也因為不必改變系統的運行狀態，減少了對系統的損耗。三是使得設備檢測變得簡單方便，能夠快速、靈敏、迅速、直觀、高效的顯示設備狀態，降低了勞動強度。四是能夠保證對設備狀態監測的及時性，能夠及時檢測設備自身存在的異常情況，既能探查設備是否存在故障，也能探查設備故障的嚴重程度。能夠盡可能的減少物力、人力資源，節約成本和時間。五是能夠與計算機設備結合，提供足夠的設備溫度信息，以便在出現異常情況時，能夠及時找出故障屬性、部位和嚴重程度，為設備檢修提供保障。六是對于老舊設備、存在安全隱患的設備能夠做到跟蹤監控，對相應設備實行有目的性、有計劃性的針對性檢修。在檢修后也能利用紅外檢測技術對檢修成果進行檢驗，以提高設備壽命，節約設備成本，減少設備損耗。

3紅外測溫技術判斷溫度方法

3.1測量表面溫度判斷

將系統的紅外測溫探頭靠近電氣設備外殼，采集電氣設備外殼溫度。當電氣設備出現異常情況時，電氣設備外殼溫度會升高，將遠遠超過正常溫度。依照規程規定，當設備表面溫度超過標準溫度者，依照溫度超過標準值的程度指標、電氣設備材質、電氣設備負荷大小等確定電氣設備是否為緊急、重大、一般缺陷。

3.2相對溫度差值判斷

雖然電氣設備表面溫度測量能夠較為準確地顯示電氣設備的運行情況，但為了提高紅外測溫系統冗余，應進行多次測溫和對照測溫。相對溫度差值公式所示：

其中T為發熱點溫度;T為正常溫度;T為環境參照溫度。通過計算出相對溫度差值，再根據設備類型判斷缺陷類型。一般認為時，為緊急缺陷;時，為重大缺陷;當時，可視為一般缺陷。確定設備缺陷類型后，就可以合理的安排轉移負荷和設備檢修，提高設備壽命，減少系統成本，節約人力、物力。

4紅外測溫技術具體應用

4.1隔離開關溫度監測

隔離開關是變電所中重要的組成部分，在變電所的運行過程中，需要對其進行多次倒閘操作，也因此受到環境因素影響較大，不可避免的出現溫度異常的情況，影響工作可靠性。例如，在經過多次開合閘操作后，隔離開關的刀片或傳動部分會有微小形變，并且與空氣發生氧化作用，造成其觸點部位的接觸電阻增加，再出點使其出現發熱現象，嚴重時甚至會燒傷觸頭，造成危害人身的事故。采用紅外測溫技術，就可以對隔離開關進行實時監控，檢查其觸頭和觸點是否因為電發熱造成了觸頭氧化等異常情況，一旦發現異常情況便可以及時采取措施轉移負荷和進行檢修，降低了系統維護成本，防止危害范圍進一步擴大。

4.2設備線夾溫度檢測

設備線夾在日常工作中易受到外力因素的干擾，造成接觸不良，引起線夾發熱，導致運行不暢。例如電氣設備長時間運行過程中，設備線夾暴露在空氣中，易受到風吹等外力因素影響，導致設備線夾松動，出現接觸不良，發生輕微放電和氧化作用，造成部分接觸電阻增大，引發發熱問題;或者由于在日常設備管理維護過程中，由于工作人員操作不當等原因造成設備線夾出現松動，引發發熱現象。線夾發熱直接影響了電氣設備的正常工作，導致設備運行不暢和缺陷。因此利用紅外測溫技術能夠在設備運行和檢修更換期間都對設備線夾進行溫度監控，有效減緩了隱患的發生，避免了無謂的設備浪費。

4.3設備巡檢維護溫度檢測

電氣設備日常運行維護和保養是變電運行中必不可少的一個環節，通過維護和保養能夠延長設備壽命，提高設備性能。因此設備維護人員就需要加強對設備運行維護的重視，尤其是對于設備運行過程中異常情況需要及時掌握，避免更大事故的發生。傳統的設備巡視中，工作人員只能觀察設備關鍵部位的顏色，確認有無異味，是否有異常的聲音來進行判斷，這樣不僅無法及時發現缺陷，也無法判斷缺陷的嚴重程度，若設備發熱嚴重，就會使工作人員處于危險的環境中。采用紅外測溫技術，使工作人員在遠離危險場所的安全距離就能夠對運行設備進行檢測，大大減少了人工工作，保證了人員的安全，提高了工作效率，增加了設備檢測的準確性，使得設備異常情況能夠及早發現，為檢修人員的檢修工作提供有力的保障，將危險防患于未然之中，保障了電氣設備的正常運行。

5總結

國家十三五規劃中對電網提出更高的要求，智能電網，綠色電網，環保電網等概念的提出，使得電力服務也有了新的標準和要求。在變電運維中，紅外測溫技術及時掌握電力設備的實時狀態與運行情況，提高巡視質量，發現設備隱患，減少損耗，節約時間。有效保證電力設備運行的安全性、可靠性、穩定性。

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（作者單位：中油電能電力技術服務公司）