配网设备运行维护中的红外测温技术分析
2014-09-17鄢奎
鄢奎
摘 要：配网设备在运行过程中，会在电流、电压作用的影响下出现发热现象，为了确保电网运行的安全，电力工作人员需要对这些发热现象进行观察和控制，这就需要用到红外测温技术。结合红外测温技术的特点，对其在配网设备运行维护中的应用进行分析和探讨。
关键词：配网设备；红外测温技术；线路检测；绝缘材料
中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0013-02
随着社会经济的发展和进步，我国的电网工程得到了巨大的发展，电网的覆盖面积越来越大，配网设备的数量和质量也在不断提高。为了确保电力网络运行的安全和稳定，做好运行设备的状态检修和维护工作是十分必要的。运用红外测温技术对配网设备运行中出现的热效应现象进行检测，是开展状态检修工作的重要环节和关键技术，应该得到电力工作人员的充分重视。
1 配网设备的热效应
根据发热机理，可以将配电设备的热效应分为两类：①电流致热，是由电流作用引起的发热现象，主要包括导线、线夹、接线板、接续管和电气连接接头设备；②电压致热，是指由电压作用引起的发热现象，包括电流/电压互感器、避雷器、绝缘子、电缆中间接头等。
在配网设备的运行过程中，热效应现象是普遍存在的，虽然一般情况下并不会对电网的正常运行造成影响，但如果温度过高，就会带来较大的危害，包括：①材料劣化。过高的温升会造成有机绝缘材料的脆化，造成绝缘性能降低、绝缘材料击穿、半导体元件的热击穿等，甚至还会造成导线烧断，形成断路故障。②增大线损。设备发热会造成电阻的增大，进而造成电能损耗的增加，而这又会反过来激化发热现象，形成恶性循环，进而造成更大的危害和损失。③火灾事故。如果配网设备温升过高，就会造成绝缘击穿，引发短路故障。短路电流会产生极大的短路热效应，进而使设备或导线等燃烧，并引燃周围的易燃物，最终造成严重的火灾事故。
2 红外测温技术的特点
红外测温技术是一种利用红外线作用的基本原理，对电网系统运行设备进行测温的技术手段。其技术原理为：自然界中的任何物质都是由各种各样的分子、原子和电子构成的，在物质内部，它们始终处于规律性的运行状态，相互之间的作用会产生一定的能量，也就是通常所说的热辐射。红外测温技术正是针对这种热辐射现象进行观测，从而判断设备的运行状态是否正常。
相比于传统线路维护检修中的目测、手摸、耳听等方式，红外测温技术具有十分显著的优势，主要表现在以下三个方面：①安全性。红外测温技术可以实现远距离、不停电、不接触测量，可以在允许范围内对难以接近的目标温度进行读取，有效保证了电力工作人员的人身安全。②精确性。红外热像仪的测量精度在±2 ℃以内，且可以在-20～2 000 ℃的温度范围内进行精确测量，误差仅在0.05 ℃之内。同时，通过红外图像与数字照片的结合，可以实现故障的精确定位。③便捷性。红外测温技术可以在一定距离内实现对发热点温度的实时、定量、在线测量，并绘制出相应的温度梯度热像图；同时，其还具有灵敏度高、抗干扰能力强、设备携带方便和便于线路的日常巡检等特点。
3 配网设备运行维护中的红外测温技术
在应用红外测温技术对配网设备进行状态检修时，可以通过以下几种方法，对设备是否存在发热缺陷进行判断。
3.1 表面温度法
利用专业的红外测温仪器对配网设备的表面温度进行测量，然后结合国家相关规定和标准，按照设备不同材料、不同部件和绝缘介质的温度和温升极限等相关标准，结合检修时的气候条件、负荷大小等对设备缺陷的性质进行判断。例如，对于设备的接头、触头或者裸露的金属部件，在空气中，其最大温度值应在75 ℃以下，如果周围环境的温度不超过40 ℃，则其温升应在-238.15 ℃以下；而如果在油中，则最大温度值应该在80 ℃以下，温升应在-233.15 ℃以下。如果检测到的温度和温升超出相应的值，则表明设备中存在发热缺陷，需要及时对其进行维护和检修。该方法与其他方法相比，具有直观、简单、实用性强等优点，但如果设备负荷较小，发热不明显时，则容易出现误判、漏判的情况，因此一般只能用于对简单的外部发热故障进行判断。
3.2 相对温差法
这种方法主要是根据设备所处的环境温度、自身的物理属性、表面状况等对两个相同或基本相同的对应点的温度差异进行对比，然后通过相关公式计算出相对温差值，从而对设备是否存在故障进行判断。
3.3 档案分析法
档案分析法是指利用电力系统数据库中的相关信息，对同一设备在不同时间段内的检测数据（温度、相对温差、热谱图等）的变化情况进行分析，根据数据的变化判断设备的运行状况、参数变化等是否符合正常规律。这种方法需要建立在良好的档案管理基础上，并对配网设备进行精确归档。
3.4 同类比较法
同类比较法是指在相同类型的配网设备（同一回路的同型设备和同一设备的三相）之间进行比较，从而判断设备是否处于正常的运行状态。在应用这种方法对设备发热故障进行判断时，需要考虑到三相设备同时产生发热故障的可能性，以免影响判断结果。同类比较法对电流致热设备和电压致热设备都具备良好的适用性，尤其是对于电压致热设备，还可以使用允许温升和同类允许温差进行判断。
3.5 热谱图分析法
热谱图分析法主要是依据同类设备在不同情况下，其热谱图也有所差异的原理，对设备的故障情况进行判断。这种方法精确性高，且合理有效，因此在配网运行维护中得到了十分广泛的应用。
一般来说，在配网运行维护中，红外测温技术的应用主要是红外测温仪和红外热像仪。红外测温仪多为手提式，具有便于携带、操作简单等优点，因此可以在日常线路巡视中对配网设备进行快速检测，但是相对来说，这种仪器只能发现设备的异常发热现象，无法对是否存在故障进行准确判断。而红外热像仪具有直观、稳定、可靠、高灵敏度、抗干扰能力强、便于进行计算机分析的优点，并且可以清晰地显示设备的温度场，直观地看到设备的整体发热情况，从而准确地对设备故障进行判断，但其自身体积大、重量大、使用不便，在日常巡检中不可能全部配置。因此，电力工作人员应该结合实际情况，合理选择测量仪器，确保检测结果的有效性和准确性。
4 结束语
总之，红外测温技术的应用可以对配网设备的发热情况进行有效检测和判断，从而减少设备运行事故的发生，确保配网运行的安全性、稳定性和可靠性，因此，该技术应该引起电力工作人员的充分重视，以推动我国电力行业的健康发展。
参考文献
[1]许小勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用[J].广东科技，2008（02）：58-60.
[2]王耀志，李宏志.红外测温设备在电气设备维护中的应用[J].科技传播，2012（08）：176-160.
[3]刘仁祥.配电线路运行中红外测温技术的应用[J].中国城市经济，2011（30）：233-235.
[4]郭勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用体会[J].低碳世界，2013（22）：36-37.
〔编辑：王霞〕
Abstract： The distribution network equipment during operation， the phenomenon will appear under the influence of heat current， voltage action， in order to ensure the safe operation of the power grid， electricity staff need to observe these phenomena and heat control， which need to use infrared measurement temperature technology. According to the characteristics of the infrared temperature measurement technology for its application in the distribution network equipment operation maintenance are analyzed and discussed.
Key words： distribution network equipment； infrared temperature measurement technology； line detection； insulating materials
4 结束语
总之，红外测温技术的应用可以对配网设备的发热情况进行有效检测和判断，从而减少设备运行事故的发生，确保配网运行的安全性、稳定性和可靠性，因此，该技术应该引起电力工作人员的充分重视，以推动我国电力行业的健康发展。
参考文献
[1]许小勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用[J].广东科技，2008（02）：58-60.
[2]王耀志，李宏志.红外测温设备在电气设备维护中的应用[J].科技传播，2012（08）：176-160.
[3]刘仁祥.配电线路运行中红外测温技术的应用[J].中国城市经济，2011（30）：233-235.
[4]郭勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用体会[J].低碳世界，2013（22）：36-37.
〔编辑：王霞〕
Abstract： The distribution network equipment during operation， the phenomenon will appear under the influence of heat current， voltage action， in order to ensure the safe operation of the power grid， electricity staff need to observe these phenomena and heat control， which need to use infrared measurement temperature technology. According to the characteristics of the infrared temperature measurement technology for its application in the distribution network equipment operation maintenance are analyzed and discussed.
Key words： distribution network equipment； infrared temperature measurement technology； line detection； insulating materials
4 结束语
总之，红外测温技术的应用可以对配网设备的发热情况进行有效检测和判断，从而减少设备运行事故的发生，确保配网运行的安全性、稳定性和可靠性，因此，该技术应该引起电力工作人员的充分重视，以推动我国电力行业的健康发展。
参考文献
[1]许小勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用[J].广东科技，2008（02）：58-60.
[2]王耀志，李宏志.红外测温设备在电气设备维护中的应用[J].科技传播，2012（08）：176-160.
[3]刘仁祥.配电线路运行中红外测温技术的应用[J].中国城市经济，2011（30）：233-235.
[4]郭勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用体会[J].低碳世界，2013（22）：36-37.
〔编辑：王霞〕
Abstract： The distribution network equipment during operation， the phenomenon will appear under the influence of heat current， voltage action， in order to ensure the safe operation of the power grid， electricity staff need to observe these phenomena and heat control， which need to use infrared measurement temperature technology. According to the characteristics of the infrared temperature measurement technology for its application in the distribution network equipment operation maintenance are analyzed and discussed.
Key words： distribution network equipment； infrared temperature measurement technology； line detection； insulating materials
