浅谈变电运行中红外测温技术的应用与前景

黄强

（萍乡供电分公司，江西萍乡 337000）

浅谈变电运行中红外测温技术的应用与前景

黄强

（萍乡供电分公司，江西萍乡 337000）

变电运行中红外测温技术的应用在变电运行中具有重要作用，尤其红外测技术更是是一项有着现实和潜在研究前景的技术。笔者联系工作实际实践首先对红外测温技术从技术原理、测温判断方式等方面进行了扼要的分析，然后分析了其在变电运行中的具体应用，并对其发展前景做了展望。希望通过此文引起行业内相关岗位工作人员的重视，以期共同促进对红外测温技术的研究、研发和应用。

红外测温技术 变电运行 电力系统 应用

1 红外测温技术简介

1.1 技术原理

该技术可以划归在物理学与化学结合的领域，根据物体中分子原子的无规则运动使得任何在绝对零度以上的物体会散发出红外辐射能量，温度越高，这种能量也就越大。红外测温就是利用物体的红外辐射原理，对变电运行中具体相关设备进行温度测量与监控，从而为变电设备是否处于正常的运行状态取得第一手资料，是一种实时监测控制技术。红外测温技术的应用原理为：由原子、分子等构成的物质，它们由不同的元素组成，这些元素按照一定的规则顺序排列，使得不同物质具有不同的分子与原子结构，这也是物质的性质之间存在差异的根本原因。在物质内部结构中原子、分子处于高速运行的状态，其运动遵循一定的规律，运动产生的热量会产生辐射，红外测温就是对这些辐射出来的热量进行检测，在变电运行过程中，变电设备会发生热辐射，利用红外测温技术对其进行检测，判断设备温度是否正常，以此就能判断出设备运行状态，从而达到对运行设备实施监测，从而达到减少甚至杜绝危险事故发生的目的。

1.2 红外测温判断方式

（1）相对温差法判断法。变电在运作过程中，电力设施会由于电压、电流而产生热量，若设备导通部位有异常发热现象，由温度测量仪器获取可靠的温度值，并根据相应的算法得出设备发热部位的相对温差。（2）同类比较法。这种方法就是将电力设备运行温度与正常状态下的设备温度进行比较，根据其差异判断设备的运行状态。一些由电压导致发热的设备，由于其温度生长的比由电流引起的温升要缓慢，因此其发生故障时，能够利用同类比较法进行判断。（3）热谱图法。热谱图法就是通过计算机及相关的软件绘制出设备运行过程中的热谱图，并与正常状态下设备热谱图进行比较，根据两者之间的差别判断其运行状态。

2 红外测温技术的应用与发展前景

2.1 变电系统易发热环节分析

（1）互感器、变压器和电抗器的检测。使互感器不能正常运行的原因有很多，比如内部接触不良所导致的损耗过大，或外壳发热，器体处于缺油状态，都可引起互感器出现故障。变压器的发热的主要诱发因素有：①变压器发生漏磁现象，会产生大量的涡流损耗，导致螺杆或箱体的温度上升，根据红外测温成像技术，其热成像特点是以漏磁穿过区域为中心，形成层次清晰呈不规则形状的圆环；②变压器内部如果有接触不良现象，同样会引起发热，尤其是变压器的金属外壳，温度会很快升高。根据热成像分析，其与涡流损耗的区别在于，它不会产生环流形状。③沿路的管道被堵塞，堵塞管道就不会参与循环，导致热量积聚，从而导致发热，随着温度的上升，会出现明显的低温区和高温区，在热谱图中形成明显的温差带。④变压器上高压套管缺油，这主要是因为套管内的油与汽的辐射能量不同而引起温度升高，在热图谱上看，则表现为明显的油气分割线。

（2）线夹的检测。因为线夹导线一般是暴露在空气中运行，弹簧垫片在自然天气状况下易被氧化，导致线夹老化，出现连接不良、松动等现象，使得接触电阻升高，由电路欧姆定律线夹必然发热。在实际工程安装中漏装或漏检，以及弹簧垫片的不正确安装，都会引起线夹松动进而导致线夹发热。

（3）隔离开关的检测。在开关的频繁的开启与关闭情况下，开关片在长期机械冲击及应力的作用下，开关就会出现合闸处接触不良，或合闸不到位，刀口接触面应力分布不均，使得接触电阻分布不均，从而导致局部过热。红外测温技术能够对可靠的检测出刀口的发热异常。

2.2 动态红外测温技术

当前普遍使用红外测温仪对电力系统的运行工况进行定时的人工检测，无法做到动态监测，所谓动态监测把远程红外测温功能加入到原有的监督控制及数据采集（SCADA）系统中，同时进行温度监测和图像监控。为了实现能够一台设备进行多处测量的要求，在变电站端的视频监控统中，一体化结构中包括红外测温单元设计和前端摄像机，同时，两者间的多方位的转动可以通过可控转动云台实现。分析测温单元的通信过程，主要是通过变电站端服务器主机的RS-232串口与标准RS-485串口经转接器，通过光纤网络，变电站端服务器主机把温度信息传递到集控站。运用此技术的红外测温设备，需配备相应的图像分析系统和相应的功能处理软件，这样，不仅可以对红外测温设备监测到的变电设备状态进行分析，还可以根据相关参数进行定量计算，达到对设备进行动态监测和状态预测的目的。这样的动态红外测温己成为一个系统，可以分为监控现场和集控中心两个部分。在监控现场形成一套动态监控系统，红外监测的数据流信号通过监控端口到达监控服务器，并通过监控服务器到达集控中心，通过集控中心计算机即可对各监控现场进行实时地动态监控。实现了故障报警、分析、存储、温度采集等相关功能。

2.3 红外测温技术的发展趋势与展望

（1）红外测温技术对于电力设备的运行状态的监测，并不需要切断电力系统，能在电力系统正常运行时进行，使得电力设备的安全运行成为可能。对于老化或者使用时间过久的设备，红外测温技术能够对其运行状态进行实时监测，发挥出它们的最大价值。该技术还能实现设备状态管理及检修控制的成功过渡，即对管辖范围内全部设备进行温度管理，根据变化情况实行有目的、有针对性的维修，并保障设备质量优化。（2）人工目测的局限性及大面积的扫描成像技术使动态红外测温技术是为变电运行中红外测温技术发展的主要趋势。动态红外测温技术使得人工巡视的效果大大提高。能够快捷地显示设备状态。另外，还有检测质量高、效率快，显示直观等特点。（3）设备的故障存在情况可以通过红外测温技术进行直观的反映，另外，还能对于设备故障的严重程度进行较为准确的定量描述。（4）通过动态红外测温仪，能够有效监督电力设备的温升情况，帮助电力工作人员维护电力设备，对于电力系统中的预知问题处理能力具有重要意义，因此，能够有效避免由于电力设备故障而引发的停电问题。

［1］赵琴琴.浅析红外测温技术在变电运行中的应用［J］.城市建设研究理论，2012，（16）.

［2］周超.浅析动态红外测温技术［J］.2014，4.

［3］苏鑫.红外测温技术在变电运行中的应用分析［J］.应用方法论，2012，32（1）142-143.