浅析变电站运行维护中红外测温技术的应用

2016-08-07阳文

大科技 2016年25期

关键词：变电测温运维

阳文

（国网湖南省电力公司娄底供电分公司湖南娄底 417000）

浅析变电站运行维护中红外测温技术的应用

阳文

（国网湖南省电力公司娄底供电分公司湖南娄底 417000）

红外测温技术能够在不接触、不停电的情况下探明设备的发热情况，是目前我国变电运维中重要的技术措施。此背景下，本文首先分析了红外测温技术相关内容，其次对红外测温技术在变电运维中的应用进行了详细的阐述，以供参考。

红外测温技术；变电运维；应用

1 引言

近年来，随着社会经济的快速发展，人们对电力的需求不断增加，这使得配电网规模与电力设备的数量越来越多，大大增加了电力系统运行安全隐患。变电站是电力系统的重要基础，其运行的安全性与稳定性直接影响着供电的质量。红外测温技术能够在不接触并且不停电的情况下对变电站的运行状况进行检修，从而为电力设备的健康运行提供重要的信息依据，可在日后变电运维工作中大力推广与应用。

2 红外测温技术分析

2.1 含义

红外测温技术具有较高的科技含量，主要涉及红外辐射的产生、传播与转换等技术。在电磁频谱中，红外辐射具有十分重要的作用，不同种类的电波的属性也存在较大的差异。依据属性的差异，可将电波分为微波、无线电波、紫外线、可见光、R射线与X射线等。其中，红外线处于可见光与无线电波的中间。此外，依据相关规定，还可将红外线分为远红外线、中红外线与近红外线三种类型。

2.2 工作原理

在运用红外线测温技术进行相关作业时，需要先采用红外探测装置将物体的辐射功率信号转变为电信号，之后再利用成像设备输出完成转换的电信号，在电信号实际输出过程中，需要保证信号的准确性，并且还要将扫描完的物体空间位置与模拟对象的表面温度一起投影至屏幕，通过此种方式，就可获得探测物体的热像图与探测物体表面的热量分布。在实际工作中，通过红外测温技术的应用，可感知探测物体表面温度，进而以感知结果判断物体故障存在的主要原因。

2.3 优势

相比于之前的探测技术，红外测温技术具有诸多优势，具体如下：①红外测温技术能够在不接触测量物体的情况下，通过红外线的发射与接受实现远距离测量目的，响应的速度十分快速。②红外测温技术能够同时测量多个物体，高压带电的物体、高温的物体、不易接触的物体的测量均能够通过红外测温技术进行。由此可知，相比于之前的接触式测量技术措施，红外测量技术具有较大的优势，且通过红外测量技术得到的测量结果不会受到被测量物体温度的影响，具有一定的准确性。

2.4 判断方法

2.4.1 相对温差判别法

一般情况下，由于电流会产生一定的热量，如果设备的导流部分出现了温度异常情况，应进行温度测量工作，以获得准确的温度值，并且还应当通过相应的计算公式，计算出设备发热部位温度的相对温差，然后将发热处的温度、环境参照体的温度与正常温度值依次带入公式，以获得正确的误差。

2.4.2 同类比较法

型号相同的电器设备由于电压的存在而出现温度异常情况时，可依据对应点温度变化的差异对设备的运行状态进行判断，少数设备为电压致热型，此类设备的缺陷能够依据允许温升值或同类设备允许温差进行相应的判断，如果设备的同类温度高出允许温升值的30%，则表示此类电器设备存在巨大的缺陷。

2.4.3 热谱图分析法

热谱图分析法即为通过对比正常运行状态的设备热谱图与异常运行状态的设备热谱图，得出两者间的差异，以此来判断设备运行状态的一种判断方式。

3 红外测温技术在变电运维中的应用

3.1 对电流致热性缺陷的检测

通常情况下，电力设备的种类较多，不同类型设备的构造、制热因素、运行条件等方面存在一定的差异，所以，设备检测与缺陷判断方式也大不相同。对于电流致热型设备发热的原因，主要为接头、触头连接不良，或是导线节流面积不足等。此类设备缺陷检测特征为：①由于致热部位裸露，所以能够通过热像仪（图1为热像仪组成与工作原理）直接测量温度。②测量值与实际值之间的差异较小，所以能够按照测量获得的温度，以及相关标准中规定的温升局限值及红外线测温技术中的相对温差法对设备异常情况的严重性进行一定的判断，如果温度已经超过了某个固定值，应及时进行维修处理。

图1 热像仪组成与工作原理示意图

3.2 对电压致热性缺陷的检测

对于电压致热型故障，主要是指因设备内部绝缘异常、电压分布异常、电流泄露过大而导致的设备异常现象。致热型故障一般由电压导致，与电流之间不存在直接的关联，其特征主要涉及以下几方面内容：①设备内部绝缘介质由于老化、受潮等原因而导致异常现象的出现。②当设备出现故障之后，电压分布往往会发生异常，进而导致设备异常特征性热分布现象的出现。③绝缘子由于劣化与污秽等原因导致电压与泄露电流出现异常现象，进而导致设备出现过热或变凉的情况。④电路中绝缘子绝缘性能的好坏交合部位出现发热情况。对于此类设备异常发热现象的判断，通常以同类比较法与温升值异常情况进行，如果同类温差值已经超过了规定值的30%，便可判断设备存在重大缺陷。通过红外测温技术的应用，可通过热谱图进行分析，并且还可通过对比设备正常状态与异常状态下的热谱图，判断设备的组成结构、表面温度等，同时还能够以综合分析判断设备运行状态的异常。

3.3 排除常见事故

一般情况下，当变电体系的负荷不断升高时，其往往需要荷载更大的负担，进而引发突发故障。通过红外测温技术的合理应用，能够对故障进行筛查，其与查验成效、辨别故障的速度与效率之间存在较大的关联。在完成综合调查之后，可采用纵横范围对比温差情况，进而对事故进行合理的判别。

3.4 技术细分

在进行电力设备温度检测工作时，需要做好以下事项：①对现有温度进行判别，然后再结合巡视过程中所测得的阈值，对设备的发热情况与运行状态进行相应的判断。但此类技术无法应用于少数难以聚焦的变电配件的温度检测，为了有效减少干扰，保证电力系统架构体系具有充足的电流，应当在晚高峰时段内采用此类测验技术。②对于温度测量结果。依据横向对比测得相对应的断点温差，并在此基础上对设备的弊端与漏洞进行判断。通过红外测温技术的应用，能够有效规避用电高峰，但在进行具体测量工作之前，需要先明确待测设备的配件部分，例如隔离触头、引流线等，这是由于配件的固有电阻可能会出现一定的变化。③纵向对比辨别。通过红外测温技术的应用，能够获得不同运行阶段设备的红外图谱，通过对比分析图谱，可明确配件的发热倾向，找出配件中存在的缺陷。但必须构建历程图谱，为对比分析操作提供便利。

3.5 检修状态

状态检测是当前变电检测的主要技术措施，具有较强的灵活性，不仅能够提升工作效率，缩短工作时间，还能够减轻断电带来的感染，但在进行检测作业之前，必须判别等待测查设备的配件状态。通常情况下，运行的变电配件往往带有电荷，几乎无法了解设备的内部运行状况，状态判断与获得的信息之间存在较为紧密的关联。在进行初始检测作业时，间接信息一般涵盖在成套自动装置内，通过对故障记录进行仔细的查验，也能够发现设备中存在的缺陷，但存在一定的不足，例如在线测查必须配置较多的弱、强电设备。在进行设备绝缘状态的检测时，也无法进行精确的匹配，且后续的关联修护也存在一定的困难，例如记录的缺陷仅能代表一段时间的状态，难以预测下段时间设备的异常发展趋势。通过红外测温技术的应用，能够有效解决上述问题，并且还能够以图谱的方式及时识别各时段变电设备运维状态，为设备运行状态判断提供辅助参照。