浅谈红外测温技术在500kV变电运行中的应用

刘政+张勇志+王宁

摘 要：变电运行巡视工作是变电站日常工作的一项重要内容，随着我国电网的迅速发展以及新技术的运用，变电运行巡视工作量越来越大，使相关工作人员承受着越来越大的工作压力。红外测温技术在变电运行工作中的应用，可以非常快速准确地诊断出变电设备运行存在的过热隐患，减轻工作人员的工作量，提升变电运行巡视工作效率。文章分析了红外测温技术在500kV变电运行中的应用，旨在提升电力网络的可靠性与稳定性。

关键词：500KV；变电运行；红外测温技术；变电设备

中图分类号：TM73 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）32-0143-02

电网规模的扩大，使电力设备持续增多，电力需求的持续上涨使得电力系统供电压力也逐渐增大。变电站作为电力系统中重要的供配电枢纽，其运行安全稳定直接影响着整个电力系统的运行管理质量。随着状态监测、智能化终端、通讯技术的飞速发展，在变电站运行过程中已实现无人值守，其中状态监测是实现无人值守的重要基础，是对设备运行状况准确把握地重要手段。设备发热及发热造成的其他故障是变电站运行过程中较为常见的问题。针对这一类问题的状态监测方法是红外测温，红外测温技术的应用能够可靠预测电气设备早期故障缺陷及绝缘性能变化，推动了状态检修技术的发展，由预防性试验维修提高为预知状态检修，这也成为当前电力系统发展的主流趋势。红外状态监测、诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不解体等优点，同时还具备准确、快速、直观等特点，对于当前电力系统运行过程中的绝大多数电气设备故障都能实时地在线监测和诊断。在下面文章里，我们首先对红外测温原理及特点进行简单了解，重点对其在500kV变电运行中的实际运用情况进行深入探讨。

1 红外线诊断方法概述

红外线诊断方法的种类有很多，比较常用的诊断有以下几种：（1）温差判断法，系统在运行过程中，如果出现发热迹象，要依据理论的具体情况，对内容进行核对，并且要依据具体情况，展开再次测量，并且要对设备存在故障的原因，进行准确判断，待相关技术得到进一步提升后，调整负荷率。（2）同类对比法，如果电路的情况一样，对比两相、三相电流数值，若通过对比，无法找到数值异常情况，对于型号相同的设备来说，判断应当通过升温值进行。（3）热谱图分析法，系统中的设备类型相同时，在分析过程中，对设备的热谱图进行对比，通过对比可以找到存在问题设备，从而采取合理的措施对存在问题的设备进行处理，确保设备的合理运行。

2 红外测温技术的原理以及应用的优势

2.1 红外测温技术的应用原理。红外测温技术是利用任何物体在常规环境下都会不停的辐射出红热外能量这一特点。红外辐射能量和物体自身分子和原子运动剧烈程度成正比例关系。根据这一特点，通过对物体红外辐射情况的测量就可以间接了解到物体表面的温度变化情况，这就是红外辐射测温技术的客观依据基础。目前应用较为广泛的红外测温设备包括红外热像仪、红外热电视、红外测温仪（点温仪）三种。其中红外热像仪能够将物体表面辐射的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像上不同的颜色代表被测物体表面的不同温度；红外热电视是红外热像仪的一种，通过热释电摄像管接收被测目标表面辐射的红外能量，并将目标表面热辐射分布的不可见热图像转变成视频信号。这些设备具有便携、操作方便等优点，是设备巡检的重要辅助工具。

2.2 红外测温技术应用优势。红外测温优势与传统测温方法对比，具有的优势主要体现在以下几个方面：（1）利用红外测温技术能够实现不接触远程测量，可以在远离设备的基础下完成相应的测量工作。而传统测量法采用的都为直接接触方式，开展相应的测量工作，工作地开展具有较高的危险性，利用红外线测温技术，则能够在特定的范围内实现对变电设备远距离测温，可以使测量人员的安全性得到进一步保证，确保测量的安全性。（2）红外测温技术更加快捷、方便。红外测温技术在具体应用中，只需要通过红外测温仪就可以完成相应的测量工作，并需要其他设备辅助，仪器少，携带方便，并且在扫描发热设备过程中，能够得到准确的数据监测信息，检测工作快捷、方便。（3）红外测温技术与传统测温技术相比，功能更加齐全，并且新增加了成像和扫描仪等多项功能，通过这些功能，不仅使红外测量结果更加直观生动，而且从测量结果的准确性来看，精准度也得到了进一步提升。（4）效率高，精度好。红外测温在扫描过程中即可实时得到准确的设备温度监测数据，满足了状态监测快速性、准确性和实时性的要求。同时通过对历史监测数据的总结分析，针对不同情况进行定性定量，可以使运行人员实时地了解故障类型、严重程度，有效地提高了工作成效。

3 500kV变电运行中对红外测温技术的具体应用

3.1 日常巡检。在500kV变电运行中，变电运维人员在日常巡检过程中需要对设备运行状况进行准确把握，及时发现存在隐患，进而避免故障的发生。通过使用便携式红外测温仪，可以作为提高巡检工作质量的补充手段，直接远程不接触就可以实现对于设备各个外露部分快速、直接地进行检测，得到其温度数据。

3.2 检测电流致热型缺陷。500kV变电运行系统中电气设备种类较多，加之设备内部结构、致热因素和运行条件存在差异，导致各种不同设备的缺陷和检测方法也会有不同。电流致热型设备在具体应用中，会出现发热异常主要包括触头接触不良、接头连接不良、导线（导体）载流面积不够或断股等。检测电流致热型缺陷的主要特点如下：（1）致热部位裸露，测温过程中，可以直接通过热像仪完成，操作起来简单便捷。（2）温度测量值与实际值的差距较小，通常情况下，可以依据测得的温度值或温升值，依据相关规定的温升局限值和温度，对缺陷的严重程度进行准确判断。如果通过判断，发现问题超过了规定值的范围，为了避免系统运行故障的进一步加大，应当申请停电处理，将存在的问题全部解决之后，再恢复供电。

3.3 检测电压致热型缺陷。通过大量的工程分析经验可以发现，变电系统在具体运行过程中，出现的致热效应都是因为电压的原因引起，与负荷电流之间并没有直接联系。其特征主要体现在以下几点：（1）长期的应用，导致内部绝缘介质出现老化、受潮等不良现象，并且在具体应用过程中，会加大介质存在的情况，对其性能造成不良影响。（2）在发生故障时候，可以对其正常运行时的泄漏电流或电压分布情况进行改变，此时，在外表会产生异常特征性热分布，对系统运行将会造成不良影响。（3）合成绝缘子出现损坏的部位，与合成绝缘子良好的部位的交合处出现发热现象。（4）交流输电线路绝缘子的绝缘发生劣化，泄漏电流和污秽分布电压都会出现电流异常情况，将会出现变凉和发热等多项特征。电压致热型设备的发热判断方法应采用同类比较法和通过对应点温升值的差别，完成相应的判断工作，如果通过分析，同类温差大小，超出了允许范围的30%，那么可以将此次定义为重大缺陷，工作人员要對其加以注意。

3.4 应对线夹发热。500kV变电站的线夹需要长时间裸露在空气中，这将会导致其与氧分子发生化学反应，通过分析可以发现，在系统中的弹簧垫片容易发生该现象，在出现该情况时，会引起接触不良，导致电阻增大后，线夹发热。因为没有严格的依据要求对垫片的安装进行限制，容易引起发热现象。将红外测温技术应用在电气设备中，可以在不与线夹直接接触的情况下，对其温度发生的改变情况进行准确测量，这样就可以避免线夹直接裸露在空气中，有效避免了线夹与氧气接触，发生化学反应。

4 红外测温故障诊断方法及注意事项

将红外测温技术应用于变电运行过程中，通过对监测到的温度进行分析，能够有效地发现存在隐患，避免事故发生，提高运行安全稳定性。在具体的应用过程中诊断方法包括温差判别法、表面温度判断法、热谱图分析法、同类比较法和档案分析法等，在实际应用过程中根据应用需求可进行合理选择。红外测温技术的应用有效地促进了在线监测和状态检修技术的飞速发展，在实际的应用过程中有几个方面需加以重视：（1）负载电流大小与存在异常部位温升呈正比；（2）相同负载情况下，异常部位温升与环境温度呈正比；（3）红外测温主要对设备表面温度进行监测，对于设备内部故障的监测、诊断存在局限性，需要结合其他监测技术来实现变电设备运行状况的全面可靠把握。

5 结束语

随着科技的快速发展，在人们对变电运行提出了更高的要求。变电运行受多方面因素的影响，运行过程中可能会出现各种各样的问题。利用红外测温技术对500kV变电运行进行检测，可以为系统维护提供可靠的数据支持，从而提高变电运行的质量。我国电力事业目前正处于快速发展期，加强对红外测温技术的研究，对提高系统运行的稳定性来说意义重大。

参考文献：

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