变电运维中的红外测温技术应用

张心

【摘  要】随着社会经济发展，对电力能源的需求不断增加。在电力系统面积扩大化、线路复杂化、变电站智能化的过程中，由于电力线路老化、绝缘降低等原因造成电力发热，引发电网安全生产事故，降低輸电安全性、可靠性、稳定性。对比传统变电运维人员测量电力系统元件的不可靠性、不准确性、不安全性等缺点，红外测温技术能够对电力系统设备器件温度进行快速准确安全的测量，从而对电力系统的安全、平稳运行起到了至关重要的作用。

【关键词】变电运维;红外测温技术;应用

1绪论

变电站作为电力输送系统的中心环节和重要组成部分，其中的电力电缆线路、断路器、隔离开关、变压器、电压互感器、电流互感器以及保护装置等设施的设备状态都直接关系着电力系统的运行状况。需要设备管理维护人员加大对电力设备的监控与监护力度，做好设备保养，加强设备维护工作。红外测温技术作为非接触式测温技术，有着高效性、准确性、可靠性等诸多优点，能够有效监控设备状态，规避运行故障的发生，使得其在变电运维的工作中有着广泛应用。

2红外测温技术原理概述

2.1红外测温技术

人们通过研究发现，凡是温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体都会因为自身分子运动而不断向外界辐射能量，这种能量以红外线的方式向外辐射，称为红外辐射。依照斯蒂芬-玻尔兹曼定律：

可知物体的温度越高，红外辐射便越强。因此通过红外传感器将物体发射出的红外辐射接收，通过信号放大、A/D转换、采样滤波等处理后，转换成相应的数字信号输出，其红外测温系统。

由于电气元件自身发热的特性，在发生故障时，电气元件的热效应使得元器件温度升高，红外辐射增强，红外测温仪器采集到的温度数据也随之变化，由此便可直观高效的检查电气设备，及时处理隐患和缺陷。

2.2红外测温技术特点

传统电气设备巡视检查过程中，一种方法是运行人员检查粘贴在设备连接部位的变色胶贴，当温度升高时胶贴颜色发生改变，人们通过目测即能发现问题所在地点，但胶贴容易被风吹下，且温度感应并不灵敏，误报率极大。另外一种方法是运行维护人员手持红外测温仪器到现场对运行设备进行测量及采样。易受环境因素制约，并且无法准确、及时的收集设备温度。而且为了节省空间及材料，高压开关柜的内部空间结构都比较狭小，温度采集极为费时、费力，对人员的安全也有很大的威胁。当发现异常情况时，运行人员需要向专业人员报告，然后进行专业复查，这样不仅反应时间较长，而且也容易误检、漏检，造成人员、资源的浪费。甚至有些电气设备接点温度甚至无法采样，有着很高的差错率。

因此红外测温技术具有以下技术特点：一是使设备运行人员能够保持在安全距离以外进行对设备器件的温度采集，减少了事故的发生，极大的保证了运行人员的安全性。二是能够实时检测系统的运行状态，保证了设备在运行状态下的真实信息，既有真实性和有效性，也因为不必改变系统的运行状态，减少了对系统的损耗。三是使得设备检测变得简单方便，能够快速、灵敏、迅速、直观、高效的显示设备状态，降低了劳动强度。四是能够保证对设备状态监测的及时性，能够及时检测设备自身存在的异常情况，既能探查设备是否存在故障，也能探查设备故障的严重程度。能够尽可能的减少物力、人力资源，节约成本和时间。五是能够与计算机设备结合，提供足够的设备温度信息，以便在出现异常情况时，能够及时找出故障属性、部位和严重程度，为设备检修提供保障。六是对于老旧设备、存在安全隐患的设备能够做到跟踪监控，对相应设备实行有目的性、有计划性的针对性检修。在检修后也能利用红外检测技术对检修成果进行检验，以提高设备寿命，节约设备成本，减少设备损耗。

3红外测温技术判断温度方法

3.1测量表面温度判断

将系统的红外测温探头靠近电气设备外壳，采集电气设备外壳温度。当电气设备出现异常情况时，电气设备外壳温度会升高，将远远超过正常温度。依照规程规定，当设备表面温度超过标准温度者，依照温度超过标准值的程度指标、电气设备材质、电气设备负荷大小等确定电气设备是否为紧急、重大、一般缺陷。

3.2相对温度差值判断

虽然电气设备表面温度测量能够较为准确地显示电气设备的运行情况，但为了提高红外测温系统冗余，应进行多次测温和对照测温。相对温度差值公式所示：

其中T为发热点温度;T为正常温度;T为环境参照温度。通过计算出相对温度差值，再根据设备类型判断缺陷类型。一般认为时，为紧急缺陷;时，为重大缺陷;当时，可视为一般缺陷。确定设备缺陷类型后，就可以合理的安排转移负荷和设备检修，提高设备寿命，减少系统成本，节约人力、物力。

4红外测温技术具体应用

4.1隔离开关温度监测

隔离开关是变电所中重要的组成部分，在变电所的运行过程中，需要对其进行多次倒闸操作，也因此受到环境因素影响较大，不可避免的出现温度异常的情况，影响工作可靠性。例如，在经过多次开合闸操作后，隔离开关的刀片或传动部分会有微小形变，并且与空气发生氧化作用，造成其触点部位的接触电阻增加，再出点使其出现发热现象，严重时甚至会烧伤触头，造成危害人身的事故。采用红外测温技术，就可以对隔离开关进行实时监控，检查其触头和触点是否因为电发热造成了触头氧化等异常情况，一旦发现异常情况便可以及时采取措施转移负荷和进行检修，降低了系统维护成本，防止危害范围进一步扩大。

4.2设备线夹温度检测

设备线夹在日常工作中易受到外力因素的干扰，造成接触不良，引起线夹发热，导致运行不畅。例如电气设备长时间运行过程中，设备线夹暴露在空气中，易受到风吹等外力因素影响，导致设备线夹松动，出现接触不良，发生轻微放电和氧化作用，造成部分接触电阻增大，引发发热问题;或者由于在日常设备管理维护过程中，由于工作人员操作不当等原因造成设备线夹出现松动，引发发热现象。线夹发热直接影响了电气设备的正常工作，导致设备运行不畅和缺陷。因此利用红外测温技术能够在设备运行和检修更换期间都对设备线夹进行温度监控，有效减缓了隐患的发生，避免了无谓的设备浪费。

4.3设备巡检维护温度检测

电气设备日常运行维护和保养是变电运行中必不可少的一個环节，通过维护和保养能够延长设备寿命，提高设备性能。因此设备维护人员就需要加强对设备运行维护的重视，尤其是对于设备运行过程中异常情况需要及时掌握，避免更大事故的发生。传统的设备巡视中，工作人员只能观察设备关键部位的颜色，确认有无异味，是否有异常的声音来进行判断，这样不仅无法及时发现缺陷，也无法判断缺陷的严重程度，若设备发热严重，就会使工作人员处于危险的环境中。采用红外测温技术，使工作人员在远离危险场所的安全距离就能够对运行设备进行检测，大大减少了人工工作，保证了人员的安全，提高了工作效率，增加了设备检测的准确性，使得设备异常情况能够及早发现，为检修人员的检修工作提供有力的保障，将危险防患于未然之中，保障了电气设备的正常运行。

5总结

国家十三五规划中对电网提出更高的要求，智能电网，绿色电网，环保电网等概念的提出，使得电力服务也有了新的标准和要求。在变电运维中，红外测温技术及时掌握电力设备的实时状态与运行情况，提高巡视质量，发现设备隐患，减少损耗，节约时间。有效保证电力设备运行的安全性、可靠性、稳定性。

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（作者单位：中油电能电力技术服务公司）