探究红外测温诊断技术在500kV变电运行维护中的有效运用

席钰佳

摘  要：在电网系统当中，变电设备是关键性的设备，它对电量的调度起到了重要的影响。目前，500kV变电设备在运行的过程当中还存在着很多的安全隐患，电气设备过热的话很容易会引发各种电网安全事故，对电网运行的安全性和稳定性造成不良的影响。在其中应用红外测温诊断技术可以实现实时的非接触性监测，及时发现其中的故障。基于此，本文从红外测温诊断技术的基本概述出发，分析了500kV变电运行过程中容易出现的故障，并在整个基础上探究了红外测温诊断技术的诊断方法和具体应用。

关键词：红外测温诊断技术;500kV变电设备;变电运行;变电维护

当前，我国电网规模逐渐扩大，用电需求不断提升，这给电网的运行提出了新的挑战。虽然变电设备的数量在不断增加，但是設备在运行的过程中也出现了很多的安全隐患。在这样的背景下，提升变电设备的运用规模才能有效满足工业用电和居民用电。而红外测温诊断技术在设备不停电、与设备不接触、不取样以及不解体的情况下就可以完成对500kV变电设备的运行与维护。因此，红外测温诊断技术在500kV变电运行的稳定当中扮演着一个重要的角色。工作人员基于该技术建立红外测温系统，可以利用计算机将测温数据转化成为图像，从而将系统设备测温的原始数据进行保存。与此同时，通过红外测量的方式还可以检测出异常的红外辐射，从而将500kV变电设备真实的运行状态反映出来。

1.红外测温诊断技术的基本概述

1.1红外测温诊断技术的应用原理

红外测温诊断技术主要是应用红外线技术来完成对500kV变电设备的诊断的。通过红外发射设备可以将红外线照射到物体当中，这些红外线可以轻松穿透物体的表面，直达物体内部，并对内部原子的运动过程进行探测。在红外线的作用下，物体的表面会产生温度的变化，因此设备可以将物体热量辐射的情况检测出来。

1.2红外测温技术的优缺点

1.2.1红外测温技术的优点

第一，红外测温技术可以在与物体不接触的情况下完成测量。工作人员在测温的时候不需要与被测场直接发生接触，因此它并不会对设备的工作状态造成干扰，同时也可以确保工作人员的安全性。第二是红外测温技术的测量范围比较大。在该技术应用的过程当中，不需要直接与高温或者低温的物体进行接触，因此在测量的时候基本上不会受到设备温度的限制，从零下几十度到零上几千度都可以使用红外测温技术，因此可以应用于500kV变电系统当中的大部分设备。第三是红外测温技术的测量速度比较快。在应用该技术的时候，只要是测温仪能够接收到物体所发出的红外线辐射，就可以完成对该物体的定温。第四是红外测温技术的精准度比较高。这是由于该技术不需要直接与被检测物体进行接触，因此可以保留物体原始的温度，以此来确保温度测量的准确性。

1.2.2红外测温技术的缺点

第一，红外测温技术在检测的过程中容易受到环境因素的影响，比如周围环境的温度、空气当中的灰尘等。第二是目前所使用的一些红外测温技术只能对设备表面的温度进行测量，无法对其内部的温度进行测量。

2.500kV变电运行过程中容易出现的故障

2.1用电系统故障

500kV变电站是一个及其复杂的系统，该系统在运行的过程当中如果在设备、线路等方面出现了一点问题的话，就会对整个电力系统造成影响，严重情况下会对用电的稳定性和安全性造成影响。在研究过程当中发现，500kV变电运行过程当中最容易出现的故障有以下三种。第一种是独立电源出现了失压的情况;第二种是受到自然恶劣天气的影响系统出现了信号缺失的情况;第三种是受到外界原因的影响变压器的内部出现了问题。

2.2电容器故障

通常来说，500kV变电站的运行条件比较恶劣，这会对电容器的运行造成严重的不良影响。电容器出现故障的原因主要有三个。第一是电容设备线路比较繁多和复杂，在运行的过程中很容易出现温度过高的情况;第二是电容设备内部的零件被损坏;第三是电容器受到了外界的破坏。

2.3变压器故障

在500kV变电系统当中，变压器是核心，如果变压器出现故障的话会对整个变电系统产生影响。变压器出现故障的原因主要有三点。第一是变压器设备和线路比较多、构成复杂，在运行的过程中经常会出现温度高的情况;第二是变压器内部存在零件的损坏;第三是由于外界破坏而出现的故障。

3.红外测温诊断技术的诊断方法

3.1红外测温诊断的方法

3.1.1温度探测法

温度探测法指的是工作人员使用国外先进的探测设备对物体的表面进行照射，使红外线进入到物体的内部，接收到物体内部的热辐射，以此来实现对物体表面和内部温度的探测，通过温度对比的方式来检验设备是否处于正常工作的状态。如果变电设备存在异常的话，通常会产生大量的热量，导致其表面的高度高于正常工作的温度。经过红外测温与诊断之后会发现设备温度的异常，检测设备会发出警报，提醒检测人员注意。

3.1.2温度差探测法

温度差探测法应用的主要原理在于对变电设备在不同季节、不同气候以及不同自然环境下所形成的温度差进行检测，通过不同情况下设备内外部温度之间的差值进行对比就可以了解设备的运行状况。

3.1.3同型号法

同型号法指的是红外设备探测器发射红外线对同种工作条件、同一种型号设备表面温度进行诊断，以此来判别变电设备是否存在相应的故障问题。如果同一型号的两个设备之间存在明显温差的话，说明其中有一台设备存在工作异常的情况，可能出现了运行故障。

3.1.4图谱分析法

图谱分析法指的是工作人员运用变电设备进行温度探测，然后将各个时间段所探测出来的历史数据进行对比和分析，同时将温度参数与以往条件下的温度数值进行对比，以此来了解设备是否处于正常的运行状态当中。

3.2红外测温诊断技术诊断的影响因素

3.2.1温度

在红外测温诊断技术进行设备温度检测的过程中，很容易受到外界温度的影响。具体来说，在夏季，外界环境的温度比较高，这时候500kV变电设备在运行的过程当中会自动吸附外界的热量，从而导致设备外部温度升高，这会对红外测温诊断的准确性造成影响，甚至出现设备故障的误判。而在冬季，外界环境的温度比较低，当500kV变电设备出现运行异常、产生大量热量的时候，也会很快与外界环境发生热量交换，实现温度的降低，这也会导致红外测温诊断结果异常，进而影响设备的正常运行。

3.2.2风速

外界环境当中的风速也会对红外测温诊断技术的应用效果产生影响。具体来说，如果外界设备周围风速较大的话，设备表面会出现热量的散发，这会导致存在故障、产生热量的变电设备在较短的时间内温度就得到降低。在排除其他因素影响的情况下，外界风速越大、风力越强，对红外测温诊断结果准确性的影响就越大。

3.2.3设备性能

在红外测温诊断的过程中，红外测温设备的质量和性能也会对诊断结果产生重要的影响。如果红外测温诊断设备的质量比较高、性能比较好的话，诊断的结果也比较准确;反之，如果设备质量和性能都比较差的话，诊断的结果存在不准确情况的概率就比较大。因此，工作人员在使用红外测温诊断设备的时候，将设备保存到适宜的环境当中、按照操作规范来使用也是十分有必要的。

4.红外测温诊断技术在500kV变电运行维护中的有效运用

4.1红外测温诊断技术在500kV变电运行维护中的具体运用

4.1.1在工程日常检验中的运用

对500kV变电设备进行质量安全巡视是十分有必要的工作。在变电运行的过程当中，变电设备在很多的情况下都会发生故障。比如接触性电阻由于输电网的电器元件发生了松动、锈蚀或者破裂都会出现温度的增加。在500kV变电运行工程的日常检验工作当中，如果使用红外测温诊断技术的话会方便很多。它能够将问题出现的原因有效反应出来，同时还可以使工作人员有足够的时间进行规划和解决问题。这样可以减少工程日常检验的误差，提前解决一些不必要的安全问题，确保500kV变电工程顺利完成。在传统的工程检验过程中，工作人员主要是通过查看设备表面、听设备的声音以及手触设备来了解设备运行状态，对设备存在的问题和故障进行判断。但是在工作当中如果设备出现了异常发热情况的话，可能并不会引起重视，这会留下很多的安全隐患，久而久之会导致安全事故的发生。而红外测温诊断技术可以有效弥补这一不足，提高提倡检验的准确性。

4.1.2在开关隔离中的运用

在500kV变电系统当中，隔离开关的环境是相对暴露的，在使用的过程当中连接表面很容易被氧化。与此同时，这些隔离开关使用频率比较高，系统的电阻值比较大，因此表面的温度在不断上升，从而会出现发热的情况。而红外测温诊断技术的应用可以将这些情况准确地反应出来，同时找出设备发热的原因，使工作人员可以提前做好设备维护的准备。红外测温诊断技术不仅在开关隔离运行的过程当中需要被应用，在隔离开关安装的过程当中也需要被应用。在这个过程当中，红外测温诊断技术可以实现对开关的实时检测，确保整个安装过程当中的安全问题，从而为开关检测之后的工作提供便利。

4.1.3在线夹发热检测中的运用

500kV变电站当中线夹发热的现象也是十分常见的，造成这一现象的主要原因有两个。第一是在系统运行的过程当中，导线被长期地暴露在空气当中，长此以往弹簧碘片会被氧化，线夹也会出现不同程度的松动，这会导致线路出现接触不良的情况，从而导致系统接触性电阻增加、线夹发热。第二是对线夹进行检修和安装的过程中，可能会出现漏检和漏装的情况，或者安装人员没有严格按照要求进行弹簧垫片的安装，这也会导致线夹松动问题的出现。在这样的情况下，也会出现接触电阻增加、线夹发热的情况。而红外测温诊断技术的应用可以在500kV变电系统运行的过程中对线夹进行实时监测，确保线夹发热的现象能够在第一时间被发现，相关人员能够结合现象及时解决问题，从而确保整个500kV变电系统稳定运行。

4.1.4在状态检修中的运用

在对500kV变电系统状态检修的时候，工作人员需要对各种检修状况进行灵活化的处理，并在这个过程中应用相应的检修技术。在实际当中，500kV变电系统当中的设备种类多样，各种设备的构造也各不相同，因此对每种设备运行维护的检测方法也具有较大的差别。在这个过程中应用红外测温诊断技术可以满足不同设备的状态检修需求。在完成设备温度的测量之后，工作人员按照标准当中相应温升的局限值和相对温差就可以实现对设备运行状态的判断，从而对设备缺陷的严重程度进行确认，并在整个基础上实现对设备的维修和维护。

4.2红外测温诊断技术在500kV变电运行维护中的运用步骤

4.2.1温度辨别

在500kV变电设备运行的状态下，工作人员首先要利用红外测温诊断技术对各个设备的温度进行检测。这其中首要的工作就是对温度进行判别。具体来说，工作人员需要对变电设备的当前温度进行测量，然后根据测量的结果对设备进行巡视，并利用相应的温度标准阈值对设备的温度进行有效判断，以此作为对变电设备发热状态的有效判断依据，这对于500kV变电设备运行状态的分析是十分有必要的。从实际应用的角度来说，红外测温诊断技术并不能对所有设备的温度进行检测，比如使用该技术对聚焦变电配件温度进行检测的话就很容易出现不准确的情况，否则的话会出现信息相互干扰的问题，甚至还会造成系统电流的突然中断，进而引发更为严重的故障和问题。因此，如果要使用红外测温诊断技術对聚焦变电配件进行测温的话，需要尽量避开500kV变电系统运行的高峰期，在系统稳定的状态下来完成温度测量的工作，减少对系统造成的干扰。

4.2.2温度对比

在利用外线测温诊断技术对500kV变电系统进行温度辨别之后，工作人员会对所测温度进行对比分析，并在这个过程当中探讨可能出现的问题。在这个环节当中，温度对比分析的方法主要是横向对比法，工作人员对各个端点的温差进行判断，并从中找到问题的症结，做到对问题的及时解决、将损失降至最低。与此同时，这通过这种方法，工作人员也可以对设备端点温度的温差进行判断，以此来了解500kV变电设备潜在的问题和缺陷，了解设备的隐患。在进行温度测量和对比之前，工作人员需要先确定好待测温设备可能出现的温度变化情况，比如对隔离触头、引流线等配件电阻变化而出现的温度变化提前进行分析，避免影响温度测量结果的准确性。

4.2.3纵向对比

在对500kV变电设备运行和对设备进行维护的过程当中，工作人员需要利用红外测温技术来进行故障的检测，在这个过程中需要充分考虑各个时段的红外图谱，这样才能根据测温的结果和图谱当中的内容确定好变电设备的发热倾向，从而更好地了解设备存在的缺陷。为了实现这一目标，工作人员可以将各个时段的红外图谱先进行分类，将其分为一般图谱和突發事故图谱，并将突发事故图谱作为对500kV变电设备运行和维护过程进行检测的对照性图谱，以此来为变电设备的运行、维护检测创造条件。

结束语

在当今的时代当中，电力资源已经成为了人们生产与生活当中的重要能源。在500kV变电运行的过程中，经常会出现各种用电问题，在对这些问题进行检测的过程中，红外测温诊断技术发挥了重要的作用。与传统的检测技术相比，它简单便捷，能够对500kV变电系统当中几乎所有的电力设备进行实时监测，了解设备存在的问题和缺陷，并对那些处于超负荷运行状态下的电力设备进行重点监测，以此来满足变电测温的相关要求。目前，红外测温诊断技术已经在500kV变电系统工程检验、开关隔离、线夹发热检测以及状态检修等领域当中得到了运用，由于该技术容易受到外界的温度、风速以及设备自身性能的影响，因此工作人员需要坚持科学的步骤和标准的操作规范来完成温度的测量，为500kV变电系统各项设备的安全和稳定创造良好的环境。

参考文献

[1]  黄银龙，董超群，罗晓晨，赵胜男，罗光辉.红外测温技术在一起电力设备温度发冷缺陷诊断中的应用[J].电工技术，2019（09）：140-141+144.

[2]  吕事桂，杨立，范春利，王为清.电缆高分子绝缘层整体热老化下红外测温热物性的定量评估[J].高分子材料科学与工程，2019，29（02）：187-190.

[3]  闫光辉，杨立，范春利.基于红外测温的电气控制柜内部元件热缺陷温度与方位的三维反问题识别[J].红外与激光工程，2017，41（11）：2909-2915.

[4]  崔昊杨，杨春旭，唐忠，方勇，刘军.基于labVIEW和红外测温技术的电力设备运行状态监测系统的设计与实现[J].上海电力学院学报，2018，27（01）：45-48.

[5]  蔺丽华，吴冬梅，刘健，张兴华，郑剑敏，刘巩权.采用对象分割和图像配准方法的变电站红外预警系统[J].高电压技术，2017，36（07）：1718-1724.

[6]  红外测温技术用于石油化工行业的故障诊断——高精度和高重复性的红外测温仪可有效保证生产并减少能耗[J].中国设备工程，2018（04）：6+11.