红外热成像仪在变电运维工作中的应用

樊丽思

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，简述红外热成像技术的原理及优势，介绍其故障诊断方法和依据，举例说明该项技术在现场电气设备故障诊断方面的应用，分析红外热成像技术发展趋势。

关键词：红外热成像;电气设备;故障诊断

引言

作为一项带电检测技术，红外测温技术在电网检测和维护过程中发挥着重要作用，在缺陷的预知、状态检修、排查故障、监控工作等方面有着很高的实用性。在变电运维工作中引进红外测温技术，能够精准地发现设备运行过程中出现的异常和缺陷。

1红外热成像仪原理

光学系统中的成像物镜接收被测目标的红外辐射能量，转变为相应的电信号并按原有的空间顺序反映在探测器的光敏元件上，经过电路的运算、处理、转换等，通过显示器呈现被测物体的红外热像图。

2变电设备发热缺陷的常见形式

2.1变电设备外部缺陷致热

变电站内设备的外部缺陷过热，一般是由于设备长期暴露在空气中，风吹雨淋以及氧化作用，使线路电阻过大，从而造成设备急剧发热。这种缺陷产生于设备的外部，一般能够直接观察到。还有一种情况是在设备的维护或检修过程中，水渍、油污、油漆等掉落在设备上，使设备发生漏电现象，温度不断上升，进而造成发热缺陷。

2.2变电设备内部缺陷致热

内部缺陷致热型缺陷，主要是由于设备内部的故障造成的发热现象，这些发热部位一般都密封在一个空间内，无法通过人员自身识别得知。发热的主要来源是设备内部电器零件的故障，比如设备内部电路连接接触不良，或者电气连接不充分，而我们可以利用手持式红外热成像仪来描绘其内部的温度，然后结合现场的实际情况具体分析。

3红外诊断方法及诊断依据

（1）绝对值判断法。根据红外热成像检测的电气设备表面温度与国家标准（GB/T11022）中相应温度要求进行比较，以判断设备是否正常。（2）同类设备类比判断法。设备型号、运行工况、运行负载、环境温度相同或相近的同类电气设备，其红外热成像温度分布应高度相似。该方法是将同类设备的热像图进行全面类比分析，查找温度异常点（故障点），该方法在实际工作中应用最为广泛。（3）图像特征判断法。通过对设备正常状态和异常状态运行时的热像图特征进行类比分析，判断并发现其温度异常发热点。该方法主要用于电压致热型设备，如电缆、绝缘子等。（4）相对温差判断法。该方法通过计算同一设备两个对应测点的相对温差δt，进行比较分析，以发现红外热像故障隐患点。

4红外热成像技术在变电运维中的实际应用

在对实际设备进行测温时，一般晚高峰是测量数据最合理的测量时间，此时为用电高峰期，并且环境因素干扰较小，测量效果最佳。根据测得红外云图和设备的综合状况，进行横向和纵向的对比，来判断设备的运行情况。

4.1状态检修

红外测温技术在变电设备的状态检修中发挥着不可替代的作用。通常运维人员的定期巡视和检查，仅仅是对设备的运行指标和技术指标进行了检查，便视为设备的运行状态是正常的。而实际上很多细微的变化并不能很快体现出来，而红外测温技术则进一步完善了巡查内容，使电气设备内部缺陷的检查方式得到了完善，避免了故障的发生。

4.2红外测温在导线线夹处的测温

线夹发热的主要原因是其长期暴露在空气中，经过风吹雨淋使线夹的弹簧垫出现氧化，致使线夹出现松动，从而造成线夹的接触不良。所以运维人员要定期对线路上的线夹进行检测，对温度有明显异常的导线线夹，上报缺陷，及时消缺。

4.3红外测温在隔离开关处的测温

隔离开关的发热主要是由以下两种原因造成的，①隔离开关暴露在空气中，致使刀口发生氧化，两个触头接触面会形成一层氧化膜，从而增加了接触电阻，进而导致发热现象。②由于在倒闸操作过程中，可能会出现合闸不到位的情况，使隔离开关动静触头接触面积不足和压力不足，导致局部发热甚至因为电流过大烧蚀焊接，无法分开，严重者可能产生电弧，造成相间或者对地短路。所以运维人员可以利用红外测温技术在一定程度发现发热部位，及时消除缺陷。

4.4红外测温

在穿墙套管出的测温穿墙套管是变电站内常见的电气设备，常见故障是发生绝缘老化，一旦绝缘遭到破坏，可能发生电晕、火花、辉光、电弧等放电形式，最终发生击穿，而绝缘老化一个主要因素是套管处温度过高。所以运维人员在日常巡视时应定期检测穿墙套管处温度变化。

4.5故障产生预防中的应用

基于观测到的数据，红外测温技术的应用开展精准的数据分析，220kV变电站的检测可由此获得更为准确的分析结果。在220kV变电站的检测工作中，很多异常情况在短时间内不会引发故障，但随着时间的推移，这类异常很容易最终引发故障，而由于传统的检测方法无法有效发现这类异常，这种传统检测的盲区往往会直接影响220kV变电站的安全稳定运行。在红外测温技术支持下，很多异常情况均能够在引发故障前被检测出来，隐患可由此做到及时排除，各类故障的预防可获得红外测温技术提供的有力支持。

5变电运行中红外测温技术的应用优势

5.1安全系数优势

在安全系数方面，基于红外测温技术的220kV变电运行无需直接接触线路，电力人员的工作危险系数可由此大幅降低，直接接触的人工操作也能够有效省略。在极端天气下，电力人员很多时候不得不开展线路检修，在保证线路安全的过程中，电力人员将面临很大的安全风险。在红外测温技术支持下，电力检修等工作的安全系数可由此提升，电力人员的人身安全也能够获得更多保障。

5.2工作效率优势

在220kV变电运行中，红外测温技术的应用还能够有效提高工作效率。随着电力领域的快速发展，近年来电力设施的复杂程度不断提升，变电设施的数量也在随之增多，而随着状态检修的广泛开展，现阶段电力工作人员存在较大的工作量负担。基于感官系统开展的电力设施检测存在效率低下、无法满足现状需要等问题，很多电力故障因此无法被检测出来，因此留下的隐患必须得到重视。而在红外测温技术支持下，220kV变电运行工作效率可大幅提升，各类故障的快速锁定和分析也可同时实现，由此实现的检修效率提升必须得到重视。

5.3准确系数优势

在以往的220kV变电运行中，经验丰富的电力人员虽然能够实现故障源头的判断，但往往无法给出准确的故障严重程度判断，而通过引入红外测温技术，这方面不足即可得到弥补，更为准确的故障判断可顺利实现。成像速度快属于红外测温技术的特点，较为准确的监测数据可在技术应用的扫描过程获得，在检测到故障时，红外测温技术可实现对故障的定量反映，故障的严重程度可由此实现直观反馈。相较于传统技术形式，红外测温技术的应用能够有效提升故障检测准确系数，故障的方便、快捷处理也能夠顺利实现。

结语

综上所述，红外测温技术在变电运行中的应用价值较高。在此基础上，本文涉及的技术应用实例，则直观展示了红外测温技术的应用路径。为更好发挥红外测温技术优势，红外测温新型设备的积极应用必须得到重视。

参考文献

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