关于红外测温技术在变电运行中的应用研究

林 海

（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000）

0 引 言

红外线测温技术不仅具有非常高的普查效率，而且还具有较好的灵敏性、可靠性以及安全性等优势，通过该技术的应用可以清晰显示变电运行中的故障部位及其严重程度。因此，在变电运行故障检测中，电力企业一定要加强此项技术的应用，充分发挥其优势，确保变电运行安全稳定。

1 红外线测温技术概述

红外线测温技术就是根据物体的红外辐射原理来进行变电运行过程中相应设备温度监控和测量的一种技术。不同物质组成元素不同，具备不同的原子和分子结构，这也是不同物质存在不同性质的根本原因。在物质内部，原子和分子都以一定的规律高速运行，而其运行过程中所产生的热量会形成辐射，红外线测温技术就是对这些辐射热量进行检测[1-4]。将该技术应用到变电运行中，可以通过设备温度检测的方式对其具体运行状态做出科学判断，以此来及时发现相应的设备异常情况，避免危险事故发生。电力运行故障检测中的红外线测温系统结构如图1所示。

图1 电力运行故障检测中的红外线测温系统结构示意图

2 红外测温技术在变电站运行中的应用

2.1 通过红外测温技术检测隔离开关发热故障

在变电运行中，隔离开关属于一种常见且关键的变电设备。因为此类设备直接和空气接触，所以在长期应用后便很容易被空气氧化。同时在长时间的频繁应用中，设备也会存在一定程度的磨损，进而给变电运行带来比较严重的安全隐患。而将红外线测温技术应用到隔离开关的故障检测中，可以通过对其发热情况的检测来明确故障。例如在通过该技术对某220 kV变电站进行隔离开关日常检测的过程中，运维人员发现A相温度最高是110 ℃，B相和C相温度都是54 ℃，变电站环境温度是32 ℃，最高温度出现在动静触头相结合的位置，由此可初步判断该发热故障为触头接触不良。经停电检修发现，触头表面已经出现了严重氧化，进而增加了触头电阻，导致隔离开关过热。在对触头进行锈蚀清理或更换后，隔离开关过热情况立即消除，设备运行也再次恢复正常。

2.2 通过红外测温技术检测金属线夹发热故障

在金属线夹长时间氧化反应后，其接触电阻便会增加，进而出现局部电流过热的情况，线夹温度也将异常升高，这种情况会给变电运行带来很大的安全隐患。为防止不必要的安全事故发生，技术人员应通过红外线测温技术来进行故障检测。例如在对某220 kV变电站中的金属线夹进行红外线测温时发现A相温度是24 ℃，B相温度是23.8 ℃，而C相温度是32 ℃，明显高于另外两相。经停电检测发现，该相金属线夹接线螺丝出现了严重锈蚀，经电阻仪测试发现其电阻比另外两处的电阻高出许多，由此可判断此处发热情况是因为金属线夹连接板位置的接触电阻变大而导致的局部电流发热。在处理好金属架线接线板位置的螺丝并将导电膏更换之后，设备温度恢复正常，设备运行也恢复正常。

2.3 通过红外测温技术检测高压套管故障

在高压套管的应用中，自身材质、工艺结构或外部环境等都会对其产生影响，尤其是瞬间短路或负荷电流过大都会使其出现故障，进而导致电力事故发生[5-7]。为实现对此类电力事故的有效预防，电力企业需要借助红外线测温技术来进行故障检测。例如在某220 kV变电站的变电设备红外线测温巡检中，发现1号主变中的B相高压套管顶端油位比主变自身低很多，经红外线测温成像检测发现其上层温度与下层温度相差4 ℃。在对其高压套管测试的过程中，发现B相温度比A相和C相高出很多，在套管二分之一位置出现了显著断层现象，且外部无漏油现象，故判断漏油问题发生在套管内部。在将B相套管拆卸检查时发现，其内部存在几道明显裂纹，油液在裂纹位置不断渗出。在对该套管内部结构更换之后，其上下层温差消失，设备运行恢复正常。

2.4 通过红外测温技术检测环氧树脂注射型CT内部缺陷

在变电站中，CT是一项典型设备，其中的绝缘材料是环氧树脂。这种材料具有良好的介电强度、机械强度、黏合性、耐老化性以及防潮性等，在变电站CT中应用广泛。但是在环氧树脂固化后，其质地较脆、容易开裂、抗冲击性以及抗低温性都较差，很容易产生各种缺陷，进而对变电运行造成不利影响。而借助红外线测温技术可以对其内部缺陷进行科学检测，通过图谱中的温度分布情况直观判断CT内部缺陷。例如在某220 kV变电站的定期红外线测温巡检中，技术人员发现环氧树脂注射型CT中的C相温度升高，经红外线测温图谱研究发现该项本体的最高温度可达76.5 ℃，而正常相位置的温度仅为22.3 ℃，变电站环境温度是17 ℃。经相应的计算可知，该CT存在重大缺陷。在停电检查中发现，该CT中的C相绝缘裂纹情况十分严重。在对损坏部件进行更换之后，C相位置的本体温度恢复正常，设备运行也恢复正常。

2.5 通过红外线测温技术进行开关柜故障检测

在变电运行过程中，高压开关柜是一项重要装置，它可以对电气设备起到有效的安全保障作用。但是在开关柜的长时间运行中，其中的设备和元件会在各种因素的影响下出现过热问题，不仅会对正常供配电造成不利影响，而且还存在很大程度的安全隐患。因此，在具体的变电运行过程中，电力企业需通过红外线测温技术来做好开关柜过热检测工作。在此过程中，技术人员可以将无源无线检测点设置在高压开关柜中的母排、变压器或断路器进出线接点、断路器静触头或动触头、电缆接头以及户外刀闸等位置，并在检测点上进行红外线温度传感器的设置[8-10]。开关柜无源无线红外线测温原理如图2所示。

图2 开关柜无源无线红外线测温原理

在某220 kV变电站的红外线测温巡检过程中发现，1号开关柜户外的某一刀闸位置出现了明显的升温现象，其温度达到81.6 ℃，超出允许范围（75 ℃），其他位置的温度未出现异常，由此可见判断该刀闸出现了故障。经停电检查发现，该刀闸位置的高温是刀闸接触不良所致。在对其进行处理之后，刀闸位置过热问题得以有效解决，刀闸可恢复正常使用。

3 红外线测温技术结合机器人的应用展望

随着当今科学技术的不断发展，红外线测温技术也在不断更新完善，而且基于红外线测温技术的变电运行检测也实现了不断优化。就目前来看，通过红外线测温技术的应用，可以有效提升变电故障检测的效率与准确性，同时也可以显著减少变电检测中的人力资源配置。在完成检测后，对于相应的变电运行故障大多都需要技术人员进行人工维修，这种检修模式存在维修效率不高、人为因素影响较大以及安全性较低的问题。基于此，在红外线测温技术未来的发展规划中，可考虑将其与机器人变电运行故障检修进行有机结合，先通过红外线测温技术进行变电运行故障检测，再通过机器人来维修相应的故障。这样不仅可以最大化节约电力运行故障检修中的人力资源，而且还可以有效提升检修效率与质量，避免人为因素对维修产生不利影响，最大限度确保变电运行检修的安全性。

4 结 论

综上所述，在当今的变电运行检修工作中，红外线测温技术发挥着非常强大的应用优势。使用该技术来进行变电运行故障检测，可以实现检测效率与质量的显著提升，进而为变电运行故障的维修处理提供充足的时间与科学依据。在该技术的后续发展过程中，相关专家学者可以对其与机器人变电运行故障检修技术的结合进行深入研究，以此来充分发挥这两种技术的应用优势，促进电力行业的自动化、智能化发展。