红外测温技术在变电运维中的运用探讨

国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 丁澎澎

红外测温技术是一种十分高效准确的故障检测技术，在变电运维管理的过程中，通过应用红外测温技术，能够较为及时准确地感知变电站重要设备的运行状态，并根据相关设备的温度情况来判断设备的运行稳定性，从而保证能及时对故障及隐患进行排除。同时，红外测温所获取的相关数据，也能为开展更为全面细致的检修工作提供重要的数据基础，相关技术的应用对进一步提升变电站设备的稳定性及安全性具有重要的意义，因此在变电运维管理中需将红外测温技术的应用重视起来，一方面需从现有设备特点出发加强红外测温技术的应用，另一方面需在实践应用的过程中做好经验的总结，进一步提升红外测温技术的应用效果，保证红外测温技术能在变电运维管理中发挥更大作用。

1 红外测温技术在变电运维中的重要性

从变电站运维管理工作内容看，设备巡检工作占据着重要地位。在进行识别巡视和检查的过程中，不仅需保证能对各处安全隐患进行全面的排查，还需对设备的运行状态进行检测判断。在传统的巡视模式下，往往通过目测、手摸、耳听方式对相关设备的运行状态进行判断，在这个过程中对相关人员的经验具有较高的要求，同时判断的准确性也无法保证。

三种方式中目测是较常见的一种形式，但该巡视方式也具有很大的局限性，无法判定变电设备内部存在的问题。实际上，在变电站中一些设备较易发热，在初始发热阶段很难用目测准确的观测到发热的情况，只有发热到较重程度才可被目测所识别。然而通常目测能够观察到时设备可能已出现了损坏，这就在很大程度上降低设备故障维修的时效性。虽然随着现代科学技术在便利系统中大量的应用，注油设备已越来越少、设备漏油的现象已经很少发生，但是在电力系统运行过程中设备异常情况也时有发生，特别是工业和生活用电量急速攀升的背景下，变电站的运行压力也在加大，在这个过程中设备异常情况的概率也在提升。从运维实践来看，异常发热引发的设备故障在变电设备总故障中占据的比例接近50%。

耳听和手摸的方式也均有一定的局限性，变电设备运行具有一定的复杂性，同时也存在一定的安全风险，因此采取手摸的方式对设备进行巡视，不仅无法保证设备运行状态判断的准确性，同时在检测过程中也存在一定风险。基于以上认识，针对变电站运维管理需采取一种更行之有效、安全的设备检测方式来对设备的运行状态进行判断，及时发现设备存在的隐患以及故障。红外测温技术能较好解决上述问题，能提升设备巡视的效率及全面性，在应用该技术过程中也能保证人员的安全性。

2 红外测温技术与原理、优势以及使用方法

2.1 红外测温技术原理

红外测温主要是通过相关设备来采集电力设备的热辐射，并将热辐射信号转化为图像信号[1]。当设备的温度超过阈值后说明设备的运行存在故障。通过温度就能判定出该设备需进一步检修，以便于排除故障，为电力系统的安全运行奠定良好基础。变电站中电力设备的数量和种类非常多，而每一种设备的正常运行温度不同，因此在红外检测设备的扫描下，所反馈的温度信息也有一定的差异性，相关设备在将温度信号转化为图像信号时所展现的内容也不尽相同。在应用红外测温技术对设备进行检测过程中，需详细了解每一种设备的正常运行温度，从而对温度、图像进行准确判断，发挥其在变电设备运维检测中的作用。

2.2 红外测温在设备状态检测中的优势

在应用红外测温技术对变电设备进行检测过程中，相关检测仪器能持续扫描设备表面的温度变化，同时能将相关温度信号迅速地转化为温度变化的范围，效果图具有很强的直观性，通过观察温度变化效果图能掌握相关电气设备热量、温度的分布情况。同时，红外测温技术在变电运维管理中还具有准确性的优势，根据图像的反馈能对故障的范围迅速确定，同时实现对故障原因的精准定位。

该技术本质上是通过检测设备的温度变化来对设备的运行状态进行判断，如果温度变化的幅度较大，就能更为敏感地捕捉到设备的热量异常，并锁定热量异常区域，帮助工作人员对故障进行快速、精准定位，这样就能更加容易对发热故障成因进行查找。该技术也具有很高的安全性，在对设备进行检测时，利用红外测温设备不需与带电设备进行接触就能达到巡检目标，这种检测方式能有效地保证检测人员的安全，也落实了安全管理对于检测工作的具体要求。

2.3 红外测温技术的使用方法

红外热像仪很容易使用，操作和直观的屏幕显示指南，无需专业培训即可准确测量。只需指向目标并聚焦仪器，它会自动调整温度范围，以显示清晰的图像和所需的最高温度。用户单击存储按钮后，将存储图像和相关测量数据。通过附带的软件分析，用户可以随意改变图像的主要参数，从而优化图像、提取细节，检测报告可根据软件程序进行操作。因此，在采用手持热像仪进行定点、定时巡检至关重要，经评估红外测温技术是目前使用较多的一种测温方式。

3 红外测温技术在变电运维中的应用

在当前的发展阶段下，对电力能源的需求不断提升，变电系统面临着比较大的运行压力，在这种情况下，就需要将变电运维管理重视起来，加强对相关设备的巡视，在这个过程中，需要保证巡视技术的先进性，通过将红外测温技术应用于变电运维管理中，能够有效提升检测过程的安全性，并促进检测结果准确性的提升，该技术能够实现在不接触设备的情况下对设备进行检测。然后工作人员通过对比设备正常状态温度和测定温度，对设备运转是否存在异常做出判定。因此在变电运维管理中，需要将红外测温技术的应用重视起来，并在实践中不断完善红外测温技术的应用方法，从而进一步提升变电系统运行的安全性以及稳定性[2]。

3.1 状态变电检测中的应用

状态检测技术具有很高的灵活性，在变电运维管理中能够有效的提升工作的效率、节省工作的时间，同时降低环境干扰对检测结果的影响。需要注意的是，以上优势的发挥需要基于待测设备配件状态完整良好的情况下。一般来说，在对相关设备进行检测的过程中设备会有一定的电荷，因此很难通过对内部进行检测了解设备具体的情况，这对状态检测技术有效的发挥以及相关技术顺利的应用产生了一定的影响。

一些自动化检测装置及技术在投入应用的过程中，往往能够发现很多问题，比如还有很多电力设备的在线监测系统。该系统能够在一定时间段内对设备准确地进行一系列的检测，但是由于数据的综合性不足，因此难以实现对系统运行状态的有效预测。而应用红外测温技术能够较好地解决这一问题，在应用该技术的过程中，在各个时段对设备运行的温度进行检测，从而对设备运行的状态进行合理、准确的分析，并且具有良好的兼容性，能够从多个方面对状态进行辅助参照，因而能够长时间准确地反映设备的运行状态，提升检测结果的准确性。

3.2 故障检修中的应用

随着现代社会电力能源需求的不断增加，变电运维工作也面临着比较大的压力。在应用红外测温技术进行故障筛查的过程中，筛查结果的准确性以及全面性，对于电力设备查验的有效性以及故障识别的速率具有重要的影响。电力设备巡视和检测过程中，工作人员需要对设备运转的相关信息进行全面收集和综合分析，采取温差比较的方式，能够较为客观、准确地对设备故障进行判断。

例如，变压器的故障原因是非常多的，但是不管是哪种原因引发的变压器故障，变压器的温度都会表现出异常，如果变压器在发生进水的情况下，那么内部的电路就会出现短路，短路会导致变压器内部温度快速升高；如果变压器的金属绕组有生锈的情况，则生锈部位的电阻会增加，电流在通过相关部位时会有大量的电能转化为热能，也会导致变压器的温度快速上升，如果变压器内部的电路出现了断裂的情况，电流无法通过，则变压器无功率、不会产生热量，因此此时变压器的温度几乎等同于环境温度。

相关的故障问题都可以通过应用红外测温技术进行检测，当变压器通电运行的过程中，锈蚀的部位电阻过高，温度会急剧的上升，如果变压器某些部位温度上升的幅度超过标准温度的15%，巡检人员就能够初步判定变压器可能出现了金属绕组锈蚀问题。红外测温技术在变电设备检测故障中的运用，还能够对生成的热成像图进行分析，从而能够更加准确地了解设备的温度情况，掌握设备温度变化，对相关故障的判断提供重要的依据。从电力系统的发展情况上来看，相关的管理系统通过现代信息技术的使用，对于后续的维护管理工作具有重要的意义。

3.3 在变电运维中应用的注意事项

采用现场安装的网络在线红外热像仪，配合微机可控云台摄像机，具有预设位置的可控球摄像机和红外枪摄像机，实现对变电站设备热缺陷的全天候实时监测和报警，以确保指定目标设备的监测范围或红外热图像的监测采集和记录温度场数据，记录设备温度的变化，研究判断加热缺陷的性质和发展趋势。另外，将红外测温系统放在温度调节箱内，调节温度调节箱的温度，通过黑体标定红外测温系统的温度、获得红外测温系统在不同温度下的第一图像灰度，根据第一图像灰度和所述相应温度调节箱的温度、获得所述图像灰度与环境温度的第一对应关系。

将红外测温系统放置在培养箱中，通过黑体校准红外测温系统的温度、获得不同黑体温度下红外测温系统的第二图像灰度，根据所述第二图像灰度和对应的黑体温度、获得所述图像灰度和黑体温度之间的第二对应关系；将红外测温系统置于培养箱中，通过不断改变黑体与红外测温系统之间的距离来校准红外测温系统的温度，以及获取所述红外测温系统在不同测温距离下的第三图像灰度，并根据所述第三图像灰度和所述对应测温距离，获取所述图像灰度与所述测温距离之间的第三对应关系。

通过BP神经网络对第一对应、第二对应和第三对应进行拟合，得到红外测温系统对应的标定红外辐射目标的温度曲线。环境温度一般不宜低于5℃、空气湿度一般不大于85%。不应在有雷、雨、雾、雪的情况下进行检测，风速一般不大于5m/s。气候为阴天、多云为宜，晴天要避开阳光直射照射或反射入镜。在室内检测应避开灯光的直射，最好闭灯检测。检测电流制热的设备，最好在设备负荷高峰状态下进行，一般不低于额定负荷的30%[3]。

4 结语

变电运维工作中，红外测温的技术是存在着较为重要的一个地位，所以对于电力企业而言，相关的工作人员必须要对这种技术的应用引起足够的重视，持续地去提高对红外测温技术的操作水平，保证其在实际进行操作的过程中不会出现失误，有效的去避免人为因素出现的偏差问题，此外对红外测温技术原理和应用作出分析，有效的转变变电运维工作中的技术优势，进而加强对这种技术的推广和宣传，保证电力系统运维工作持续优化，促进电力企业自身快速的发展，为人们提供出更就安全和稳定的电力供应。