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试论红外测温技术在变电运维中的应用及注意事项霍虎

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：霍虎

[导读] 摘要：：红外测温技术是现代的一种新型的测温技术，很多工业生产中和部分商业在做活动时都会使用红外测温技术，其优点多，应用广泛。

        (国网长治供电公司变电运维室山西长治 046011)
        摘要：：红外测温技术是现代的一种新型的测温技术，很多工业生产中和部分商业在做活动时都会使用红外测温技术，其优点多，应用广泛。而变电运维中红外测温技术的应用，可在实现电力系统不停电、不碰触的条件下检查清楚设备发热的程度，本文中对变电运维中红外测温技术的应用及注意事项做了几点探讨，仅供参考。
        关键词：红外测温技术；变电运维应用；注意事项
        前言：
        在如今我国电力能源的供应过程中，变电站的作用愈加明显，而在变电运维过程中发现了很多难以检测和解决的问题和故障，给电力供应带来不良影响。随着检测技术的发展，变电运维也引进了一些先进技术来配合检测电力系统运行出现的问题，其中红外测温这项技术的运用和推广，就在一定程度上加强了电力供应的稳定性与安全性。
        1红外测温技术的应用原理以及优势
        1.1红外测温技术的应用原理
        红外测温技术是指通过对电力设备的热辐射进行采集，然后利用自身功能将福辐射转换为图像信号，在通过温度判断设备进行信号的正常检测。由于各种物质的温度有所差异，因此在红外测温扫描下，回馈的信号也有所差异，生成的图像就会不同。
        1.2红外测温技术的应用优势
        相比于传统的测温技术，红外测温技术具有使用方便、操作简单快捷、能够实现独立工作、提高工作效率的四大优势，在变电运维中也获得了广泛的应用，并且取得了很大的成效。
        2红外测温技术在变电运维中的具体应用
        2.1日常检修中红外测温技术的应用
        变电运维属于电力工作的核心工作之一，主要内容包括变电站的运行维护、倒闸操作、事故及异常处理、设备巡视、设备定期试验轮换等运行维护工作。目前变电运维工作可在无人情况下进行。由于变电工作属于长期性工作之一，而且面临电压电流的瞬间变换，用电器在电流冲击下，必然存在老化、损坏等问题，为求避免造成过大的损失，需要建立日常检修机制，进行维护性的检查，这一工作可以红外测温技术作为支持。目前的日常检修主要依赖人员进行，一般要在断电情况下开展，带有一定的危险性和不便性，应用红外测温技术的情况下，则可以避免上述问题。具体工作进行前，首先明确检查目标，包括线路、变压器、变电箱等。以变压器检修为例，变压器是变电运维的核心设备，无论使用干式变压器或者油浸式变压器，其在具体工作时，均会在电力作用下产生一定温度，这种温度可以直接通过红外测温技术进行检测。人员首先选取正常变压器，检测其温度以及变化的幅值水平，作为样本，再对目标变压器进行检查，了解其热成像情况，与样本进行对照，如果图像差别不大，则变压器功能正常，如果变化过大，则变压器可能存在内部电阻过大、金属结构锈蚀、短路等问题，可判断其存在故障，并进行进一步具体检修。变电运维日常检修中，红外测温技术应用优势显著，可以继续推广。
        2.2故障检修中红外测温技术的应用
        随着变电运维的负荷逐步增加，变电体系面临极大的负担，红外测温技术操作过程中的故障筛查，关联着电力设备查验的成效、故障识别的速率，通过对这些信息的综合分析研究，采取温差比较的方式，能够及时判断设备的故障。仍以上文所述变压器检测为例，在变电运维中，变压器的故障虽然类型不一，但几乎都会产生温度变化，如果发生进水短路，变压器温度会在短时间内快速升高；如果发生金属绕组锈蚀、导致电阻过大，温度也会升高；如果导线断裂、接触不良，会出现断路问题，变压器不工作，温度与室温相差无几，这些故障类型均可以通过红外测温技术进行检测。

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以变压器金属绕组锈蚀为例，在实际工作中，保养不当等问题可能导致变压器金属绕组锈蚀，锈蚀部位的电阻因此增大，对变压器通电、进行变压作业时，锈蚀部位的温度会引起快速升高，如果变压器某处温度升高的幅值较正常工作平均温度高出15％以上，即可判断变压器存在金属绕组锈蚀问题。通过红外测温技术，对比生成的热图像进行分析，了解温度状况，能够了解温度变化，作为故障判断依据，并进行断电和更换处理，避免事故发生。
        2.3缺陷检测中的应用
        缺陷检测属于预防性检测的一种，主要针对变电运维系统的不足进行。在现有研究中，缺陷检测被分为两类，一类是电流致热性缺陷，另一类是电压致热型缺陷，检测的原理相同，也是根据温差成像进行判断。
        电流致热性缺陷包括接触连接不良、导线金属内芯横截面不足等。进行检测时，可以直接利用红外测温技术生成热图像，了解图像和常规工作状态下图像的差别，根据差别的类型判断是否存在缺陷。比如接触不良的检测，导线和插头在通电工作的过程中，温度也会升高，而在处于闲置状态时，其温度与温室几乎相同，由于接触不良而出现连接失效时，也会导致对应线路温度的下降，根据这一原理。可利用红外测温技术直接进行检测，如果导线温度出现较大的波动变化，其很可能存在接触不良的缺陷，即可进行断电排查。
        电压致热型缺陷包括电压过大造成的导线烧熔、露电、绝缘子故障、绝缘介质老化等等，这些问题如果没有及时处理往往会导致严重的后果。以绝缘介质老化为例。电力设备内部的构件一般通过绝缘介质包裹，以便和其他构件发生电力反应，由于绝缘介质的包裹，其温度往往不会过高，但如果绝缘介质老化损坏，在应用红外测温技术进行检测时，温度可能升高，如果升高幅值超过20％，就应注意，并断电检查是否存在缺陷。
        3注意事项
        将红外测温技术应用到变电运维中，需要注意几个比较关键的问题：
        3.1环境温度：红外测温技术是依托于热成像原理实现对电力设备的检测，因此容易受到环境温度的影响。通常来讲，可以采用相应的方法，如温差对比法，排除环境温度的影响，依照大量的实践经验，在负载相同时，变电设备故障部位温度的异常上升与环境温度呈正相关。
        3.2负载电流：负载电流的存在，会引发导线和设备的发热现象，进而影响红外测温技术的应用效果，因此，在以红外测温技术进行变电设备检测时，需要考虑设备的负载电流，一般情况下，负载电流越大，对于变电设备温度的影响也越明显，故障位置的温度越高。
        3.3主观因素：主观因素，或者说非系统性因素，对于红外测温技术应用的影响同样不容忽视。通常情况下，对于主观因素的应对，可以采用的方法有两种，一是在高温、高压的时段，适当增加红外测温的频率；二是利用三脚架对变电设备进行固定，保证变电设备的稳定性。如果需要对三脚架的位置和参数（高度、角度等）进行调整，则需要利用相应的公式计算，不能随意进行。同时，红外测温技术本身也存在着一定的局限性，例如，对于变压器设备而言，内部变压器油的循环会在一定程度上干扰故障热场，导致红外测温技术无法从外部直接获取故障发热点，也就难以对变压器内部故障做出准确判断。
        4结束语
        总而言之，红外测温技术是一种非常有效的故障检测方式，将其应用到变电运维的过程中，可以通过温度的测量，感知变电站设备的运行状态，及时发现其中存在的故障和隐患，为工作人员开展设备检修工作提供可靠的数据支撑，对于保障变电设备的稳定可靠运行意义重大。电力技术人员应该重视起来，在现有的技术基础上，展开更加深入的研究，做好经验教训的总结，提升红外测温技术的效果，使得其能够在变电运维中得到更加合理、更加有效的应用。
        参考文献:
        [1]王瑾瑜.红外测温技术在变电运维中的应用研究[J].企业技术开发，2016，35（6）：37-38.
        [2]张亮.在变电运维中红外测温技术的应用[J].电子测试，2016（21）：148-149.
        [3]杨晓林，张海涛，徐彪，刘金莉.红外测温技术在变电站运维中的应用探讨[J].科技与企业，2016（4）：230.