红外测温技术在变电运维中的应用研究何兆纬

发表时间:2020/5/12   来源:《中国电业》2020年2期   作者:何兆纬 谌斌坤 胡畔
[导读] 变电站运行下变电设备面临繁重的工作压力,为提高变电设备运行水平做好维护管理工作是非常重要的
        摘要:变电站运行下变电设备面临繁重的工作压力,为提高变电设备运行水平做好维护管理工作是非常重要的。变电运维中红外测温技术的应用较为常见,其能够实现故障检测、缺陷控制等效果。对此文章对红外测温技术在变电运维中的应用展开探讨。
        关键词:变电站;变电运维;红外测温;测温技术
        引言
        红外测温技术凭借其便捷性、安全性与高效性等性能优势,在变电设备运维巡检过程中获得了大力的推广与应用,能够实现对设备运行状态、故障隐患的科学评估与全面排查,在不影响变电设备正常运行的基础上实现全生命周期运维管理。
        1红外测温技术
        红外检测诊断技术作为一种高科技检测技术,通过接收物体发出的红外辐射,然后通过像素点阵的形式将物体的表面温度分布情况呈现出来。该检测方法具有精确、实时、高效等优点。红外诊断对故障点的精准直观检测以及对检修的预知,可以使维运的成本降低,从而达到增强设备运行可靠性的目的。对于电力设备的诊断,红外检测更是具有诊断效率高、安全可靠、不受电磁干扰、探测距离远、速度快等优点,还可以进行在线监测。变压器红外在线监测系统通过定点安装红外监测仪,对主要的潜在故障区域进行24h不间断状态监测,并且通过软件实时反馈状态信息,易于及时发现过热故障,为专业人员远程实时评判设备潜在隐患提供了依据。
        2红外热像仪选型原则
        衡量红外热像仪性能的主要技术指标包括:设备的测温范围、工作波长、测温精度、距离系数,以及响应时间等。因此,红外热像仪选型时需确保其上述性能指标均能够在范围内稳定工作。为了确保所选红外热像仪能够满足实际应用的需求,选型时需考虑以下因素。第一,被测物体的辐射率。被测物体辐射能量的大小在很大程度上取决于该物体的辐射率,辐射率越大辐射能量也越大。而且被测物体的辐射率并不是一成不变的,其值随被测物体的温度、波长的变化而变化。因此,在实际应用中应根据被测物体的形状和检测角度对辐射率进行修正。第二,设备工作环境。红外测温的精度会受到大气环境的影响,主要表现:受大气吸收作用的影响,导致被测物体辐射出的能量被衰减了一部分;受空气中颗粒、尘埃的影响,使得红外辐射被散射从而引起衰减。因此,红外测温一般在天气情况良好且控制质量好的环境下进行。因此,红外热像仪选型时需遵循以下原则:充分分析被测物体所处的环境和待测的参数;在上述分析的基础上与市面上现有的设备进行对比分析,最终选择出性价比最高的设备。项目需对变压器进行24h在线监测,因此所选的红外热像仪为在线式的。此外,在充分分析变压器所处大气环境的基础上,决定所选用红外热像仪的型号为S680-DM60,并将其安装于距离变压器3m左右的位置。
        3红外测温技术在变电运维中的应用分析
        3.1红外测温在导线线夹处的应用
        导线线夹作为电力系统中的重要组成核心,若出现发热,不仅会对系统的运行造成威胁,严重时还有可能造成整个电网瘫痪。而红外测温仪能发现导线线夹的异常发热部位,预防电力事故的发生,提高电网供电的可靠性。线夹发热的主要原因是其长期暴露在空气中,经过风吹雨淋线夹的弹簧垫发生氧化,致使线夹出现松动,从而造成线夹接触不良,给线路的运行带来了不安全因素。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,减少对线路的威胁。
        3.2电气设备监测实际应用
        在正常情况下的电子设备运行,电子设备的表面温度都会低于60℃,但是在实际的运行过程中电子设备的表面温度会存在10℃到20℃的温度差,接近于电子设备核心的表面区域会出现明显的升温情况,红外测温设备能够很好的检测出电子设备在运行过程中的各个部位温度差。

当设备在运行过程中表面温度长时间的处于90℃以上,电子设备的外观就会产生较大的改变或者是扭曲。除此之外,如果是选择红外测温设备对电子设备的运行温度展开测量,可以根据红外测温设备的检测结果展开设备的维修。当发现正在运行中的设备处在极度的高温之下应当关闭正在运行的电子设备,并且安排相关的技术人员展开设备的检修,避免发生突发性的事故或者设备故障。
        3.3缺陷检测中的应用
        所谓的缺陷检测,其实是针对变电运维系统中存在的不足之处进行的一种预防性检测。根据相关调查研究表明,缺陷检测主要分为电流致热型缺陷和电压致热型缺陷两类,二者缺陷检测都是根据温差成像进行判断。电流致热型缺陷主要是指设备接触连接不良、导线金属内芯的横截面不足等。在检测过程中,通过红外测温技术检测,从而生成热图像,与常规工作状态下的图像进行对比,从而判断是否存在缺陷。针对变电设备接触不良进行检测时,导线和插头在通电运行过程中,其温度会发生变化,合理利用红外测温技术对其进行检测,一旦温度变化波动过大,则表明变电运维存在接触不良的缺陷问题,在断电的情况下对其进行排查。电压致热型缺陷主要包括电压过大致使的导线烧熔、漏电、绝缘子故障等一系列问题现象,如果这些问题现象无法得到及时处理,则会引发严重后果,甚至会对人们的财产人生安全构成威胁。由于电力设备内部构件主要使用绝缘介质进行包裹,进而与奇特构件产生电力反应,进而促使电力系统正常运行。
        3.4隔离开关处的应用
        隔离开关又称为“闸刀”,无灭弧能力,作为一种作为高压开关设备,在变电运行过程中多面临发热问题,尤其是在电阻值增加、合闸不到位等情况下,闸刀的温度会出现持续攀升的趋势。严重时不仅会对设备和电网造成严重的威胁,若持续发热还有可能引发安全事件。隔离开关发热主要是由以下两种原因造成的:首先,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,进而导致出现发热现象;其次,在倒闸操作过程中,可能会出现合闸不到位的情况,使开关动静触头接触面积和压力不足,导致开关局部发热,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,造成相间或对地短路。而利用红外测温技术,运维人员可以尽早发现发热部位,及时消除缺陷。
        3.5实现验收全覆盖
        以往侧重于以竣工验收环节作为切入点开展变电运维工作,但该模式一定程度上加大了设备故障的检修与整改难度,因此应基于五通验收制度进行验收环节的前移,围绕科研初设、厂内验收、隐蔽工程、中间过程与竣工验收等环节执行全生命周期管理,确保将变电设备的故障隐患扼杀在萌芽状态中。以变电站日常运行环节为例,应定期针对变电站设备的运行情况进行逐一检查,采用红外测温设备取代以往目测、听测与触摸测量的方式,可最大限度排除漏检、提高工作效率,也有助于保护巡检人员的生命安全;将红外测温技术应用于线夹安装、线夹设备运行的过程中,判断线夹是否因松动、接触不良而产生发热现象,进而通知检修部门进行及时处理或返修;还可以采用红外测温技术检测隔离刀口有无发热问题,进而判断其发热是由于表面保护膜增大电阻还是开关合闸未操纵到位,从而第一时间排查出故障成因并采取有效措施进行处理,为变电站的正常运行提供保障。
        结语
        总而言之,在变电运维中合理运用红外测温技术,取得卓越的成就。因此,在电力企业未来发展道路上,需结合实际情况,在变电运维日常检修、故障检修以及缺陷检修中合理运用红外测温检测技术,保证变电设备稳定安全,提高电力系统运行水平。
        参考文献
        [1]鲁星星.红外测温技术在变电运维中的应用研究[J].科技风,2018(33):176.
        [2]马宇静.变电运维中红外测温技术的应用研究[J].山东工业技术,2018(22):214.
        [3]华怡枫.变电运维工作中红外测温技术的实践分析[J].科学家,2017(5):204.
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