红外测温技术在变电运行中的应用

红外测温技术在变电运行中的应用
发布时间：2022-10-08T05:29:18.664Z 来源：《新型城镇化》2022年19期作者：郭文波
[导读] 红外热像仪具有普查效率高、检测灵敏可靠、不停电、安全性好等优点，可以清楚地显示故障部位和故障的严重程度，能够进行设备缺陷热分布场的分析，比传统的预防性试验更能有效地检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷。

目前，电力系统都在由计划检修向状态检修过渡，红外诊断技术可以为状态检修提供有利的科学依据。

随着电力工业的高速发展和普及，应用红外成像技术已经成为电力企业科技进步的必然需求。

郭文波
内蒙古电力（集团）有限公司呼和浩特供电分公司内蒙古呼和浩特 010050
摘要：红外热像仪具有普查效率高、检测灵敏可靠、不停电、安全性好等优点，可以清楚地显示故障部位和故障的严重程度，能够进行设备缺陷热分布场的分析，比传统的预防性试验更能有效地检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷。

目前，电力系统都在由计划检修向状态检修过渡，红外诊断技术可以为状态检修提供有利的科学依据。

随着电力工业的高速发展和普及，应用红外成像技术已经成为电力企业科技进步的必然需求。

关键词：红外测温技术；变电运行；应用
1 红外测温技术的应用原理
红外测温技术是一种基于红外线技术为基本原理的设计模式，能够实现对电气设备的温度检测工作，以此保证电气设备的正常运行。

红外测温技术的设计原理为：根据物质构成的基本成分，即原子与分子，两者的组成与分布排列方式各不相同，并按照一定的序列作出排序。

众多的原子与分子处于不同的排列组合模式下，而每一种排列方式均会形成一种物质，也便造就了物质的差异化特性。

原子与分子在运动阶段，拥有高速运转的特性，且存在一定的运转规律，在整个高速运转阶段能够向外界产生一种辐射热量，该辐射热量被称为热辐射现象。

鉴于此，红外测温技术便是依据热辐射热量实现电气设备的温度检测，继而保障设备处于正常的工作温度范围之内。

在变电站运维工作中红外测温技术的实现机制为：首先由传感器单元收集变电设备在红外测温辐射过程而产生的热量，其次将采集的辐射热量经过红外探测设备与信号处理单元等，传递为信号数据进行传递，之后经液晶显示单元显示信号数据。

变电设备运维工作者便根据温度信号的信息，判断设备是否处于正常工作的范围之内。

同时，红外测温数据显示能够达成变电设备实时运行检测的目的，以精准的把控故障位置。

2 红外测温技术在变电运行中的应用
2.1 红外测温技术的技术实现
（1）辨别设备正常工作状态的温度。

正常工作状态下，变电设备的温度处于一个适宜的范围，采用红外测温技术可以对这些设备的正常温度进行测量，明确不同设备的发热阈值，进而辨识设备工作状态。

其技术难点是对于那些变电设备中的配件，很难形成聚焦，使测量的准确性受到干扰。

为此，在实际检测中，要确保体系中电流强度达到足够水平，一般都选择在用电的晚高峰阶段。

（2）对比测量温差。

横向对比变电设备不同状态下的温差，供应双重的同等设备，测得对应的端点温差。

在这种基础上，辨别潜在的弊病及漏洞。

运用这类途径，可以规避用电高峰，但着手测查前，先要明晰等待测定的配件部分，如隔离触头、接触状态下的引流线。

这是由于这些配件固有的电阻可被随时变更。

（3）纵向对比辨别。

红外测温技术需要考量变电设备各时段的红外图谱，以便明晰变电设备部件和配件的发热倾向。

为此，需要事先建构这些部件配件的历程图谱，包括常用图谱、突发故障图谱，进而使纵向对比更加准确、真实。

2.2 技术应用
在红外测温技术应用时，变电运维工作的质量得到了有效提高，同时变电站运维检修工作的模式也发生了一定的变化。

如传统的变电站检修工作主要是依据工作计划开展，该种工作模式不仅存在严重的滞后性，同时无法对相关的潜在故障进行主动预防。

在电力技术更新换代的背景下，现代变电站的变电运维工作主要采取状态检修工作模式，即根据变电站的实际运行状态，进而开展相关的设备检修工作，第一时间预防电力故障的出现。

在状态检修工作模式的开展下，检修资源得到了充分的利用，检修的工作效率与工作安全都得到了很好的提升。

在红外测温带电检测技术的应用下，不需要对电力系统进行断电处理，仍旧可以开展相关的设备线路检修工作。

在实际变电站运行阶段，电力转化非常的复杂频繁，若想要准确的了解设备的运行状态则是非常困难。

在对电网设备进行初始信息检测时，间接产生的故障信息会隐含于设备内部，而必须对故障信息进行全面客观的分析整理，才可以准确的判断出故障的发生位置，进而解决变电站出现的具体故障问题。

尽管故障信息分析该模式可以解决变电站的运维工作，但是该工作模式的实用性不强，不能快速简捷的排除相关电力故障，增加了检修工作的成本。

2.3 故障排除
随着电力高峰时段的不断延长，变电站设备常常需要高负荷地连续运行，如夏季电力使用的高峰时段，变电设备承担着巨大的运载负荷。

若是没有对变电站设备线路进行安全可靠的维护管理，则会增加变电站出现电力事故的概率，进而降低变电运维工作的整体安全性与
可靠性。

为了避免出现相关问题，需要合理地利用红外测温检测技术，对相关设备与仪器进行故障排查与全面检修，及时找出存在的潜在安全隐患并快速解决，提高变电站运行的质量与安全。

在电力故障排除时，可以采取对比温差的检测技术方案，有效地提高电力故障检测的质量与效率。

第一时间判断出相关的电力故障，进而保证变电站运行的稳定性。

例如对变电站的某件设备进行检测时，该设备的工作温度阈值在24℃到42℃之间，但是红外测温检测技术获得的数据是54℃，说明该设备的运行出现了一定故障。

为了快速准确地排除电力设备故障，技术工作人员需要对互感线圈进行检测，判断是否出现了受潮问题，同时对关联设备进行故障检测，确保变电站整体运维工作的质量与安全。

3 红外测温技术在变电运行中的具体应用
3.1 对变压器缺陷的诊断
对变压器缺陷诊断主要是检测变压器是否出现局部高热的现象，在通过红外测温技术进行检测时，需要检测变压器中的套管升降座，检测它是否有局部高温的地方出现，它直观判断出变压器中顶部试过出现了故障；同时对三项壳体表面的温度也需要进行详细的检测，检测是否热度消散掉了；对于变压器中散热器表面的温度需要与散热一致，如果不相同，可能出现的问题是高压管缺油或者是油管堵塞；同时内部出现了发热可能是变压器中内部出现了接触不良的故障问题等。

以上是需要对变压器去缺陷进行诊断的部件，需要检测人员对其进行详细的分析和诊断，避免出现变压器故障引起的安全事故的发生。

3.2 高压套管故障诊断
高压套管受材质、结构、工艺以及外界环境等因素，在负荷电流和瞬间短路电流的影响下，容易造成高压套管故障，进而引发电力事故。

为提高供电系统的安全性，需对套管进行预防性试验，但是在预防性试验中必须停运主设备，不仅会降低设备运行的可靠性，还会因为受设备运行方式的限制不能及时对套管进行预防性试验。

随着红外测温技术的广泛应用，可以有效解决预防性试验存在的问题，实现带电检测，提高工作效率。

例如在某220kV变电站，运行人员在对变电设备的巡检、红外测温工作中，发现2号主变B相本体高压套管顶部油位计指示位置明显低于其他主变本体，立即对2号主变高压套管进行红外成像测温，发现上端部位出现明显温升断层，上层温度为20℃，下层温度为24℃，温差为4℃。

通过停电利用红外测温技术对2号主变高压三相套管的温度值进行测试，发现A、C相套管温度正常，而B相套管温度出现明显断层现象，断层在套管1/2处，且下部温度高于上部温度4℃，根据B相套管温度断层位置且套管外部不存在漏油问题，判断该套管内部存在渗油现象。

为此，将B相套管拆卸，发现套管内有几处裂纹，且裂纹处有油不断渗出。

通过更换套管内部结构，提高套管的质量。

4 结束语
综上，技术人员在变电站运维工作开展时，为了充分发挥出红外测温技术的工作优势，需要分析该技术的检测原理和注意事项，依据该技术的要求设计合理的设备检测方案，确保相关设备检测工作可以有效快速地进行，提高变电运维工作的整体效果。

参考文献：
[1]宋继辉.红外测温技术在变电站设备缺陷中的诊断和分析研究[D]. 青岛大学，2020.
[2]郑磊.智能化技术在变电运维技术中的应用研究[J]. 科学技术创新，2020（08）：193-194.。