变电站红外热成像仪测温应用

浅谈变电站红外热成像仪测温应用
摘要：传统条件下，变电站设备无法进行直接测温，不能及时发现设备过热缺陷。

使用红外热成像仪可以克服上述缺点，为设备安全运行提供了很好的保障。

本文将简述红外热成像仪的工作原理以及在变电站中应用时应注意的问题和使用技巧。

关键词：红外热成像仪；测温；变电站设备
引言
变电站作为电力系统的关键环节，对电网的安全运行起着非常重要的作用。

特别在电网大负荷、特殊运行方式等情况下，在对设备的巡检中，使用红外测温能及时发现设备热异常缺陷，把故障消灭在萌芽状态。

1 红外热成像仪的工作原理及特点
我们周围的物体，只有在温度高达1000℃以上才能发出可见光，而温度在绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线，由此可见红外线是自然界中普遍存在的辐射。

红外线是一种电磁波，在太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm，所以人眼是无法看到的。

红外热成像仪具有测温迅速、稳定、可靠、分辨率高、直观、不受电磁干扰等优点，通过光电转换、信号处理等手段将目标物体的温度分布热图像转换成视频图像。

在视频图像中，最亮的部分就是物体温度最高的部分，通过相关分析我们可以找出异常发热点，起到对设备的监测和维护作用。

2 红外测温技术的应用与效果
众所周知，任何事故都不是突发的，都有一个或多或少地变化过程。

电气元件也一样，随着运行年龄的增长，逐年饱受外界大气腐蚀，内部材料老化，人员操作磨损等因素，造成接触电阻增加，致使元件温度升高。

以下为我站的红外热成像仪的一些应用：
2.1 变压器。

高、中、低压套管及接头；箱体、散热器和导管。

变压器油枕，可以观察油枕中的油位是否正常（如图1）。

2.2 高压电抗器整体。

其外部部件与主变压器相似，类似与主变的检测，图2为散热器异常的图片。

2.3 避雷器元件。

最常见的是内部进水受潮。

2.4 电容器。

是否因介质损耗增大、内部放电和缺油发热等。

2.5 断路器。

接触不良引起的导流体过热、绝缘瓷套内部受潮等。

2.6 绝缘子串。

瓷质裂纹、污积、低值和零值造成绝缘子串出现的故障。

2.7 互感器。

绝缘故障、铁心故障、内连接故障和缺油。

2.8 电力电缆和导线。

接头接触不良、局部绝缘故障、电缆出线套管故障等。

2.9 隔离开关。

瓷柱表面污积、瓷柱裂缝、绝缘劣化和接触不良。

2.10 二次端子箱内接线排。

接头、端子螺栓是否拧紧引起发热。

2.11 设备箱内的加热器。

检测加热器是否正常工作的简便方法。

如图3
红外热成像仪用处很多，可以非常方便运行人员在巡视设备中发现各种缺陷。

以上种种优点，使得红外热成像仪在保供电、重大节
假日、迎峰度夏、迎峰度冬期间对保证安全可靠供电起到了非常积极的作用。

3 红外热成像仪的使用技巧及注意事项
红外热成像仪内部结构精密，且采用的红外线探测器非常灵敏。

如使用不当，会令检测温度出现误差，严重时会损坏成像仪。

以filr-t330为例，列举使用中的技巧和注意事项。

3.1 外界环境影响
一般在傍晚或夜间进行，温度不宜低于5°，空气湿度不能大于85%，不宜在雨、雾、雪天气下和风速高于0.5m/s环境下进行，站内一次设备的检测距离一般是8-15米。

3.2 焦距与距离的影响
根据被测设备的远近，我们要调节至相应的焦距（使图像画面清晰即可）。

对于温度异常部件，在保证检测角度良好和安全的情况下，应使检测距离尽量地小，有利于提高检测数据的精确度。

3.3 辐射率的设定
辐射率是某物体的单位面积辐射的热量和黑体在相同温度、相同条件下的辐射热量之比。

在一般测温中，辐射率的设定很容易被忽略，不同物体由于构成材料的不同，其辐射率也不一样，所以随着被检测设备的改变，辐射率也要进行重新设定。

常见材料的辐射率如表1所示。

3.4 注意事项
3.4.1 只能测量物体表面温度，不能测量内部温度。

3.4.2 最好不用于光亮的金属表面的测温，不透过玻璃测物体温度。

3.4.3 不能对着高能量源，如太阳光等。

4 热图谱分析的一些方法
4.1 表面温度判断法：根据测得设备表面温度值，对照《带电设备红外诊断技术应用导则》及设备相关规定，凡温度（或温升）超过标准者，可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性来确定设备缺陷的性质。

4.2 同类比较法：在同一电气回路中，当三相电流对称和设备相同时，比较三相电流致热型设备对应部分的温升，可判断设备是否正常。

当三相负荷电流不对称时，应考虑负荷电流的影响。

对于型号相同的电压致热型设备，可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。

电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。

4.3 热谱图分析法：根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。

4.4 档案分析法：分析同一设备在不同时期的检测数据（如温升、相对温差和热谱图），找出设备参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。

5 结语
红外热成像技术推广应用后，极大地提高了对热异常设备的检测度，减少了设备故障率。

为设备健康运行提供了有利保障。

参考文献
[1]谭湛.红外成像测温技术在变电站设备中的应用.
作者简介：王鹏（1983-），男，山西晋城人，变电运行助理工程师，主要从事500kv变电运行工作。