红外测温技术在变电运行中应用分析[论文]

红外测温技术在变电运行中的应用分析
【摘要】随着电网规模的不断扩大，安全问题已成为变电设备运行过程中最重要的问题。

电气设备过热是引发事故，影响电网正常运行的主要缺陷。

红外测温技术可以对运行中的电力设备进行及时的检测。

本文通过对红外测温技术介绍，结合变电站日常维护测温的实例分析，提出红外测温技术注意事项
【关键词】红外测温变电运行设备检测
1 引言
随着变电设备的数量的不断增加，设备带来的隐患也与日俱增。

红外测温技术自引进我国，由于其不停电、不接触、不取样，方便快捷等优点，目前已在变电站维护工作中广泛应用。

通过对设备缺陷的及时检测、早发现、早处理，大大提高了电网的安全性和稳定性。

2 红外测温技术运行原理
物体内部的分子、原子、电子在运动过程中，向下跃迁会向外辐射能量，成为热辐射。

变电设备不同部位的电阻不同，因此在电流电压作用下，温度也各不相同。

由于物体都具有放射红外辐射的功能，并且温度越高，红外辐射越强。

红外测温技术通过将变电设备辐射功率信号，转变成能被看见的设备温度并显示变化情况。

诸如：天气、杂物、人为操作不当等因素引起的电力设备损耗、泄漏电及接触电阻增大，都会导致温度的上升。

红外测温会将温度过高部位变成图像信号，通过分析信号的变化技术专家找出问题所在，并及
时处理。

3 红外测温技术在变电运行中的实际应用
3.1 提高设备巡视工作质量
设备运行人员每天都要对变电站设备进行巡视，主要工作方法为：目测、耳听、手摸等。

其中最常用、最直接的方法是目测，由于人的视力范围有限，只能发现一些易发现或表面问题，而不易察觉延展性问题。

如：一些变电设备在温度稍微升高时不会引起注意，只有温度过高时才会暴露设备缺陷，这时设备已经有所损坏，需耗费大量的人力物力。

红外测温技术能随时监控设备温度变化情况，弥补了人为目测带来的局限性，保证了变电设备的安全运行。

3.2 隔离开关刀口发热
造成隔离开关刀口发热的主要因素是：隔离开关由于长期暴露在空气中，经过氧化作用，设备表面形成氧化膜，导致表面电阻和接触电阻增加，出现局部发热现象（见图1、图2所示）。

从人为因素来说对隔离开关频繁的使用，易造成合闸不到位，道口接触面压力不平衡，电阻增大，导致开关刀口发热。

电力设备加工工艺未按照标准生产，使闸刀合闸不到位，也是造成刀口发热的原因之一。

3.3 关于线夹发热问题
由于线夹导线长期裸露，弹簧垫片氧化容易使线夹松动，接触不良，导致电阻增大出现发热。

此外，弹簧垫片安装不符合标准或漏装也是造成发热的原因。

通过上面三种方法的分析，可以看出和传统的测温技术相比，红
外测温技术的优势是显而易见的，更能满足变电系统测温要求，和保障变电站安全运行。

4 变电过程中红外图谱诊断方法
4.1 表面温度判断法
根据测得的设备表面温度，参照有关规定，只要温度上升超过标准，可以根据设备的超标温度，设备承载能力，设备承受机械应力大小来确定设备缺陷所在。

若设备在负荷小，机械应力大的情况下温升较高，应对其要进行严格分析定性。

4.2 温差判断法
当设备因热能出现温度异常时，应根据标准计算出温差值，以变电设备分析故障所在。

通过以下公式可以计算出相对温差
（τ1和t1为发热点的温升和温度，τ2和t2为正常情况下温升和温度，t0为设备参考标准温度。

）
4.3 同类比较法
判断同一型号、不同电压致热型设备运行状况，可以通过比较对应点温升值的差别判断设备是否正常。

通过采用可允许温升或同类允许温升差判定，如果同类温差超出了可允许温升值的33%，可以判定具有严重缺陷。

同一电气回路中，当三相设备在同一时间出现异常，可以与同回路的同类设备进行对比。

当三相负荷电流不对称，可考虑负荷电流的作用。

三相电压不对称时应考虑工作电压影响。

5 红外测温技术在变电实例分析
5.1 事故现象及处理
2010年，广东省某市，在夏季用电高峰期，1号主变电站带6个220kv变电站运行，额定功率为75万千瓦，长时间输出有功功率达65万千瓦，基本满负荷运作。

该电站值班人员在高峰期加强巡视，确保电站顺利运行。

7月9号17点，巡视人员在220kv区间发现，一号主变电站4801开关流变a相铜铝接头处温度高达145℃，远高出b、c两相温度，经测定1号主变输出功率为53万千瓦。

由于持续高温运作，a相存在烧断接头，发生短路的可能性。

如表15时和17时温度对比：（按照南方电网公司管理规范要求，铜铝接头最大温度不得超过105℃）
根据红外测温——超温ct，如下图3、图4：
（图3）流体本体温度23.8℃接头温度在130℃，（图4）流体本体温度74.7℃，接头温度在144℃。

温升在14℃以上，大大超出了所允许值。

通过现象分析，1号主变4801开关流变a相发生故障，启动了应急预案。

通过启用备用电容量，拉停和转移35万千瓦负荷。

当对1号主变电停电检修时，发现4801开关主变已有裂纹，报与省公司检修，更换了流变夹片。

通过各部门的通力配合，最后消除缺陷，1号主变重新投入使用。

5.2 效果分析
通过这次对1号主变4801开关a相缺陷的及时发现和处理，不
仅避免了因接头过热引发短路导致主变三侧开关跳闸造成以下危害：
（1）避免短路电流对变压器线圈和铁芯破坏，避免了绕组变形的可能性。

（2）避免了1号主变三侧跳闸，变压器35kv母线上三组低压无功补偿装置同时退出运行，母线电压平衡被破坏，影响电气设备绝缘强度。

（3）避免了因1号主变跳闸，甩50万千瓦有功负荷，造成对繁-敬-富电网静稳定的破坏。

此次开关流变缺陷的及时发现，不仅使巡视人员认识到红外测温技术在变电站中的重要性，也增加了巡视人员了对红外测温技术的熟练应用。

6 红外测温技术应用应注意事项
6.1 红外测温设备发射率的选取
红外测温设备手册中明确规定了对不同导体应选取的最佳发射率，在实际操作中应当遵循这个原则，否则所测温度和实际温度将存在误差。

如：﹟5氨压机铜线接口处发射率调为0.95时，温度为60℃；当发射率调整为0.55时，温度上升为78.5℃。

6.2 可测设备的多样性
条件允许的情况下，应选用较多的可测电力设备来实现红外测温技术的效用最大化，同时不能忽略负荷小，运行稳定设备的测试。

7 结语
通过以上分析，可以看出红外测温技术在变电中重要作用，它可以及时发现设备缺陷，避免不必要的事故，保证了运行人员、设备和电网的安全。

作为电力系统工作人员，应当熟练掌握这种技术，并熟练的运用于实际工作中；还应当掌握对红外测温技术图谱的分析方法，以准确判断设备缺陷所在；同时也要不断总结经验以提升该技术。

参考文献：
[1]田慧勇.红外线测温技术的应用[j].黑龙江科技信息，2007.
[2]张金龙.红外技术在变电中应用[j].神华科技，2010.
[3]朱建宁.红外测温技术在变电站实际应用.安徽电气工程职业技术学院学报，2009.。