论“红外测温”技术在变电运行中的应用
摘 要：电力系统是国家经济发展的命脉，而电力系统最重要的问题就是安全稳定问题，运行人员的职责之一就是及时发现运行中的安全隐患，积极配合相关部门消除缺陷。随着电力系统的发展，红外测温技术在变电运行中的应用越来越广泛，尤其是在变电站，一些高压设备隐蔽或发展中的缺陷无法直接发现，但可通过红外测温技术及时发现、准确的处理。
关键词：红外测温；电网安全；电压致热
变电站内的开关、刀闸、变压器、避雷器、套管和耦合电容器等各种设备，因为材质、工艺、安装、受潮、放电、老化等原因；存在着各种故障隐患，因此设备的状态检修日益为人们所重视。红外检测技术以不可比拟的非接触式优点，在电力系统安全生产中发挥着越来越重要的作用，给状态检修提供了重要的依据。
1 红外测温技术的基本原理
由于红外测温仪转换变电设备的辐射功率信号能反映变电设备温度及温度变化，从而得知变电设备的状态。电力设备的每一种缺陷模式都有相应的表现，由于受环境温度变化、污秽、有害气体腐蚀、风雨雪物等自然力作用，再加上人为设备施工不当造成的设备老化、损坏和接触不良，这必将导致设备的介质损耗、泄漏电流和接触电阻的增大，从而引起相应的局部发热而使温度升高。红外测温可得到与景物表面热分布相应的实时的图像。检测到设备的特定部位的温度，根据温度信号及其变化，通过分析得到设备的缺陷类型，在掌握了设备缺陷类型的基础上，再由人或“专家分析系统”去处理，给出缺陷原因和解释。
2 红外测温的诊断方法
2.1表面温度判断法
主要根据测得的设备表面温度值，对照2$GB763的有关规定，可以确定一部分电流致热设备的缺陷，对于温度（或温升）超高标准的不能正常工作的设备，可根据设备温度超标的程度，设备负荷的大小，设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对在小负荷下温升超标的设备和承受机械应力较大的设备缺陷要从严定性。
2.2温差判断法
电流致热型设备若发现设备的热态异常，应按规定进行准确测量并计算相对温差值，判断设备的缺陷的程度，对于负荷小、温升小，相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测，以确定设备的缺陷性质。
2.3同类比较法
在同一电气回路中，当三相电流对称的设备，同时比较三相或两相电流致热型设备对应部位的温升值，来判断设备是否正常，当负荷电流不对称时应考虑负荷电流的影响。
对于型号规范相同的电压致热设备，可根据它的温升值的差异来判断设备是否正常；同类设备同部位比较、上下节比较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判断确定，一般情况下，同类温差超过允许温升值的30%时应定为重大缺陷，当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响。
2.4热谱图分析法
根据同类设备热谱图的差异来判断设备是否正常。
2.5档案分析法
分析同一设备在不同时期检测数据（例如温升、相对温差和热谱图）找出设备致热参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。
3 红外测温技术的广泛应用
变电站的设备巡视是运行人员经常要进行的一项重要工作。
其手段方法一般就是目测、手摸和耳听设备的运行情况，其中又以目测为主。但目测的方法有着很大的局限性，对一些有发展性的缺陷较难准确发现，特别是一些在运行中较易发热的设备缺陷，要到设备发热到一定的程度后（一般都已造成运行设备不同程度的损坏）才能被发现，这样就给设备缺陷的及时发现和处理造成延误。现在注油设备越来越少，以前较常出现的设备渗漏油现象也较少出现了，但设备异常发热的问题却占设备缺陷的大部分。用示温蜡片对设备的发热缺陷检测，有时不能发现业已存在的故障，有时则误判为出线接头发热，致使一些开关本体内的故障得不到及时处理。在设备巡视中利用红外成像测温技术既能解决上述问题，亦能在很大程度上提高运行人员发现设备缺陷的能力，特别是在设备的迎峰度夏和重大节假日期间对保证供电起到了很大的作用。
4发热缺陷的红外检测与诊断
4.1红外测温的要点
天气以阴天、无雨、雾，或无阳光晴天为宜，环境温度不宜低于5℃，选择黎明、傍晚、夜间或阴天的白天，最好无风（或<5m/s）以减少对流的影响；导流故障检测，最好满负荷运行，至少负荷率不低于30%，绝缘故障检测，应在额定电压下运行，负荷电流越小越好，通电时间一般不少于3小时；设备表面发射率稳定，对可见光看起来较脏的表面，具有较大的红外发射率；在保证安全前提下尽量近些，并应避开灯光直射，最好闭灯检测，并尽量移开视线中封闭遮挡物如玻璃窗、保护屏或电缆盖板，被检测设备周围应具有均衡的背景辐射，测温时间要避开临近的热辐射源（例如场地检修照明灯）的干扰。
4.2现场操作方法
对于一般检测，若仪器有大气条件的修正模式，使用前可将大气温度、相对湿度。测量距离等补偿参数输入，进行修正，并选择适当的测温范围以提高测温精度。
使用时首先需要在不打开测温镜头盖前开机预热，因为红外热像仪在开机后，需进行内部基准温度校准。图像稳定后即可开始测温，一般应先用红外测温仪对所有应测试部位进行全面扫描，若发现有热像异常部位，则对异常部位和重点检测设备进行精确测温。
关于测量距离，我们的经验是在保证现场电气设备安全距离的条件下，红外测温仪应尽量靠近被测设备，使被测设备充满整个视场，以提高红外测温仪对被检测设备表面细节的分辨能力及测温精度，我们使用的设备都是有可变焦镜头的，现场检测时在测完35kV设备后接着再测220kV设备，可进行自动变焦以提高测温精度，精确测量跟踪应事先设定几个不同的角度，确定可进行检测的最佳位置，以后的复测仍在该位置，有可比性，提高作业效率。
测得图像后应从监控系统记录下被检测设备的实际负荷电流、电压、温度及环境参照体系的温度，形成一份测温报告提交给相关专职和生产领导研究作出决定。
4.3 红外诊断方法
利用表面温度判断法、同类比较法、相对温差判别法、热谱图分析法对接头接触不良等电流致热型故障、电容器、SF6断路器、隔离开关等其他导流设备的内部发热故障以及电压致热型故障进行有效诊断。
根据我们的测试结果，总结归纳各种设备数据判断如下：①载流导体的接线端子：同一回路的设备之间，温度相差一倍以上，或差值高于30℃以上者。且稍有变化，即应引起重视。②分裂导线：同一相回路中，各导线间温度相差高于3℃以上者。③电容器（电容量在5000皮法以上）：同一回路的相同设备之间，温差高于1℃以上，温升高于10℃以上者。④电容型套管、断路器及互感器（电容量在2000皮法以下）：同一回路的相同设备之间，温度相差高于1℃以上者。
5结束语
从以上应用可以看出红外测温技术在变电运行中的重要性，它可以及时的发现设备存的缺的缺陷问题，给运行人员的工作带来了很大的方便。防止由于设备缺陷不能及时被发现，而引发不必要的事故，乃至威胁运行人员和设备安全的情形出现。与此同时也对我们运行人员提出了更高的要求，除了要掌握红外测温技术还要掌握对红外测温图谱的各种分析方法，并且能从中准确的判断出设备的缺陷所在。这就需要我们工作中不断地研究科学的判断能力和对运行工作经验进行科学的总结。
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