淺談一次設(shè)備紅外測溫技術(shù)應(yīng)用

趙健 曾毅 王偉 彭延濤 張忠輝 宋衛(wèi)

摘要：紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用已日漸成熟，在電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用于一次設(shè)備溫度監(jiān)測，對發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，避免事故發(fā)生提供了很大幫助，并已成為輸變電設(shè)備在線監(jiān)測的重要手段。通過一次設(shè)備紅外測溫聯(lián)查，設(shè)備安全可靠性得到了有效的保證。通過紅外測溫技術(shù)，檢修部門能夠更加精準(zhǔn)地判斷設(shè)備的過熱點及過熱程度，對發(fā)現(xiàn)及處理發(fā)熱導(dǎo)致的設(shè)備隱患起到了至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：紅外測溫一次設(shè)備熱成像儀過熱

紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用已日漸成熟，在電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用于一次設(shè)備溫度監(jiān)測，對發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，避免事故發(fā)生提供了很大幫助，并已成為輸變電設(shè)備在線監(jiān)測的重要手段。

1一次設(shè)備紅外測溫技術(shù)應(yīng)用背景

在電力系統(tǒng)中，電氣事故的發(fā)生，通常情況下都要有一個變化的過程，并不是短時間內(nèi)就能發(fā)生的。在電力系統(tǒng)中，由于電氣元部件發(fā)生松動、破裂、銹蝕等，在一定程度上都會增加接觸電阻，進(jìn)一步升高電氣元部件的溫度，導(dǎo)致其出現(xiàn)熱異?，F(xiàn)象，在這種情況下，需要我們對設(shè)備是否過熱進(jìn)行監(jiān)測。在普及紅外熱像儀之前，都是通過原始的方法測量電力設(shè)備的溫度。最早是在絕緣棒頂端涂上一層蠟與被測設(shè)備的可能發(fā)熱地點進(jìn)行接觸，通過觀察蠟的融化情況，進(jìn)一步對該位置是否過熱進(jìn)行判斷。這種檢測方式，操作麻煩、攜帶不便、精度較低。為增加一次設(shè)備測溫的準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確判斷設(shè)備過熱程度，現(xiàn)多采用紅外熱成像。

2一次設(shè)備紅外測溫技術(shù)的優(yōu)點

2.1紅外測溫儀攜帶方便，操作簡便，便于檢修人員進(jìn)行多站的設(shè)備溫測工作。

2.2紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用，使檢修人員能夠更加精準(zhǔn)地掌握設(shè)備接頭、絕緣部件、變電所設(shè)備、變壓器繞級及油冷系統(tǒng)的溫度，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱隱患，提高設(shè)備的可靠性，減少經(jīng)濟(jì)損失。

3一次設(shè)備紅外測溫的必要性

在電力系統(tǒng)中，由于損耗功率，進(jìn)而在一定程度上引起發(fā)熱現(xiàn)象。通常情況下，這些損耗主要包括：電流通過導(dǎo)體時，電阻產(chǎn)生的功率損耗；受渦流、磁滯的影響，載流導(dǎo)體周圍的金屬部分，尤其是鐵磁物質(zhì)產(chǎn)生損耗；絕緣物體受電場的作用下產(chǎn)生損耗。按照流過電流的大小、時間，通常情況下，可以將載流導(dǎo)體分為長期發(fā)熱和短期發(fā)熱。發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響，主要包括：

①影響絕緣材料。絕緣材料在溫度、電場的作用下會逐漸老化，當(dāng)溫度超過一定值后，會加速絕緣材料的老化速度。

②影響導(dǎo)體接觸面。當(dāng)發(fā)熱達(dá)到一定溫度值后，會導(dǎo)致彈簧彈性元件發(fā)生退火，使得其壓力值進(jìn)一步降低；同時發(fā)熱會對導(dǎo)體的表面產(chǎn)生氧化，進(jìn)而產(chǎn)生電阻率較高的氧化層，在這種情況下，會增加接觸的電阻。對于接觸部分來說，隨著溫度的升高，當(dāng)溫度超過一定值時，就會造成惡性循環(huán)，進(jìn)一步破壞正常的工作狀態(tài)。

③影響機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)溫度達(dá)到一定值后，對于金屬材料來說，在退火效應(yīng)的作用下，進(jìn)一步降低其機(jī)械強(qiáng)度。另外，電氣設(shè)備發(fā)熱，一方面對電氣設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響，另一方面溫度過高，直接威脅到變電站內(nèi)的工作人員，以及設(shè)備巡視人員的安全，這是因為，由于長時間過熱，會燒斷一些引線，進(jìn)而在一定程度上危及工作人員的安全。

4一次設(shè)備紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用

一次設(shè)備測溫聯(lián)查紅外測溫大都采用熱像儀。在電力系統(tǒng)中，通過熱像儀對發(fā)電機(jī)組裝置、輸電線路接頭、絕緣部件等進(jìn)行檢測。通過機(jī)載或車載熱像儀對輸變電網(wǎng)進(jìn)行定期的檢測，在一定程度上能夠早期發(fā)現(xiàn)線路隱患，或者可以迅速診斷出出事的地點，可以進(jìn)一步減少經(jīng)濟(jì)損失。在檢測過程中，通過登塔探測方法進(jìn)行檢測，一方面檢測勞動強(qiáng)度大，另一方面檢測效率低。

通過紅外測溫對設(shè)備進(jìn)行定期的聯(lián)查，在測溫過程中，發(fā)現(xiàn)的常見問題主要包括：

①設(shè)備的引線、接頭處發(fā)熱。線路在運(yùn)行過程中，電力設(shè)備出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，通常情況下，主要是由于接觸電阻過高造成的。在線路中，接觸電阻過高的地方主要集中在引線夾、套管樁頭等處。這些地方發(fā)熱，主要是沒有擰緊螺絲、接觸面打磨不到位，或者沒有涂抹相應(yīng)的導(dǎo)電膏造成的。

②絕緣子、支撐瓷瓶表面或固定處發(fā)熱。在對線路進(jìn)行維護(hù)的過程中，受維護(hù)水平的影響和制約，在一定程度上容易造成絕緣子、支撐瓷瓶表面或固定處發(fā)熱。另外，沒有及時清掃絕緣子，以及周圍環(huán)境對設(shè)備造成嚴(yán)重的污染，進(jìn)一步降低了絕緣子的絕緣水平，導(dǎo)致較大的泄露電流流過瓷瓶表面，進(jìn)而引發(fā)過熱。

③由于渦流導(dǎo)致的發(fā)熱。通常情況下，這類發(fā)熱不常見。

綜上所述，對于電氣設(shè)備的一些重大事故，采用紅外熱像檢測技術(shù)可以有效地預(yù)防，同時能夠及時發(fā)現(xiàn)故障點，在萌芽狀態(tài)消滅事故，進(jìn)一步對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修；利用紅外熱像檢測技術(shù)降低了事故的發(fā)生率，同時減少了設(shè)備的維修時間，從根本上杜絕了事故隱患。從這個意義上說，紅外熱像檢測技術(shù)能夠確保電氣設(shè)備安全運(yùn)行，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。由于紅外熱像儀主要是對物體的表面溫度進(jìn)行檢測，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而不能對電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，在這種情況下，為了確保線路穩(wěn)定運(yùn)行，需要將紅外檢測技術(shù)與其他測量技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，充分發(fā)揮其作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張楠，楊鏡非，周毅.電力系統(tǒng)故障診斷遙信量遺漏分析[J].電氣自動化，2014（03）.

[2]呂紅軍，孫乾義，張科欣.綜合自動化變電站變壓器測溫系統(tǒng)的研究[J].電子設(shè)計工程，2009（07）.

[3]劉新業(yè)，常大定，歐陽倫多.紅外熱成像在電力設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)用[J].紅外與激光工程，2002（06）.