在變電運(yùn)維中紅外測(cè)溫技術(shù)的運(yùn)用

馮錚 靳慧

摘 要：為了滿足用戶對(duì)電力可靠性與穩(wěn)定性的要求，行業(yè)越來越重視變電運(yùn)維工作的高效開展，并引入了紅外測(cè)溫技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)在不停電、不接觸的條件下查清設(shè)備發(fā)熱的程度。據(jù)此，本文筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：紅外測(cè)溫；變電運(yùn)維；狀態(tài)檢修；故障排查

隨著電力市場(chǎng)的深入變革，用戶要求不斷提高電力的可靠性和穩(wěn)定性，而高效開展電力設(shè)備運(yùn)維工作是關(guān)鍵。在變電運(yùn)維中，常用的檢測(cè)技術(shù)包括紅外測(cè)溫技術(shù)，其可在不停電、不接觸的條件下檢測(cè)設(shè)備的發(fā)熱程度，且具有工作效率高、檢測(cè)過程安全穩(wěn)定及支持設(shè)備健康狀況的準(zhǔn)確判斷等優(yōu)點(diǎn)，因此值得推廣使用。下面，筆者首先介紹紅外測(cè)溫技術(shù)的理論知識(shí)，然后再詳述紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的運(yùn)用。

一、紅外測(cè)溫技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)是先用專業(yè)的檢測(cè)儀器轉(zhuǎn)化物體的紅外輻射，使其變?yōu)榭梢妶D像，然后以物體的檢測(cè)信息為依據(jù)來判斷設(shè)備是否正常運(yùn)行。目前，在變電運(yùn)維中，紅外測(cè)溫技術(shù)的適用范圍廣泛，即：

（1）在電氣設(shè)備的導(dǎo)流回路中，紅外測(cè)溫技術(shù)常用來檢測(cè)故障觸頭或接頭，即：假設(shè)回路的觸頭或接頭出現(xiàn)故障或存在缺陷，接觸電阻會(huì)增大。依據(jù)焦耳定律，Q=I2Rt，式中，Q表示單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量；t表示時(shí)間；I表示電流；R表示電阻。據(jù)此，倘若負(fù)荷電流一定，則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量隨接觸電阻的增大而增加，因此可使用紅外成像儀快速定位異常點(diǎn)。

（2）在電氣設(shè)備的絕緣層，雖然絕緣介質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，但其會(huì)因運(yùn)行電壓的影響而產(chǎn)生大量的損耗熱量，且若絕緣介質(zhì)的惡化，會(huì)增加其介損，外在表現(xiàn)為絕緣面的溫升呈梯度變化。

（3）在變壓器、互感器等含鐵磁材料的設(shè)備中，倘若設(shè)備正常運(yùn)行，則電磁回路的鐵損表現(xiàn)出均衡彌散的現(xiàn)象，而若出現(xiàn)片間短路、磁飽或漏磁等異?，F(xiàn)象，則局部會(huì)出現(xiàn)渦流或環(huán)流發(fā)熱現(xiàn)象，繼而引起熱量增加。

（4）氧化鋅避雷器等內(nèi)部為片式結(jié)構(gòu)的設(shè)備，其內(nèi)部一旦發(fā)生異常，便會(huì)改變各片間電壓的分布，并使泄漏電流增加，因此可運(yùn)用紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)到。

紅外測(cè)溫最基本的工作原理是熱量捕捉，因此適合用來排查電氣設(shè)備的發(fā)熱故障，且具有使用方便、巡視安全且效率高、紅外圖像的處理與調(diào)用簡(jiǎn)便、電氣設(shè)備狀態(tài)的評(píng)估科學(xué)等優(yōu)點(diǎn)。其中，使用方便表現(xiàn)為手持式紅外檢測(cè)儀的界面友好、體積小，且無需任何輔助設(shè)備便可從不同的角度檢查設(shè)備；巡視安全且效率高是因?yàn)榧t外測(cè)溫支持遠(yuǎn)距離、不接觸探測(cè)；運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可分時(shí)段存儲(chǔ)紅外圖像，因此方便了圖像的對(duì)比、分析和調(diào)用。

二、紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的運(yùn)用

在變電運(yùn)維中，紅外測(cè)溫技術(shù)常用于狀態(tài)檢修、故障排查中，具體表現(xiàn)如下：

（一）在狀態(tài)檢修中的運(yùn)用

變電檢修先后經(jīng)歷了故障檢修和預(yù)防性檢修階段，目前已步入狀態(tài)檢修階段。其中，狀態(tài)檢修對(duì)減少檢修次數(shù)、降低停電損失具有重要意義，但要求事先對(duì)電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。電氣設(shè)備一般帶電運(yùn)行，且不允許拆解后觀察其內(nèi)部，所以間接信息的獲取是評(píng)估設(shè)備狀態(tài)的決定因素。在狀態(tài)檢修初期，既可從自動(dòng)化裝置或在線監(jiān)測(cè)裝置處獲取間接信息，又可從設(shè)備缺陷記錄中獲取，但這兩種方式都存有缺陷。為了彌補(bǔ)這些缺陷，紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即其在狀態(tài)檢修中的運(yùn)用如下：一是除了二次設(shè)備內(nèi)的電子器件以外，電氣設(shè)備異常一般始于發(fā)熱，這正體現(xiàn)了紅外測(cè)溫技術(shù)的工作原理；二是紅外測(cè)溫圖譜庫(kù)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的演示非常準(zhǔn)確且科學(xué)，從而為狀態(tài)檢修問題的解決提供了輔助決策。隨著紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用，變電狀態(tài)檢修的成效變得更高。

（二）在故障排查中的運(yùn)用

在用電負(fù)荷激增的背景下，變電設(shè)備承受了巨大的供電負(fù)擔(dān)，繼而引發(fā)了越來越多的突發(fā)性故障。為此，在電氣設(shè)備故障排查中，引入紅外測(cè)溫技術(shù)非常必要，且其一般包括溫度判斷法、溫差對(duì)比法和檔案分析法，見下表。

三、注意事項(xiàng)

為了保證電氣設(shè)備故障檢測(cè)的有效性及實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行的準(zhǔn)確判斷，筆者認(rèn)為在變電運(yùn)維中，紅外測(cè)溫技術(shù)的運(yùn)用應(yīng)注意下列事項(xiàng)：一是負(fù)載電流，即負(fù)載電流產(chǎn)生的熱量會(huì)影響到溫度，而在電阻一定時(shí)，電流的二次方與其在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量呈正相關(guān)，同時(shí)電流與障礙處的溫升幾乎也呈正相關(guān)，因此要求高度關(guān)注負(fù)載電流的影響；二是環(huán)境溫度，即在負(fù)載相同時(shí)，環(huán)境溫度與故障處的溫升呈正相關(guān)，因此要求消除環(huán)境溫度的影響，例如在運(yùn)用溫差對(duì)比法時(shí)，直接扣除環(huán)境溫度；三是主觀因素，即指拍攝距離、對(duì)焦等非系統(tǒng)性因素，其一般會(huì)直接影響到紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用效果，因此要求在高負(fù)荷、高溫時(shí)段，增加紅外測(cè)溫的檢測(cè)頻度，同時(shí)使用三腳架固定設(shè)備，并計(jì)算確定三腳架的安裝位置與調(diào)整參數(shù)，以保證拍攝的距離、方向準(zhǔn)確及保持檢測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定狀態(tài)；四是認(rèn)清紅外測(cè)溫技術(shù)存在的局限性，比如在判定變壓器的內(nèi)部故障時(shí)，故障的熱場(chǎng)會(huì)受到油循環(huán)的影響，繼而導(dǎo)致難以捕捉到變壓器表面明顯的發(fā)熱點(diǎn)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上，筆者根據(jù)紅外測(cè)溫技術(shù)的含義、優(yōu)點(diǎn)及適用范圍等理論知識(shí)，探討了其在變電運(yùn)維中的運(yùn)用，即：在狀態(tài)檢修中，紅外測(cè)溫可彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢修方法的不足，從而提高了狀態(tài)檢修的工作成效；在故障排查中，紅外測(cè)溫可有效改善電氣設(shè)備因用電負(fù)荷增加而頻發(fā)故障的局面，其中最有效的突發(fā)性故障處理方法是溫差對(duì)比法，從而保證了故障的查找效率及其研判的準(zhǔn)確度。總之，紅外測(cè)溫具有使用安全、操作方便及結(jié)果精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，其在變電運(yùn)維中的運(yùn)用極具價(jià)值，但為了適應(yīng)狀態(tài)檢修工作的發(fā)展，要求紅外檢測(cè)技術(shù)具備自動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)測(cè)試等功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑾瑜.紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016，06：37-38.

[2]趙麗君.紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用探析[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2016，25：444.

[3]朱敏.關(guān)于500kV變電運(yùn)行中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用[J].科技傳播，2014，06：181+186.

[4]鄧國(guó)強(qiáng).淺談變電運(yùn)行中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，19：17.

[5]趙濼.500kV變電運(yùn)行中紅外測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，24：96+98.

[6]孫葆棟.紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維專業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，13：107+109.