電壓致熱型設(shè)備紅外測溫技術(shù)

肖艷艷

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司梧州供電局，廣西梧州 543000）

0 引言

變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行與供電質(zhì)量，與供電的穩(wěn)定程度也有直接關(guān)系。因此，做好電壓致熱型設(shè)備的測溫工作意義重大。應(yīng)用紅外線測溫技術(shù)可以在不斷電，無需接觸線路的情況下，對變電站線路以及設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行有效監(jiān)測，以判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

1 紅外測溫的技術(shù)優(yōu)勢

紅外測溫技術(shù)在變電運(yùn)維工作中的應(yīng)用十分廣泛，其應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面。紅外測溫技術(shù)在對電力設(shè)備熱輻射進(jìn)行采集的基礎(chǔ)上，借助自身功能將其轉(zhuǎn)化為圖像，對設(shè)備的溫度進(jìn)行合理判斷，檢測設(shè)備的溫度。與其他設(shè)備測溫技術(shù)比較，紅外測溫技術(shù)優(yōu)勢突出，使用便利。手持式是紅外線監(jiān)測設(shè)備的常用操作方式，設(shè)備體積小，監(jiān)測過程不需要任何設(shè)備的輔助，并且可以靈活移動(dòng)，保障監(jiān)測過程的全面性；測溫環(huán)節(jié)不需要接觸線路，提升監(jiān)測效率，保障巡視過程的安全可靠。紅外線測溫技術(shù)具有輻射功能，可以不依賴其他技術(shù)而獨(dú)立工作，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和合理性；通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像和數(shù)據(jù)的結(jié)合，變電站之間可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可直觀系統(tǒng)地分析監(jiān)測結(jié)果；對變電站設(shè)備的實(shí)際狀況進(jìn)行科學(xué)合理的評估，保障提供數(shù)據(jù)的可靠性。

2 高壓電氣設(shè)備熱故障類型

電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)異常發(fā)熱或溫度分布不正常。一般將高壓電氣設(shè)備外部熱故障分為兩大類：電氣接頭接觸不良，發(fā)熱功率與導(dǎo)體連接的接觸電阻和經(jīng)過的電流有關(guān)；另一類是由于受到外力作用導(dǎo)致絕緣性能不佳，發(fā)熱功率受到外絕緣絕緣帶及泄漏電流的影響。高壓電氣設(shè)備內(nèi)部熱故障位置往往集中在導(dǎo)電回路以及絕緣介質(zhì)上，內(nèi)部的發(fā)熱機(jī)理會(huì)由于設(shè)備構(gòu)造及實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)不同而不同。在實(shí)際運(yùn)行過程中，為更準(zhǔn)確地判斷待測目標(biāo)的紅外熱分布場，常使用輔助措施增加儀器的使用功能。

3 影響電壓致熱型設(shè)備紅外測溫的因素

針對電壓致熱型設(shè)備的測溫工作，選擇紅外測溫技術(shù)的測溫準(zhǔn)確程度受到很多因素的干擾。紅外測溫儀器通過對檢測對象發(fā)射出的能量、反射出的能量、傳遞的能量進(jìn)行系統(tǒng)接收，進(jìn)而對其表面溫度進(jìn)行測量。測溫儀器內(nèi)的探測元件將收集到的能量信息傳達(dá)給微處理器，微處理器對其集中處理，將測定結(jié)果轉(zhuǎn)化為溫度度數(shù)顯示，分析物體表面溫度，判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在缺陷。測溫操作前，被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。當(dāng)視場比目標(biāo)尺寸大時(shí)，輻射能量會(huì)融入測溫設(shè)備，增大測定誤差，當(dāng)視場比目標(biāo)尺寸小時(shí)，測溫設(shè)備不會(huì)被測量區(qū)域外的背景干擾。測溫設(shè)備所處的自然條件對實(shí)際測量結(jié)果有較大的影響，所以要考慮充分并且采取合理的對策加以解決。

（1）發(fā)射率的影響。發(fā)射率是影響測溫質(zhì)量的因素之一。紅外測量儀器通過對電氣設(shè)備表面紅外輻射功率進(jìn)行測量獲取設(shè)備溫度信息。物體表面的發(fā)射率受到材料性質(zhì)及表面狀態(tài)等因素的影響，保障測量電氣設(shè)備溫度值的精確性，必須嚴(yán)格按照受檢目標(biāo)的發(fā)射率值進(jìn)行修正。

（2）檢測距離的影響。在保障檢測安全的前提下，盡量減小檢測距離，對檢測距離合理修正。

（3）環(huán)境及背景輻射的影響。戶外檢測工作前，應(yīng)對儀器接收的紅外輻射進(jìn)行檢測，減少環(huán)境與背景輻射的干擾，盡量選擇在陰天或者傍晚光線較弱的情況下檢測，通過合理的改變檢測視角，找到避開反射的最佳視角。

4 紅外測溫技術(shù)在電壓致熱型設(shè)備測溫工作中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)電壓致熱設(shè)備種類較多，如電壓互感器、耦合電容器、高壓套管、避雷器、電纜頭燈等，在電壓下絕緣受潮會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱現(xiàn)象出現(xiàn)。由于介質(zhì)本身的損耗較大，泄漏電流變化、磁路故障、電場分布不科學(xué)等情況導(dǎo)致溫度上升和運(yùn)行狀態(tài)下電壓值的平方數(shù)呈正比例關(guān)系，工作電壓的大小對于紅外檢測以及故障診斷結(jié)果有直接影響。利用紅外測溫技術(shù)做好電壓致熱型設(shè)備的測溫工作，需按規(guī)范步驟操作。

（1）合理選擇紅外測溫儀器。結(jié)合設(shè)備檢測需要，選擇合理的紅外測溫儀器。保障紅外測溫儀器能滿足精確檢測的要求，測量精度及測量范圍要與現(xiàn)場的實(shí)際測試需求相符，對檢測儀器的性能指標(biāo)要求比較高，溫度分辨率足夠高，空間分辨率高。大氣條件的修正模型操作簡單，圖像呈現(xiàn)清楚、穩(wěn)定。

（2）制定合理的測溫方案。紅外測溫儀器選擇完畢后，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況制定合理的測溫方案。為減少光照影響，盡量選擇在陰天或傍晚時(shí)進(jìn)行，風(fēng)速、環(huán)境溫度、濕度、測量距離、發(fā)射率等因素對測量結(jié)果的影響也應(yīng)考慮充分，保障測量方案的可行性。為保障變電站運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)場管理要求較為嚴(yán)格，每年必須對變壓器、套管、避雷器、電容式電壓互感器、電纜頭等電壓致熱型設(shè)備進(jìn)行精確檢測，并且每次檢測都應(yīng)做好記錄，將圖像存儲(chǔ)到紅外數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化管理目標(biāo)。

（3）現(xiàn)場實(shí)測工作的有效展開。由于電壓致熱型設(shè)備故障溫差相對不大，故障判斷比電流型故障分析難度大，因此測量溫度時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)好紅外測溫儀的使用模式，需要調(diào)節(jié)到手動(dòng)調(diào)節(jié)模式上，溫寬及電平也需要調(diào)節(jié)。

（4）謹(jǐn)慎選擇對比標(biāo)準(zhǔn)。如果設(shè)備都處于正常運(yùn)行狀態(tài)，并且設(shè)備屬于同一大類，呈現(xiàn)出的熱像圖往往十分相似，因此當(dāng)設(shè)備的熱像圖表現(xiàn)不一致時(shí)，應(yīng)引起高度重視，需要仔細(xì)分析判斷，結(jié)合周圍材料的溫升以及熱分布場的變化情況進(jìn)行判斷。由于電壓型缺陷測出的發(fā)熱溫差一般不大，在現(xiàn)場開展紅外測溫工作，當(dāng)溫差＞0.5℃時(shí)要高度警覺，避免誤判。

5 結(jié)語

變電站運(yùn)行過程中，為保障運(yùn)行的可靠性必須做好測溫工作。電壓致熱型設(shè)備測溫往往借助紅外檢測技術(shù)。紅外檢測技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢顯著，不接觸，無需取樣不解體，準(zhǔn)確、快速、直觀，可對變電站電壓致熱型設(shè)備發(fā)生的早期故障缺陷進(jìn)行有效的預(yù)測，降低設(shè)備維修成本，避免突發(fā)性事故的發(fā)生，保障電力運(yùn)行的安全性以及可靠性。