紅外熱成像儀在變電運維工作中的應用

樊麗思

摘要：隨著經(jīng)濟和各行各業(yè)的快速發(fā)展，簡述紅外熱成像技術(shù)的原理及優(yōu)勢，介紹其故障診斷方法和依據(jù)，舉例說明該項技術(shù)在現(xiàn)場電氣設備故障診斷方面的應用，分析紅外熱成像技術(shù)發(fā)展趨勢。

關鍵詞：紅外熱成像;電氣設備;故障診斷

引言

作為一項帶電檢測技術(shù)，紅外測溫技術(shù)在電網(wǎng)檢測和維護過程中發(fā)揮著重要作用，在缺陷的預知、狀態(tài)檢修、排查故障、監(jiān)控工作等方面有著很高的實用性。在變電運維工作中引進紅外測溫技術(shù)，能夠精準地發(fā)現(xiàn)設備運行過程中出現(xiàn)的異常和缺陷。

1紅外熱成像儀原理

光學系統(tǒng)中的成像物鏡接收被測目標的紅外輻射能量，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娦盘柌丛械目臻g順序反映在探測器的光敏元件上，經(jīng)過電路的運算、處理、轉(zhuǎn)換等，通過顯示器呈現(xiàn)被測物體的紅外熱像圖。

2變電設備發(fā)熱缺陷的常見形式

2.1變電設備外部缺陷致熱

變電站內(nèi)設備的外部缺陷過熱，一般是由于設備長期暴露在空氣中，風吹雨淋以及氧化作用，使線路電阻過大，從而造成設備急劇發(fā)熱。這種缺陷產(chǎn)生于設備的外部，一般能夠直接觀察到。還有一種情況是在設備的維護或檢修過程中，水漬、油污、油漆等掉落在設備上，使設備發(fā)生漏電現(xiàn)象，溫度不斷上升，進而造成發(fā)熱缺陷。

2.2變電設備內(nèi)部缺陷致熱

內(nèi)部缺陷致熱型缺陷，主要是由于設備內(nèi)部的故障造成的發(fā)熱現(xiàn)象，這些發(fā)熱部位一般都密封在一個空間內(nèi)，無法通過人員自身識別得知。發(fā)熱的主要來源是設備內(nèi)部電器零件的故障，比如設備內(nèi)部電路連接接觸不良，或者電氣連接不充分，而我們可以利用手持式紅外熱成像儀來描繪其內(nèi)部的溫度，然后結(jié)合現(xiàn)場的實際情況具體分析。

3紅外診斷方法及診斷依據(jù)

（1）絕對值判斷法。根據(jù)紅外熱成像檢測的電氣設備表面溫度與國家標準（GB/T11022）中相應溫度要求進行比較，以判斷設備是否正常。（2）同類設備類比判斷法。設備型號、運行工況、運行負載、環(huán)境溫度相同或相近的同類電氣設備，其紅外熱成像溫度分布應高度相似。該方法是將同類設備的熱像圖進行全面類比分析，查找溫度異常點（故障點），該方法在實際工作中應用最為廣泛。（3）圖像特征判斷法。通過對設備正常狀態(tài)和異常狀態(tài)運行時的熱像圖特征進行類比分析，判斷并發(fā)現(xiàn)其溫度異常發(fā)熱點。該方法主要用于電壓致熱型設備，如電纜、絕緣子等。（4）相對溫差判斷法。該方法通過計算同一設備兩個對應測點的相對溫差δt，進行比較分析，以發(fā)現(xiàn)紅外熱像故障隱患點。

4紅外熱成像技術(shù)在變電運維中的實際應用

在對實際設備進行測溫時，一般晚高峰是測量數(shù)據(jù)最合理的測量時間，此時為用電高峰期，并且環(huán)境因素干擾較小，測量效果最佳。根據(jù)測得紅外云圖和設備的綜合狀況，進行橫向和縱向的對比，來判斷設備的運行情況。

4.1狀態(tài)檢修

紅外測溫技術(shù)在變電設備的狀態(tài)檢修中發(fā)揮著不可替代的作用。通常運維人員的定期巡視和檢查，僅僅是對設備的運行指標和技術(shù)指標進行了檢查，便視為設備的運行狀態(tài)是正常的。而實際上很多細微的變化并不能很快體現(xiàn)出來，而紅外測溫技術(shù)則進一步完善了巡查內(nèi)容，使電氣設備內(nèi)部缺陷的檢查方式得到了完善，避免了故障的發(fā)生。

4.2紅外測溫在導線線夾處的測溫

線夾發(fā)熱的主要原因是其長期暴露在空氣中，經(jīng)過風吹雨淋使線夾的彈簧墊出現(xiàn)氧化，致使線夾出現(xiàn)松動，從而造成線夾的接觸不良。所以運維人員要定期對線路上的線夾進行檢測，對溫度有明顯異常的導線線夾，上報缺陷，及時消缺。

4.3紅外測溫在隔離開關處的測溫

隔離開關的發(fā)熱主要是由以下兩種原因造成的，①隔離開關暴露在空氣中，致使刀口發(fā)生氧化，兩個觸頭接觸面會形成一層氧化膜，從而增加了接觸電阻，進而導致發(fā)熱現(xiàn)象。②由于在倒閘操作過程中，可能會出現(xiàn)合閘不到位的情況，使隔離開關動靜觸頭接觸面積不足和壓力不足，導致局部發(fā)熱甚至因為電流過大燒蝕焊接，無法分開，嚴重者可能產(chǎn)生電弧，造成相間或者對地短路。所以運維人員可以利用紅外測溫技術(shù)在一定程度發(fā)現(xiàn)發(fā)熱部位，及時消除缺陷。

4.4紅外測溫

在穿墻套管出的測溫穿墻套管是變電站內(nèi)常見的電氣設備，常見故障是發(fā)生絕緣老化，一旦絕緣遭到破壞，可能發(fā)生電暈、火花、輝光、電弧等放電形式，最終發(fā)生擊穿，而絕緣老化一個主要因素是套管處溫度過高。所以運維人員在日常巡視時應定期檢測穿墻套管處溫度變化。

4.5故障產(chǎn)生預防中的應用

基于觀測到的數(shù)據(jù)，紅外測溫技術(shù)的應用開展精準的數(shù)據(jù)分析，220kV變電站的檢測可由此獲得更為準確的分析結(jié)果。在220kV變電站的檢測工作中，很多異常情況在短時間內(nèi)不會引發(fā)故障，但隨著時間的推移，這類異常很容易最終引發(fā)故障，而由于傳統(tǒng)的檢測方法無法有效發(fā)現(xiàn)這類異常，這種傳統(tǒng)檢測的盲區(qū)往往會直接影響220kV變電站的安全穩(wěn)定運行。在紅外測溫技術(shù)支持下，很多異常情況均能夠在引發(fā)故障前被檢測出來，隱患可由此做到及時排除，各類故障的預防可獲得紅外測溫技術(shù)提供的有力支持。

5變電運行中紅外測溫技術(shù)的應用優(yōu)勢

5.1安全系數(shù)優(yōu)勢

在安全系數(shù)方面，基于紅外測溫技術(shù)的220kV變電運行無需直接接觸線路，電力人員的工作危險系數(shù)可由此大幅降低，直接接觸的人工操作也能夠有效省略。在極端天氣下，電力人員很多時候不得不開展線路檢修，在保證線路安全的過程中，電力人員將面臨很大的安全風險。在紅外測溫技術(shù)支持下，電力檢修等工作的安全系數(shù)可由此提升，電力人員的人身安全也能夠獲得更多保障。

5.2工作效率優(yōu)勢

在220kV變電運行中，紅外測溫技術(shù)的應用還能夠有效提高工作效率。隨著電力領域的快速發(fā)展，近年來電力設施的復雜程度不斷提升，變電設施的數(shù)量也在隨之增多，而隨著狀態(tài)檢修的廣泛開展，現(xiàn)階段電力工作人員存在較大的工作量負擔?；诟泄傧到y(tǒng)開展的電力設施檢測存在效率低下、無法滿足現(xiàn)狀需要等問題，很多電力故障因此無法被檢測出來，因此留下的隱患必須得到重視。而在紅外測溫技術(shù)支持下，220kV變電運行工作效率可大幅提升，各類故障的快速鎖定和分析也可同時實現(xiàn)，由此實現(xiàn)的檢修效率提升必須得到重視。

5.3準確系數(shù)優(yōu)勢

在以往的220kV變電運行中，經(jīng)驗豐富的電力人員雖然能夠?qū)崿F(xiàn)故障源頭的判斷，但往往無法給出準確的故障嚴重程度判斷，而通過引入紅外測溫技術(shù)，這方面不足即可得到彌補，更為準確的故障判斷可順利實現(xiàn)。成像速度快屬于紅外測溫技術(shù)的特點，較為準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)可在技術(shù)應用的掃描過程獲得，在檢測到故障時，紅外測溫技術(shù)可實現(xiàn)對故障的定量反映，故障的嚴重程度可由此實現(xiàn)直觀反饋。相較于傳統(tǒng)技術(shù)形式，紅外測溫技術(shù)的應用能夠有效提升故障檢測準確系數(shù)，故障的方便、快捷處理也能夠順利實現(xiàn)。

結(jié)語

綜上所述，紅外測溫技術(shù)在變電運行中的應用價值較高。在此基礎上，本文涉及的技術(shù)應用實例，則直觀展示了紅外測溫技術(shù)的應用路徑。為更好發(fā)揮紅外測溫技術(shù)優(yōu)勢，紅外測溫新型設備的積極應用必須得到重視。

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