（广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000）
摘要：在电力系统中，由于电力设备发热缺陷而引起的设备事故时有发生。随着配电网供电可靠性要求的不断提高，采用红外测温诊断技术可以及时发现电力设备缺陷，使设备故障得到及时的消除避免电力系统事故的发生。本文详细阐述红外成像技术在电力配电线路上图像采集和数据处理的方法，并提供典型应用分析。结果表明达到了很好的效果。
关键词：红外成像；配电网；故障检测
电网带电运行设备缺陷的及时发现和排除对电网安全运行具有十分重要的意义。10kV配电网目前普遍采用的方法是安排线路工作人员定期进行巡视，但是这种方法不适合排查由于老化或者接触不良等原因造成的设备内部过热等缺陷。采用红外成像测温技术能很好解决这一问题，尤其对电力设备的早期故障诊断和预防性维修具有突出优点。
1 红外成像技术在电力系统中的应用
红外成像测温技术在电力工业中的应用，国外开始于20世纪60年代，我国开始于80年代。1990年，在国际大电网会议（CIGRE）上，对红外诊断技术给予充分重视和肯定[3]。
利用红外成像仪器对电气设备和线路的热缺陷进行探测，如变压器、套管、断路器、刀闸、导线等具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备，这已成为电力设备监测、普查、及时发现隐患、及时抢修、杜绝恶性突发性设备事故的 一种先进手段[7]。
2 红外测温图像采集和数据处理
在红外测温图像的采集和数据处理过程中存在多种因素影响红外测温最终结果有各种各样的因素，因此掌握正确的图像采集和数据处理方法尤其重要。
（1）影响图像采集的因素。
①人员因素。为保证检测质量满足电力安全生产服务的需要，从事电气设备红外热像检测人员应了解红外热成像诊断技术的基本条件和诊断程序，熟悉掌握仪器的操作程序和调试方法；了解被检测设备的结构特点、外部接线、运行状况和导致设备故障基本因素；具有一定现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的有关安全规程
②环境因素。环境温度一般不宜低于5℃、空气湿度一般不大于85%。不应在有雷、雨、雾、雪的情况下进行检测，风速一般不大于5 m/s；气候为阴天、多 云为宜、晴天要避开阳光直接照射或反射入镜，无雾。同时应避开环境温度剧烈变化时间段；在室内检测应避开灯光的直射，最好闭灯检测。
③受检设备因素。检测电流致热的设备，最好在设备负荷高峰状态下进行，一般不低于额定负荷的30%；检测电压致热的设备，保障在额定电压下运行，负荷电流越小越好。
（2）数据处理方法。
处理红外采集图像方法主要有表面温度判断法、相对温差判断法、同类比较判断法、热谱图分析法，精确检测还应采用档案分析法比较不同历史时期的温 升、相对温差和热谱图。
① 表面温度判断法。根据测得的设备表面温度值，对照 GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中对高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限的有关规定，结合环境气候条件、负荷大小进行分析判断。
②相对温差判断法。为了提高判断正确性，对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应进行准确测温，根据公式（1）计算相对温差值判断确定缺陷性质，并划分为紧急缺陷、重大缺陷及一般缺陷等3类[1]。
其中：为相对温差值；
T1为正常相温度；
T2为发热点温度；
T0为环境参照温度。通常设与被测物体同质（发射率相同）且与周围空气温度相同者为参照物。
③同类比较判断法。根据同组三相设备间对应部位的温差进行比较分析。如果三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。
④热谱图分析法。根据同类设备的正常状态和异常状态的热图像判断设备是否正常，当电气设备其他试验结果合格时，应排除各种干扰对图像的影响，才能作出结论。
⑤档案分析判断法。分析同一设备不同时期的检测数据，找出设备致热参数 的变化，判断设备是否正常。
3 红外成像测温技术在配电网的应用
（1）应用案例分析。
以某供电局10kV线为例，7月下旬对该线路进行正常周期性红外测量。该日气象条件：晴，大气温度28℃，湿度68%，风速2 m/s。测量时间段为上午8点至9点之间，线路负荷约为62%。红外测量对象为线路耐张搭头。取得图像如图1、2。
从算式（2）可知该处相对温差值已达到74%。根据DL/T664关于缺陷等级分类该处相对温差值大于一般缺陷相对温差值30%，但小于紧急缺陷规定的相对温差值80%。该缺陷应确定为一般缺陷，需要予以密切关注，防止演变为重要缺陷或者紧急缺陷。
（2）应用效果。
从应用红外成像技术在某局10 kV配网缺陷检测的情况来看，温度越限情况占总缺陷的比重比较大。统计第三季度缺陷如表1、表2所示。
从表1和表2可以看出第三季度缺陷中，采用红外成像检测出的一般缺陷占总缺陷的60%，重要缺陷占总缺陷的15%。因此利用红外成像技术提高了设备缺陷发现的几率，为线路检修工作提供了更为可靠的依据，保障了线路的安全稳定 运行。
4 结语
随着对配电网供电可靠性要求的提高，传统的设备缺陷巡视方法已经不能满足可靠性标准要求。在配电线路中由于致热导致的内部缺陷，采用一般的巡视很难发现。红外成像技术作为一项在发电厂、变电站设备检修中应用已相对成熟的方法，同样适用于配电网设备的缺陷检测，因此为保证电力生产安全高效运行，把红外成像技术应用到配电网设备的日常巡视中，可以提高运行经济效益，降低维修成本，为电网的稳定运行提供保障。
参考文献：
[1] 陈衡，侯善敬.电力设备故障红外诊断[M].中国电力出版社，1999.
[2] 付冬梅，李晓刚，唐征花.基于相对温差法的电器设备故障红外诊断方法与软件开发[J].红外技术，2002（5）.
[3] 朱彬.提高带电设备红外诊断准确性的方法[J].贵州电力，2005（10）.
[4] 吴继平，李跃年.红外热成像仪应用于电力设备故障诊断[J].电力设备，2006，7（9）.
作者简介：
梁永来（1979.1），男，广东东莞人，工程师，单位：广东电网有限责任公司东莞供电局，研究方向：变电站一次设备检修维护，事故处理
论文作者:梁永来
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/11
标签：缺陷论文; 设备论文; 测温论文; 温差论文; 技术论文; 方法论文; 图像论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;