（国网山东省电力公司青岛供电公司 山东青岛 266000）
摘要：在变电站设备运行维护中,因红外测温技术快捷、准确的特性而广泛使用。红外测温能准确发现设备发热部位，并为运维人员判定设备缺陷与隐患提供依据，从而能够及时消除设备缺陷与隐患，保障电网可靠供电。随着电网建设，变电站设备越来越多，测温工作量越来越大，如何缩短红外测温时间成为运维人员面临突出问题。在保证红外测温质量的基础上，本文提出一种缩短变电站设备红外测温时间的方法，并以青岛地区某220kV变电站220kV设备为例验证了该方法的可行性。
关键词：有效测量距离；红外测温；变电站
0 引言
随着电网的建设，变电站设备数量与日俱增。变电站设备的巡视工作是运维人员每天必修课，在红外测温技术未应用到变电站以前，运维人员主要是通过眼看、耳听、手摸来判断设备状态，这些方法属于经验型方法，需要多年的运维经验才能获得，此方法在大型变电站中难以使用，因为需要大量的时间和人力，且准确度不高，不能准确发现设备缺陷与隐患。因此，在变电站运维工作中，红外成像测温技术的应用是势在必行的[1-3]。
红外检测是一种简便、有效的设备检测诊断技。《国家电网公司无人值守变电站运维管理规定》要求220千伏变电站红外带电检测周期每月1次,迎峰度夏（冬）、大负荷、新设备投运、检修结束送电期间要增加检测频次。《青岛供电公司变电站红外检测管理规定》要求以下情况，应加强测温：（1）在每年的负荷高峰期，（2）对新建、扩建、大修、技改的设备在运行后的一个月内（但最早不少于24h），（3）对设备内部存在异常情况，需进一步分析鉴定或已测出红外异常情况，应对其进行跟踪测温。（4）上级有明确要求时，如：遇到特殊运行方式、特殊天气、重大保电任务等。（5）计划停电主变、母线方式有变化的应提前三天进行红外检测[4]。从以上看出，在运维人员的日常工作中，红外测温工作繁重，缩短红外测温时间，提高变电站设备红外测温效率势在必行。
1 红外成像测温技术的特点
海外成像测温技术对高压设备异常发热的诊断是十分有效的。该方法原理：根据正常状态下设备的发热规律及其表面温度场的分布和温升，即设备的基础热像，结合设备结构及传热途径，进而分析设备在各种故障下的热像及温升，再结合其他检测结果，就能诊断出故障及故障点的类型[5]。
（1）红外成像测温技术能够在线检测设备温度。根据电气设备表面温度及其分布不均的特点进行监测﹑分析和判断。可以以此作为依据对电气设备的运行进行准确无误的判断，，它能在无灯光、大雾和雨雪天气下发现故障，从而使故障的类型由部分事故检修转为预见性检修。
由于一次设备的红外检测是在运行状态下，通过红外成像测温仪检测设备内部探测红外热量。在整个检测过程中，不需要与电气设备直接接触，就可以安全有效地检测出设备在运行状态下的真实信息。提高工作的安全性，降低劳动强度，大大提高电网可靠性。
（2）能够实现远方获取信号是红外测温技术的特点之一，并能够做到将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别取样和严格分析得到结果。当使用红外成像测温仪检测时，它能够以图像直观显示给运维人员并能准确记录设备的运行状态。
2 红外测温技术在变电站中的应用
（1）设备状态检测及检修。红外测温技术的应用使得变电站电气设备由传统的变电检修逐渐转变为常规的状态检测与检修。这种检测方式灵活性高，可以减少日常检修工作量，同时也避免了因停电给电气设备带来的干扰。
（2）排除事故隐患。如变电站电气设备运行负荷过高，意味着每一电压等级的变电设备承受较大的负荷，倘若超过设备所能承受的负荷极限，就会引起事故，带来不必要的经济损失。红外测温技术中的设备故障筛查环节，可以辨别设备突发事故的情况[6]。
红外测温技术具有无需停运、无需解体、无需取样、快速检测设备发热状态等优点，其在变电站电气设备发热缺陷诊断中的应用发挥出了明显的技术优势，对提高变电站故障诊断的准确性与效率起了重要作用。应用红外测温技术对设备进行故障诊断，提高了发现发热重大缺陷和隐患的效率，保证了设备正常运行状态，增强了电网稳定性。
3 基于有效测量距离的红外测温方法
FlirT610红外测温仪是青岛地区运维人员在变电站日常测温工作中使用的主要仪器。
3.1 FlirT610红外测温仪工作原理
查阅红外热像仪相关资料，测温热像仪能够准确测量目标温度一般需要9个像素，而识别只需要4个像素[7]，所以有效测量距离就可以计算出来，计算公式如下：
其中：L1：识别距离；L2：被测温物体长度；
：红外测温仪器的像间距；
：红外测温仪器镜头焦距；L3：能够有效测温距离。
FlirT610热成像仪相关参数，如表1：
表1 FlirT610热成像仪参数表
在220kV设备区内，导引线连接金具或线夹由于接触不良引起发热是常见发热缺陷，且线夹是该区域内最小的测温物体，查阅变电站相关资料220kV线路常用线夹参数见表2。
表2 UT型线夹技术参数表
图1 220kV设备区1设备布置图
图2 220kV设备区2设备布置图
依此表数据可得：L1 =97.79m；L3=43.46m。即距离被测物体在43.46m之内均属于有效的测量数据。
3.2 基于有效测量距离的测量有效点确定
根据青岛地区某220kV变电站220kV设备的实际布置，制出了该区域设备布置图，如图1和图2所示。
首先以220kV设备区2有效测量点选取为例：
在选取220kV设备区2下方道路上取点，原因：靠近220kV设备区1，可以同时测温，使得工作更加便捷。假设距离220kV设备区2最左侧边界为x可以使得测温在有效范围内，根据勾股定理，可得方程3：
（3）
从而得x最大为36.626m，即在距离左侧边界36.626m处，可以有效测得距离左侧边界73.252m范围内设备温度。那么168.813/73.252=2.3，那么在考虑测温准确度和实际条件下，可以设置3个测温点，第一个测温点在168.813/6=28.1355m处，可以向右移动，不可超过36.626m处；依次我们可得测温点区域，其中红色区域为测温区域，如图3表示：
图3 220kV设备区2测量点位置图
同理，对于220kV设备区1，可列方程4：
（4）
从而得x最大为14.175m，那么在考虑测温准确度和实际条件下，可以设置6个测温点，依次我们可得测温点区域，如图4表示：
图4 220kV设备区1测量点位置图
在220kV设备区布置图上标注测温点，如图5和图6所示。
图5 220kV设备区1测量点布置图
图6 220kV设备区2测量点布置图
3.3 基于有效测量距离的红外测温方法有效性评估
班组根据测温计划定于2017年1月1日开始实施，据PMS系统记录统计至2017年8月31日对该220kV变电站红外测温次数为19次，班组内各班次运维人员均按照标注的有效测量点进行测量，将优化红外测温方法前后对该220kV变电站220kV设备红外测温平均耗时进行对比，见表3。
表3优化前后班次间测温平均耗时对比表（单位：分钟）
从表3可以看出，优化测量点后，班组内运维人员对该站红外测温平均耗时均减少，不同班次运维人员测温平均耗时减少33.33分钟。
4 结语
随着运维一体化工作推进，变电站运维工作量与日俱增，为了更好开展运维工作，变电站红外测温耗时亟需缩短。要保证红外测温的质量就必须保证测温的有效距离，文中以青岛地区某220kV变电站220kV设备为例给出了进行红外测量时的有效距离测量点的方法，经过实际测量验证，该方法可以有效提高变电站红外测温效率，可以使运维人员保质保量的完成红外测温工作。
参考文献
[1]汤蕴哲.红外测温诊断技术的应用[J].上海电力，2008（1）：96-99.
[2]邓国强.浅谈变电运行中红外测温技术的应用[J].中国新技术新产品，2014（19）：17-17.
[3]梁敬铸.浅析红外测温技术在变电运行中的应用[J].企业技术开发月刊，2013，32（11）：121-122.
[4]国家电网公司无人值守变电站运维管理规定[S].国网（运检/4）302-2014.
[5]郭科科.浅谈红外测温技术在220kV变电运行中的应用[J].科技风，2014(19)：116-116.
[6]余海.变电运行中红外测温技术的应用探讨[J].山东工业技术，2015(24)：205-205.
[7]带电设备红外诊断应用规范[S].DL/T 664-2008.
论文作者:赵菲,黄国林,李承伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
标签：测温论文; 设备论文; 变电站论文; 测量论文; 技术论文; 距离论文; 方法论文; 《电力设备》2017年第34期论文;