杨 斌
国网山西省电力公司忻州供电公司 山西 034000
摘要：随着经济的快速发展，电力资源成为了人们日常生活中必不可少的一部分，因此保证电力的可靠供应显得尤为重要。红外测温技术在电网运行与维护过程中发挥着至关重要的作用，红外热成像仪不接触带电设备便能够快速实时地检测出带电设备中存在的缺陷，既保证了缺陷能够迅速消除，又保证了电网持续可靠供电。
关键词：红外测温；可靠性；检测；变电运维
引言
近年来，我国电力系统行业迎来了快速发展的黄金时期，同时对电力巡检也提出更高要求。传统的常规检修方式如定期巡检和事后检修，已经难以满足快速准确高效的巡检需求。当前使用较为广泛的检测方法主要有:红外检测法、振动检测法、超声波检测法和特高频检测法等检测方式。电力设备的状态监测是指在设备带电条件下对检测量进行特征提取的过程，掌握设备的运行情况，进行状态评估。红外检测技术因其具有准确、安全和抗干扰等特性能很好地反应设备的热状态，通过热成像原理清晰反映设备的热量影像，准确地将设备表面的温度分布用图像的形式展示出来，有利于设备故障情况的诊断和潜在风险的判断，是设备状态评估和检修的有效方法。
1红外热成像仪原理
红外线是由物体内部发射出来的，而一切温度高于绝对零度的物体都在向周围空间发出红外辐射能量，物体辐射的能量决定了其发射出的红外线的波长，在千摄氏度以下的物体中，物体表面辐射出的最强电磁波是红外波。所以，对物体红外辐射能量进行测量便可以得出物体的表面温度，这就是红外热成像仪测温的客观基础。红外成像利用红外探测器读取物体表面的红外辐射能量，将物体表面的温度分布规律转化为直观的人眼可识别的图像。
2变电设备中发热缺陷的常见形式
在设备运行的过程中，影响发热的主要因素是电流和电压。电流致热型设备的发热一般是由于导线的截面积太小以及触头接触不良造成的，而电压致热型缺陷一般是设备内部绝缘降低、电压分布不均、泄漏电流较大等原因造成的。对于电压和电流造成的设备发热缺陷类型，又可分为设备的外部发热缺陷和内部发热缺陷。
2.1变电设备外部缺陷致热
变电站内设备的外部缺陷过热，一般是由于设备长期暴露在空气中，风吹雨淋及氧化作用使线路电阻过大，从而造成设备急剧发热。这种缺陷产生于设备的外部，一般能够直观地观察到。还有一种情况是在设备的维护或检修过程中，水渍、油污、油漆等掉落在了设备上，使设备发生漏电现象，温度不断上升，进而造成发热缺陷。
2.2变电设备内部缺陷致热
内部缺陷致热，主要是由于设备内部的故障造成发热现象，这些发热部位一般都密封在一个空间内，无法通过变电人员自身识别得知。发热的主要来源是设备内部电气零件故障，比如设备内部电路接触不良，或者电气连接不充分。我们可以利用手持式红外热成像仪来描绘设备内部温度，然后结合现场的实际情况具体分析，从而明显提高处理缺陷的能力和变电人员的运维水平。
3红外热成像技术在变电运维中的实际应用
在对实际设备进行测温时，一般晚高峰是最合理的数据测量时间，此时为用电高峰期，并且环境因素干扰较小，测量效果最佳。此时，可以根据测得的红外云图和设备的综合状况，进行横向和纵向对比，来判断设备的运行情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆状态检修是一种根据设备的健康状态来有计划地进行的设备检修，首先要预知设备的状态信息，预知设备的故障，然后根据预知的故障信息合理安排检修项目和周期。在变电设备的状态检修中红外测温技术发挥着不可替代的作用，通常运维人员的定期巡视和检查仅仅是对设备的运行指标和技术指标进行了检查，便视为设备的运行状态正常，而实际上很多细微的变化并不能很快体现出来，红外测温技术则进一步弥补了我们巡查的内容，使电气设备内部缺陷和隐患的检查方式得到了完善，避免了故障的发生。
3.1红外测温在导线线夹处的应用
导线线夹作为电力系统中的重要组成核心，若出现发热，不仅会对系统的运行造成威胁，严重时还有可能造成整个电网瘫痪。而红外测温仪能发现导线线夹的异常发热部位，预防电力事故的发生，提高电网供电的可靠性。线夹发热的主要原因是其长期暴露在空气中，经过风吹雨淋线夹的弹簧垫发生氧化，致使线夹出现松动，从而造成线夹接触不良，给线路的运行带来了不安全因素。所以运维人员要定期对线路上的线夹进行检测，对温度有明显异常的导线线夹，上报缺陷，及时消缺，减少对线路的威胁。
3.2红外测温在隔离开关处的应用
隔离开关又称为“闸刀”，无灭弧能力，作为一种作为高压开关设备，在变电运行过程中多面临发热问题，尤其是在电阻值增加、合闸不到位等情况下，闸刀的温度会出现持续攀升的趋势。严重时不仅会对设备和电网造成严重的威胁，若持续发热还有可能引发安全事件。隔离开关发热主要是由以下两种原因造成的：首先，隔离开关暴露在空气中，致使刀口发生氧化，两个触头接触面会形成一层氧化膜，从而增加了接触电阻，进而导致出现发热现象；其次，在倒闸操作过程中，可能会出现合闸不到位的情况，使开关动静触头接触面积和压力不足，导致开关局部发热，甚至因为电流过大烧蚀焊接，无法分开，严重者可能产生电弧，造成相间或对地短路。而利用红外测温技术，运维人员可以尽早发现发热部位，及时消除缺陷。
4红外成像仪系统的设计
根据设备状态检测需求，系统以分层结构为基础，该系统主要包含四项功能，分别为目标设备静态数据采集、红外检测信息读取及显示、数表自动填写及状态智能诊断。1)目标设备静态数据采集:静态数据主要由距离检测、目标设备基本信息、设备负荷状态和环境信息等构成。距离检测使用测距传感器或可见光相机以三角测距原理为基础测量设备与传感器间的距离;提前将设备基本信息编入相应二维码，扫描对应的二维码获取设备静态信息;通过智能硬件设备的数据网络获取PMS中被测设备的负荷状态;经过数据网络自动获得温湿度等信息或者经传感器直接测量，上述检测将为红外传感器角度的调整提供依据。2)红外检测信息读取及显示:操作人员经底层驱动调整红外镜头，根据实时测量位置采集图像目标区域内每点的温度，以数值的形式显示，获得不同环境下最大、最小和平均温度值并保存;还可将红外画面分割为若干区域，搜索不同区域最大、最小和平均温度等信息。3)数表自动填写:将实时测量的红外图像、设备静态数据、时间和人等信息以PMS系统规定的格式上传到后台并保存，能极大提高检测效率与检测的准确性，降低工作强度。4)状态智能诊断:根据红外信息及设备静态信息对检测结果修正，得到较为准确合理的温度值;同时还可根据设备的历史检测记录，画出热状态曲线，通过分析可得到设备温度变化规律，便于预期检测及时发现故障;还可以根据同类设备的发热状况，及时筛选热异常的设备，结合其历史检修数据及PMS系统中设备的标准指标对设备进行综合诊断。
结语
综上所述，科技的迅速发展，使得红外测温技术在变电运维工作中的运用越来越成熟。作为一项带电检测技术，红外测温技术在电网检测和维护过程中正发挥着越来越重要的作用，其在缺陷预知、状态检修、故障排查、监控工作等方面有着很高的实用性。在变电运维工作中引进红外测温技术，能够使得运维人员精准地发现设备运行过程中出现的异常和缺陷，不仅提高了工作效率、经济效益，还保证了电网的安全可靠运行。
参考文献
[1]鲁星星.红外测温技术在变电运维中的应用研究[J].科技风，2018（33）：176.
[2]马宇静.变电运维中红外测温技术的应用研究[J].山东工业技术，2018（22）：214.
论文作者:杨斌
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/3/1
标签：设备论文; 测温论文; 缺陷论文; 状态论文; 物体论文; 温度论文; 电网论文; 《防护工程》2019年19期论文;