摘要：最近几年，电网等级提升，原有的电网规模得到扩展与之相应，电网需要配有多样的变电设备变电运行中的故障隐患渐渐变得更多，采纳红外刚温技术可以随时查验运转着的配件故障红外刚温技术独有的优势是避免临时断电、精准性最佳、节省测温时间。文章对红外则温技术在变电运维中的应用进行了探究。
关键词：红外测温技术；变电运维；应用与分析
1导言
随着电力行业的不断发展，变电系统运行所需要的设备逐渐增加，变电运行也变得越来越复杂，变电系统发生故障的可能性也越来越大，会对变电系统的安全性和稳定性造成影响。使用红外测温技术可以有效地检测出变电系统中的故障，并且是在不断电的情况下进行检测，具有不停电、不接触、正常化的优点。红外测温技术在变电运行中得到了广泛的应用。
2红外测温技术概要
红外测温技术主要利用随着温度的增高，物体所散发出的红外辐射就会越强烈的原理，采用专门的检测仪器，将物体的红外辐射转化为可见的图像，进而根据检测的物体发热是否正常等信息来判断设备的运行状况。在变电运维中，红外测温通常适用于以下几种情况：①电气设备中的导流回路，包括一次和二次导流回路，主要是应用在存在有缺陷或故障的回路中接头或触头部分，当有故障产生时，电阻会变大，根据焦耳定律：Q=I2Rt①其中Q为单位时间内产生的热量，I为电流，R为电阻，t为时间。显然，当接头电阻增大时产程的热量会增大，这就就可以通过红外测温成像仪快捷的找出异常的部位，进而采取措施。②电气设备的绝缘部分。虽然绝缘介质的导电性可以忽略不计，但是在电压的运行下，会产生一定的热损耗，这样长期下去会导致绝缘老化等显现，当绝缘层的温度开始产生较大梯度，则说明绝缘层已经磨损或老化，就应该及时的更换或采取防护措施。③含有铁磁材料的设备。通常在设备正常运行时，电磁回路中的铁损失会呈现出均衡弥漫，而当出现漏磁、磁饱或者片间短路的情况时，将会产生局部涡流，进而产生大量的热，红外辐射将在空间内呈现特有的变化。④应用于如氧化锌避雷器等内部结构为片式的设备。当内部设备发生异常时，片之间的电压分布改变，进而导致电流泄漏增大，从而产生温度变化，以便红外测温检测。
3红外测温检测的方法
红外测温的方法的分类众多，主要可以分为温度判断法、温差对比法、档案分析法三种。首先，温度判断法主要是通过对运行设备进行温度普测，并根据以往的经验记录，判断设备的发热是否在正常的范围内。通常该方法主要适用于热量不易聚焦的设备，同时还需要注意设备具有较大的通流，并避免阳光日晒的影响。可选取负荷晚峰时段进行。其次，通过横向对比两台相同设备之间的温差，来判断发热是否在合理的范围内，进而判断设备是否正常运行，该方法可以不像温度判断法那样选取负荷晚峰时段进行，但需要预先确定待检部位，并保持监测部位的同一性。最后，通过纵向分析法，将当前设备监测的温度、红外图谱等信息与来自不同时期的相关数据进行对比，进而判断变电设备内部是否有缺陷。该方法需要有历史图表来进行对比，是一种持续监测的技术。
4红外测温技术
4.1红外测温技术的原理
红外测温技术，指的是根据红外线工作原理，测量变电系统运行设备温度的一种技术。红外测温技术其实就是通过红外测温仪器对所有物体产生的红外线进行接收，并测量物体温度，一般红外测温系统都是通过镜头对红外辐射进行接收，并对其实施电信号的转换，系统处理后，采用图像或者视频形式于屏幕上显示出来，以便于对其直观、形象的观测。
4.2红外测温技术的特点
就本质而言，红外线属于电磁辐射的一种，一般可将其进行四个波段的划分，即极远红外线、远红外线、中红外线以及近红外线，红外测温原理对其不同的检测方式具有决定性作用。第一，在设备运行过程中，红外测温技术能够将异常红外辐射检测出来，对设备运行状态予以真实反映，确保设备不停运、不接触，为操作安全性提供有效保障:第二，操作较为简单，由于在未安装相应检测装置的情况下，检测仪器同样能够及时检测出设备本身所存在的故障，有效降低了事故发生率，不仅可以对故障部位进行检测，而且还可以将故障程度反映出来，便于检修人员及时采取相应修补措施:第三，基于红外测温技术构建的红外测温系统，并采用计算机将相关红外线信息转化为视频或者图像，保存原始数据资料，便于日后调用。
4.3红外测温技术诊断方法
一般红外测温的温度判定方法有多种，可将其大致概括为温差判断法、热谱图分析法、表面温度判断法及档案分析法以及同类比较法等。
4.4.红外测温的技术优势
（1）使用方便。红外检测仪一般为手持式，体积小、界面友好，且无需其他辅助设施，因此可以随意挪移，从各个角度对相关设备进行检查。（2）真正做到不接触、远距离探测，使巡视安全性和巡视效率同时得到提高。（3）可借助计算机系统，将一个时间段内的红外图像进行积累、保存，以方便分析、比对和调用。（4）为变电设备状态的科学评估提供有说服力的依据，避免状态评估“拍脑袋”。
4.5红外测温的方法分类
4.5.1温度判断法
就是通过对设备的温度普测，并结合某些经验阈值，判断设备有无明显发热现象。要点：①适用那些“热点”不容易聚焦的设备；②为减少日照干扰，并保证设备有较大通流，一般可在负荷晚峰时段进行。
4.5.2温差比对法
是一种横向比对法，即通过对比两台（或两相）相同设备（一般为电流型）的两个对应测点之间的温差，判断其中有无故障设备或故障相。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆运用这种方法，可以不需要选择负荷高峰时段来进行，但需“有的放矢”，即要预先确定待检部位，如隔离开关触头、引流线等接触电阻可能会发生变化的地方。
4.5.3档案分析法
是一种纵向比对法，即通过分析不同时期的某一设备的红外图谱来掌控设备的发热趋势，并研判其有无内部缺陷。这种方法的要点是：需事先建立历史图谱，最好分正常图谱与典型故障图谱两类，以方便比对。
5红外测温技术在变电运行中的应用
5.1红外测温技术在变电运行中的重要作用
从原理上来说，红外测温技术和传统的测温技术有相似之处，但是相较于传统的测温技术，红外测温技术有以下优点：
5.1.1在变电运行中应用红外测温技术，可以无接触测温，不用对需要检测的设备进行取样等步骤，不会改变设备的运行状态，消除了检测设备过程中对变电系统的影响。
5.1.2在使用红外测温技术对变电设备运行过程
中进行测温的时候，可以不对变电设备进行停电措施，不影响变电系统的正常工作，消除了电力系统停电对用户造成的影响。
5.1.3因为红外测温技术在检测变电设备的时候采用的是无接触带电模式，提高了检测过程的安全性，保证了检测人员的安全。
5.1.4红外测温技术的成像速度很快，而且检测效率高，在进行扫描的时候，可以在短时间里完成成像的工作，获得精准的测量数据。这个优点十分适合现在的变电系统，因为现在的变电系统十分复杂，红外测温技术可以满足变电系统测量准确性和时效性的要求。
5.1.5红外测温技术不仅可以检测出设备故障，还可以定量地描述设备的故障。可以帮助维修人员提供分析故障程度的数据。
5.2红外测温技术在变电运行中的具体应用
变电设备的监测工作不仅是变电运行的基础，还是变电站工作的重要步骤。通过对变电设备的监测，可以及时地发现变电设备中的问题，分析变电设备是否存在异常。目前，变电设备的监测方式是用手摸、用眼睛看、用耳朵听等，在这几种监测方式中，用眼睛看是最主要的方式，但是用眼睛看这种方式存在一定的局限性。例如，变电设备会出现温度异常的情况，这种情况是不能用眼睛直接监测出来的，如果发现不及时就会使设备发生损坏，而且也会延误变电设备的维护工作。使用红外测温技术可以有效地避免这种情况，帮助监测人员及时地发现变电设备的故障，保证变电设备正常运行。在变电系统中，隔离开关是十分重要的设备之一。隔离开关的运行情况直接影响了整个变电系统的运行安全。因为隔离开关的工作环境是开放的，会直接暴露在空气中，这样隔离开关的表面就会出现氧化的情况，然后形成一层氧化膜，这会导致隔离开关的接触电阻和表面电阻增加。在这种情况下，隔离开关在运行的时候就会出现发热的情况。氧化膜会使电流的通行受到阻碍，电阻就会堆积，电阻堆积的部位温度就会明显上升。而且隔离开关在变电系统运行过程中被使用的次数很多，在长期的机械力作用下，合闸会使刀口的接触不平衡，增加了接触电阻，导致隔离开关的表面温度上升。另外，如果隔离开关在安装时没有严格地按照相关的标准进行检测，也有可能出现开关合闸刀口接触不平衡的情况，使用红外测温技术可以很好地解决隔离开关的温度问题。在安装开关前，先使用红外测温技术对其进行测温，这样可以方便以后的开关检测工作。在变电系统中，如果线路中导线接触的位置温度异常，就是线夹发热。发生线夹发热现象的主要原因就是导线长期裸露运行，导致弹簧垫片出现氧化的情况，然后线夹松动、接触不良。线夹发热不仅不利于电路的调整和操作，还会带来一定的安全隐患。接触电阻增加导致发热，在安装和检测和修理的过程中，如果出现漏装或者安装的弹簧片不符合规定，也会出现线夹松动的情况，红外测温技术可以解决这些问题，在检测的时候，会采用热辐射异常的方式提醒工作人员此处的接触存在问题。
6红外测温使用注意点
和所有仪器一样，红外测温仪也有其使用要点，掌握住这些要点，就能做到事半而功倍，相反，则可能发挥不出该设备的“威力”。经过对大量运行经验的总结，笔者归纳出影响红外测温的各因素如下：（1）负载电流。电流越大，故障处的温升越明显（几乎成正比关系）。（2）环境温度。负载相同情况下，故障处的温升与环境温度成正。（3）对焦、拍摄距离等主观因素。解决方法：（1）在高温时段、高负荷时段加强红外检测的频度；（2）为了获得适宜的拍摄距离和拍摄方向，并保证一定的稳定性，可采用三脚架进行设备固定，三脚架的位置及调整参数应根据相关公式进行计算。另外，需要注意的是：红外测温并不是万能的，也有其局限性，特别是对于变压器内部故障的判定（油循环会搅乱故障热场，使得在变压器表面难以捕捉到明显发热点）。
7结语
红外测温技术凸显的便捷特性正在被注重，它增添了平常的运用安全，测得数值很精准。现有运行中，这类测温技术显示出来的价值渐渐变大。伴随着检修的深入，红外测温技术应提升原有的动态特性，采用自动解析。变电运维时，应密切注重配件升温的现有状态，辨别负载电流。注意查验细节，不可予以忽视。
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论文作者:李伟,李彬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/6
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