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摘要：本文针对近年来各个公司开展带电检测中的红外测温项目，浅谈一下红外测温的原理及其在带电检测中的应用和利用热图谱分析异常发热。红外测温的基础是黑体辐射定律，具有非接触测温、测量结果迅速、准确的特点。目前已在很多不同的领域有所应用。
关键词：红外测温；黑体辐射定律；带电检测；热图谱
1引言
近年来，国内很多变电站停电检修减少，带电检测开展较多，尤其在电网负荷较大时，设备发热现象较多，这时，红外测温显得尤为重要。几乎所有公司红外测温采用非接触测温方法，根据温升和温差以及当时的负荷变化大小来确定发热缺陷。随着科技的进步，红外测温技术也逐步适应了各电网测温的要求规范，尽量不接触设备，还达到了测量结果迅速、准确的地步。
2红外测温理论基础
红外测温的基础是黑体辐射定律。黑体辐射定律是德国物理学家普朗克(Max Planck)于1900年所创的黑体辐射定律，是公认的物体间热力传导基本法则，证实物体在极度近距时的热力传导。物体都会因为自身的分子运动而辐射出红外线，红外测温就是利用物体的热辐射原理来测量物体的温度。通过红外探测器将设备的热辐射能量吸收后转化为电信号，再利用电子系统处理，得到设备表面分部相应的热像图，最终实现对目标进行远距离的温度测量。
3红外测温的应用及缺陷分析
3.1 红外测温的优点
红外测温已在各电力公司实行并取得很好的效果，及时发现发热缺陷并得到处理，因为红外测温有以下几个优点：
远距离和非接触测量。在平时变电站的红外测温中，测量人员不需要接触或离设备较近，可远距离测量，特别适合那些距离地面高，人为够不到的电气设备。
响应速度快。红外测温不像热电偶、温度计需要时间去等待数据，而是直接可以读出数据。
测量结果准确。随着科技的进步，现在各公司的红外测试仪对温度测量的准确性及其高，这也使得红外数据更加精确。
在红外测温中，一般根据设备的温升和温差来确定设备有无发热缺陷。尤其是对于电流致热型和电压致热型的设备，利用温升和温差去分析发热缺陷。一般定义缺陷有:一般缺陷、严重缺陷、危机缺陷三种缺陷类型。
术语定义：
所谓的温升，就是被测设备表面温度和环境温度参照体表面温度之差。
所谓的温差，就是不同被测设备或者同一被测设备不同部位之间的温度差。
环境温度参照体不一定具有当时的环境温度，但是具有与被检设备相似的物理属性，或者与被检设备处在相似的环境温度中。另外，红外测温时红外测试仪镜头避免直接接触太阳光或者光源设备，在室内最好关灯进行测温。
3.2 下面就红外测试仪在带电检测过程中几个典型的发热图谱进行分析。
1）北京某500kV变电站#2主变C相室内GIS侧中压套管升高座与支撑架连接处发热缺陷进行分析。
可见光图谱红外热像仪参数设置
红色圈内为发热部位
目标辐射系数：0.92
目标距离：3.5米
第一次检测图谱测试情况
第一次检测情况：2016.06.24 09:50
环境温度：30.8℃ 湿度：35% 风速：0m/s
额定电流：4000A 负荷电流：1295.06A
发热点最高温：147.5℃
发热位置：升高座与支撑板连接处
复测图谱测试情况
复测情况：2016.06.25 13:10
环境温度：31.1℃ 湿度：32% 风速：0m/s
额定电流：4000A 负荷电流：1399.37A
发热点最高温：150.2℃
发热位置：升高座与支撑板连接处
同一工况对比测试情况
发热点最高温为：150.2℃
同一工况其他相同一位置最高温为：88.7℃
温差为：71.5K
图1 热图谱对比图
从图1可以看出来，该套管升高座与支撑连接处第一次测的发热温度高达147.5℃，负荷电流是1295.06A，第二次的复测中发热温度高达150.2℃，负荷电流是1399.37A，温差竟然达到71.5K。可见。该热缺陷是随着负荷电流在变化，该变电站主变220kV GIS设备采用单相单芯（分相式）结构，在导体通过大电流时，在交变的电磁场中，其设备外壳（如GIS设备外壳）将有磁力线交链，产生环流或涡流。此处升高座与支撑板连接处产生环流，在运行过程中螺栓氧化造成接触电阻增大，环流流经螺栓从而造成连接部分异常发热，且发热情况随负荷电流变化而变化。
由此可见，电流或者电压致热型设备的发热判断方法采用同类比较法和通过发热点温升值的差值来判断，同类温差超过允许温升值的30%时，应定为重大缺陷。
4结束语
随着电网建设规模的不断扩大，电力设备持续增多，电力系统的供电压力也越来越大。在变电系统的运行中，设备的发热、磨损或老化都会影响其正常运行，因此红外测温技术在带电检测工作中有极其重要。通过采用热图谱分析法，对正常和异常状态下的热图谱的差异进行判断，根据设备的结构和表面温度场进行分析、计算和比较，可以正确判断设备是否存在故障。红外测温在带点检测的应用，不仅提
高了对设备的监测和检修水平，还降低了故障查找的难度。
参考文献
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[2] 杨立，杨桢等，红外热成像测温原理与技术.北京：科学出版社，2016
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[4] DL/T 664-2008 ,带电设备红外诊断应用规范[S].2008.
作者简介
袁复晓（1992），男，助理工程师，从事电气试验工作。
论文作者:袁复晓
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/16
标签：测温论文; 设备论文; 缺陷论文; 图谱论文; 电流论文; 温差论文; 测量论文; 《电力设备》2016年第24期论文;