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摘要：红外测温技术通过将红外辐射转化为可视图像，实现对变电设备运行状态的检测。本文分析了该技术的应用原理与判断方法，围绕电流致热型缺陷检测、电压致热型缺陷检测、线夹发热检测、隔离开关刀口发热检测与变电设备故障检修实例五个层面，探讨了红外测温技术在变电运行中的具体应用策略，以供参考。
关键词：变电运行；红外测温技术；缺陷检测
引言：
全社会用电量增速的不断加快，促使变电设备所需承载的负荷量日渐增多，相应对于变电运行的稳定性提出了更高的要求。红外测温技术适用于导流回路、绝缘层、含铁磁设备、片式结构等多个领域中，可实现故障问题的有效检测，为变电设备的安全稳定运行提供了可靠的技术支持。
1红外测温技术的应用原理与判断方法
1.1应用原理
红外测温技术的应用原理为热成像原理（如图1所示），将变电设备的热辐射转化为可视的图像信号，通过测量其温度变化用以实现对变电设备运行状态的检测，判断设备是否存在异常状况，进而采取相应处理措施进行故障排除。通常在变电运行的不同时段存在一定的温度差距，通过使用红外测温仪扫描变电设备，可以获取到不同的反馈信息与图像，从而有效提高检测效率[1]。
其常用故障判断方法主要包含以下三种：其一是相对温差判断法，以电流导致的设备发热现象为例，在测量设备温度的基础上将其数值导入到相对温差计算公式中，实现故障信息的综合分析。其计算公式为：
其二是同类比较法，选取规格、型号相同的电气设备进行比较，收集被测设备不同点处的升温情况，倘若温度值超出允许值的30%以上，则说明设备存在安全隐患。其三是热谱图分析法，选取正常运行状态下的变电设备与待测设备的热谱图进行比较，以此判断变电设备内部的热效应变化情况。
2红外测温技术在变电运行中的具体应用策略探讨
2.1电流致热型缺陷检测
由于变电运行系统中容纳了大量电气设备，不同设备的内部结构、运行工况条件、致热因素具有明显区别，因此也决定了故障检测方法的差异性。通常电流致热型设备的常见故障包含以下两种，分别为触头或接头接触不牢靠，以及导线载流面积不足或发生导线断股问题，对此可采取以下两种方法进行设备故障的检测：
其一是在致热部位裸露的情况下，可以直接选取热像仪进行测温，用以测量设备发热量与温度变化情况，操作较为便捷，可实现对设备缺陷的有效检测；其二是在测量值与实际值温差较小的情况下，结合红外测温仪器测得的温度值获取到温升值，并与标准值进行对比，用以判断设备缺陷的严重度，倘若发现温差超出规定值范畴较大时，需立即采取停电检查措施，待排除故障问题后恢复供电，将故障所产生的风险性降至最低。
2.2电压致热型缺陷检测
通过分析大量工程实例可以发现，在变电系统运行过程中，由电压引发的致热效应发生频次要高于电流致热情况，采用红外测温技术可围绕以下四个层面入手：
其一是变电设备处于长期不停电作业的状态下，其绝缘层中的绝缘介质严重老化或受潮，采用红外测温仪器可以测得其绝缘部位存在发热问题，进而利用更换绝缘介质、加强润滑处理等方式实现故障排除，维护变电系统运行性能。
其二是部分变电设备在出现故障问题时，相较于正常状态下其电压分布状况呈现出明显的差异，或存在泄漏电流问题，采用红外测温技术针对设备外表进行测量，可以检测到存在异常特征性热分布，由此判断故障类型并采取处理措施，防范对系统整体运行状态造成不利影响。
其三是部分变电设备的合成绝缘子部位产生损坏，借助红外测温仪器检测与合成绝缘子交合部位，可以观察到存在明显发热问题，以此判断故障点并开展检修维护。
其四是在交流输电线路的绝缘子处，其绝缘介质产生劣化问题，对此可以采用红外测温设备进行绝缘部位检测，能够有效测得线路中分布的泄漏电流或电压异常分布状态，通过观察发热或变凉等特征实现故障检测。在采用红外测温技术的基础上，还可以配合同类比较法选取若干个对应点，通过与标准值进行对比分析其温升值的差别，倘若发现同类温差超出允许温差的30%，则可以判断设备存在重大缺陷，需立即停电检查进行故障处理[2]。
2.3线夹发热检测
线夹是一种用于连接、固定引线的装置，在变电站日常运行过程中长期裸露在外，不仅会因接触不良造成线夹松动，导致引线部位发热，其中的弹簧垫片还极易与空气中的O2发生化学反应，致使电阻增大、线夹发热氧化，严重影响到变电系统的正常运转。通常线夹发热的原因主要体现在氧化松动与安装不当两方面，检修人员通过采用红外测温技术进行检测，可在不与线夹产生直接接触的条件下测得电气设备的温度变化情况，其检测精度较高，同时还有助于防范线夹持续暴露在空气中加速氧化，保障线夹的正常运行。
2.4隔离开关刀口发热检测
电阻增大是隔离开关刀口发热的主要原因，在电流经过时将生成大量热，导致设备发热，埋下安全隐患。导致隔离开关刀口电阻增大的原因主要体现在以下两方面：其一是隔离开关刀口长期暴露在空气环境下，刀口与氧分子发生氧化反应，在其表面生成一层保护膜，导致隔离开关电阻增大，在电流通过时将生成大量热量，导致设备因发热而产生故障；其二是隔离开关刀口使用时间过长，长期操作的情况下将导致合闸时刀口无法操纵到位，位于刀口处的压力呈不均衡状态分布，进而导致接触部位电阻值增大，引发隔离开关发热问题。对此检修人员需利用红外测温仪器进行隔离开关检测，倘若发现刀口存在发热现象时应进行及时维修或更换，并在日常运维的过程中加强对隔离开关刀口部位的关注，为变电系统的安全稳定运行提供保障。
2.5变电设备故障检修实例
通常变电运行检测具有一定的规律性，诸如变压器、断路器等设备主要由金属物质构成，辐射率取值为，而瓷套类设备或部件的辐射率通常取值为，可依据测得设备的辐射率实现对其故障部位的大体判断。同时，在应用红外设备测温时需基于相同视场选取接近两相设备进行对比，注重测量距离的把控，必要时可以选取中长焦镜头、定位多个角度进行检测位置的确定，以此提高检测效率。在采用红外测温技术的过程中，还需明确负载电流与异常部位温升值、异常部位温升值与环境温度两组数值间均呈正比关系，并意识到红外测温技术自身的局限性，配合带电检测技术进行变电设备内部故障的检测，进一步提高变电设备运行的可靠性[3]。
以某变电站设备检测为例，该变电站在主变正式投入低压侧电抗器后，选取红外测温仪器进行运行检测，在检测中发现其刀闸的相与相温度超出标准值，并测得导线与元器件接触部位的温度达到，在检查设备时发现动触头表面已开始氧化，操作杆无法安装到位，后经检修人员进行打磨处理后设备温度恢复正常。再以某变电站大负荷线路特巡为例，利用红外测温仪器检测时发现刀闸的相靠近母侧刀口处发热，测得温度数值为、电流为，且其相与相的温度均为。在检修人员进行停电检查后发现，刀闸的静触头表面出现氧化物，静触头未与触指位于同一平面，镀银层严重磨损，且静触头与动触头保持对接。对此检修人员针对静触头进行打磨处理，通过安装压缩弹簧实现触指的固定，并针对触头结构进行了优化设计，使其具备良好的自清洁能力，以此实现设备缺陷问题的有效处理，保障设备正常运转。
结论
在变电运行过程中应综合考虑负载电流、环境温度等因素的影响，依照温度测定、横向对比、纵向对比等方式精准定位设备缺陷，综合运用隔离开关检修、状态检修、缺陷检测、线夹检测等方法实现变电运行故障的有效判断，配合故障排除技术实现对变电设备运行的管理与维护，进一步提高变电运行可靠性。
参考文献：
[1]郭灵丰.变电站设备红外成像故障诊断与分析[J].内蒙古科技与经济，2017，（18）：78-79.
[2]徐晓玲.浅论变电站设备红外热成像仪测温应用[J].民营科技，2016，（11）：18.
[3]钟宇峰，周国明.变电站电气设备红外检测诊断和优化测温方案探讨[J].电工技术，2018，（1）：104-106.
论文作者:张麟
论文发表刊物:《河南电力》2019年1期
论文发表时间:2019/8/30
标签：测温论文; 设备论文; 刀口论文; 电流论文; 故障论文; 技术论文; 部位论文; 《河南电力》2019年1期论文;