刍议变电运行中红外测温技术的应用

胡建荣

摘 要：红外测温技术主要利用辐射测温的原理，对运行中的电力设备进行检测，其具有简便、快捷、不接触设备等特点，对诊断变电运行中的故障问题有重要作用，有利于提高国家电网运行的稳定性和可靠性。阐述了变电运行中红外测温技术的具体应用。

关键词：变电运行；红外测温技术；电力设备；设备缺陷

中图分类号：TN215；TM732 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0069-02

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。变电系统作为电力系统的重要组成部分，对供电系统的稳定性有非常重要的作用。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，红外测温技术对运行设备的检测工作极其重要。红外测温技术在变电运行中的应用，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，对提高变电系统的稳定性有积极作用。

1 红外测温技术简述

1.1 红外测温技术的基本原理

红外测温技术的工作原理：任何物质均会由于内部电子等构成成分的运动产生热辐射，变电设备在运行中也会因多种因素产生不同的热辐射。而红外测温技术主要用于采集变电设备产生的热辐射，利用该技术自身的功能将热辐射转化成图像信号，以检测环境温度，进而判断设备的运行状态，达到检测设备是否出现异常或故障的目的。

1.2 红外测温技术的特点

红外测温技术具有以下几个特点：①主要用于诊断运行中的电力设备，但需要在有电的条件下进行；②可以通过红外辐射判断温度的变化，具有不与设备接触的特点；③具有红外辐射功能，可以独立进行检测工作，并且能够保证测量结果的准确性和及时性；④现阶段，我国的电网规模在不断扩大，利用传统的测温仪已经不符合发展的需求，但该技术能够同时对大面积的电网进行检测，并用生动的图像将检测结果表现出来，节省了时间和人力资源；⑤可将计算机的图像分析和数据处理的功能结合起来，直接对检测结果进行分析，并有储存有效信息，实现了信息资源共享。

2 红外测温技术的判断方法

2.1 电流致热的电力设备

对于因电流致热的电力设备，可以采用相对温差判断法。当电力设备的导流部分出现热态异常时，利用红外测温技术能够准确测温，并得出相关的温度数值。可利用如下公式计算相对温差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——发热点的温度；

T2——正常相的温度；

T0——环境参照体的温度。

将测得的相关值代入到式（1）中，就能得到温度差。

2.2 电压致热的电力设备

对于电压致热的电力设备，可以采用同类比较法。可利用对应点温升值之间的差异，判断同一型号电压致热设备的运行状况。使用允许温差与同类允许温差的判断依据来确定低压致热设备时，根据相关规定，当同类温度大于允许温升值内的30%时，就能确定该电力设备存在的缺陷，如果三相变压出现不对称的现象时，则说明受到了工作电压的影响。

3 红外测温技术在变电运行中的应用

3.1 对电流致热型缺陷的检测

电气设备的种类较多，加之设备的致热因素、内部结构和运行条件不同，导致各种设备的检测和缺陷判断方法也不同。电流致热型设备发热异常主要包括电气接头连接不良、触头接触不良、导线（导体）载流面积不够或断股等。电流致热型缺陷检测的主要特点有：①致热部位裸露，可用热像仪直接测温。②温度测量值与实际值差别不大。一般可根据测得的温度值或温升值，按照GB/T 11022—2011规定的温度和温升局限值，以及红外诊断技术应用导则中的相对温差判断法来判断缺陷的严重程度。当温度值超过规定值时，必须申请停电处理。电流互感器接头发热缺陷实例如图1所示。

3.2 对电压致热型缺陷的检测

电压致热型故障主要指因设备内部绝缘不良，或者电压分布异常和泄漏电流增大所产生的故障。致热效应主要由电压引起，与负荷电流没有关系。它的主要特征有以下几点：①内部绝缘介质受潮、老化，介质损耗增大；②故障后可改变其正常运行时的电压分布或泄漏电流，外表面会产生异常的特征性热分布；③交流输电线路瓷绝缘子的绝缘劣化、污秽分布电压和泄漏电流异常，出现发热或变凉的特征；④合成绝缘子绝缘性能良好的部位与绝缘性能已损坏部位的交合处发热。

电压致热型设备的发热判断方法应采用同类比较法和通过对应点温升值的差异来判断，同类温差超过允许温升值的30%时，应定为重大缺陷。还可采用热谱图分析法，通过对正常状态和异常状态下热谱图的差异进行判断，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。断路器均压电容介损增大缺陷实例如图2所示。

摘 要：红外测温技术主要利用辐射测温的原理，对运行中的电力设备进行检测，其具有简便、快捷、不接触设备等特点，对诊断变电运行中的故障问题有重要作用，有利于提高国家电网运行的稳定性和可靠性。阐述了变电运行中红外测温技术的具体应用。

关键词：变电运行；红外测温技术；电力设备；设备缺陷

中图分类号：TN215；TM732 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0069-02

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。变电系统作为电力系统的重要组成部分，对供电系统的稳定性有非常重要的作用。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，红外测温技术对运行设备的检测工作极其重要。红外测温技术在变电运行中的应用，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，对提高变电系统的稳定性有积极作用。

1 红外测温技术简述

1.1 红外测温技术的基本原理

红外测温技术的工作原理：任何物质均会由于内部电子等构成成分的运动产生热辐射，变电设备在运行中也会因多种因素产生不同的热辐射。而红外测温技术主要用于采集变电设备产生的热辐射，利用该技术自身的功能将热辐射转化成图像信号，以检测环境温度，进而判断设备的运行状态，达到检测设备是否出现异常或故障的目的。

1.2 红外测温技术的特点

红外测温技术具有以下几个特点：①主要用于诊断运行中的电力设备，但需要在有电的条件下进行；②可以通过红外辐射判断温度的变化，具有不与设备接触的特点；③具有红外辐射功能，可以独立进行检测工作，并且能够保证测量结果的准确性和及时性；④现阶段，我国的电网规模在不断扩大，利用传统的测温仪已经不符合发展的需求，但该技术能够同时对大面积的电网进行检测，并用生动的图像将检测结果表现出来，节省了时间和人力资源；⑤可将计算机的图像分析和数据处理的功能结合起来，直接对检测结果进行分析，并有储存有效信息，实现了信息资源共享。

2 红外测温技术的判断方法

2.1 电流致热的电力设备

对于因电流致热的电力设备，可以采用相对温差判断法。当电力设备的导流部分出现热态异常时，利用红外测温技术能够准确测温，并得出相关的温度数值。可利用如下公式计算相对温差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——发热点的温度；

T2——正常相的温度；

T0——环境参照体的温度。

将测得的相关值代入到式（1）中，就能得到温度差。

2.2 电压致热的电力设备

对于电压致热的电力设备，可以采用同类比较法。可利用对应点温升值之间的差异，判断同一型号电压致热设备的运行状况。使用允许温差与同类允许温差的判断依据来确定低压致热设备时，根据相关规定，当同类温度大于允许温升值内的30%时，就能确定该电力设备存在的缺陷，如果三相变压出现不对称的现象时，则说明受到了工作电压的影响。

3 红外测温技术在变电运行中的应用

3.1 对电流致热型缺陷的检测

电气设备的种类较多，加之设备的致热因素、内部结构和运行条件不同，导致各种设备的检测和缺陷判断方法也不同。电流致热型设备发热异常主要包括电气接头连接不良、触头接触不良、导线（导体）载流面积不够或断股等。电流致热型缺陷检测的主要特点有：①致热部位裸露，可用热像仪直接测温。②温度测量值与实际值差别不大。一般可根据测得的温度值或温升值，按照GB/T 11022—2011规定的温度和温升局限值，以及红外诊断技术应用导则中的相对温差判断法来判断缺陷的严重程度。当温度值超过规定值时，必须申请停电处理。电流互感器接头发热缺陷实例如图1所示。

3.2 对电压致热型缺陷的检测

电压致热型故障主要指因设备内部绝缘不良，或者电压分布异常和泄漏电流增大所产生的故障。致热效应主要由电压引起，与负荷电流没有关系。它的主要特征有以下几点：①内部绝缘介质受潮、老化，介质损耗增大；②故障后可改变其正常运行时的电压分布或泄漏电流，外表面会产生异常的特征性热分布；③交流输电线路瓷绝缘子的绝缘劣化、污秽分布电压和泄漏电流异常，出现发热或变凉的特征；④合成绝缘子绝缘性能良好的部位与绝缘性能已损坏部位的交合处发热。

电压致热型设备的发热判断方法应采用同类比较法和通过对应点温升值的差异来判断，同类温差超过允许温升值的30%时，应定为重大缺陷。还可采用热谱图分析法，通过对正常状态和异常状态下热谱图的差异进行判断，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。断路器均压电容介损增大缺陷实例如图2所示。

摘 要：红外测温技术主要利用辐射测温的原理，对运行中的电力设备进行检测，其具有简便、快捷、不接触设备等特点，对诊断变电运行中的故障问题有重要作用，有利于提高国家电网运行的稳定性和可靠性。阐述了变电运行中红外测温技术的具体应用。

关键词：变电运行；红外测温技术；电力设备；设备缺陷

中图分类号：TN215；TM732 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0069-02

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。变电系统作为电力系统的重要组成部分，对供电系统的稳定性有非常重要的作用。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，红外测温技术对运行设备的检测工作极其重要。红外测温技术在变电运行中的应用，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，对提高变电系统的稳定性有积极作用。

1 红外测温技术简述

1.1 红外测温技术的基本原理

红外测温技术的工作原理：任何物质均会由于内部电子等构成成分的运动产生热辐射，变电设备在运行中也会因多种因素产生不同的热辐射。而红外测温技术主要用于采集变电设备产生的热辐射，利用该技术自身的功能将热辐射转化成图像信号，以检测环境温度，进而判断设备的运行状态，达到检测设备是否出现异常或故障的目的。

1.2 红外测温技术的特点

红外测温技术具有以下几个特点：①主要用于诊断运行中的电力设备，但需要在有电的条件下进行；②可以通过红外辐射判断温度的变化，具有不与设备接触的特点；③具有红外辐射功能，可以独立进行检测工作，并且能够保证测量结果的准确性和及时性；④现阶段，我国的电网规模在不断扩大，利用传统的测温仪已经不符合发展的需求，但该技术能够同时对大面积的电网进行检测，并用生动的图像将检测结果表现出来，节省了时间和人力资源；⑤可将计算机的图像分析和数据处理的功能结合起来，直接对检测结果进行分析，并有储存有效信息，实现了信息资源共享。

2 红外测温技术的判断方法

2.1 电流致热的电力设备

对于因电流致热的电力设备，可以采用相对温差判断法。当电力设备的导流部分出现热态异常时，利用红外测温技术能够准确测温，并得出相关的温度数值。可利用如下公式计算相对温差值：

δ=[（T1-T2）÷（T1-T0）]×100%. （1）

式（1）中：T1——发热点的温度；

T2——正常相的温度；

T0——环境参照体的温度。

将测得的相关值代入到式（1）中，就能得到温度差。

2.2 电压致热的电力设备

对于电压致热的电力设备，可以采用同类比较法。可利用对应点温升值之间的差异，判断同一型号电压致热设备的运行状况。使用允许温差与同类允许温差的判断依据来确定低压致热设备时，根据相关规定，当同类温度大于允许温升值内的30%时，就能确定该电力设备存在的缺陷，如果三相变压出现不对称的现象时，则说明受到了工作电压的影响。

3 红外测温技术在变电运行中的应用

3.1 对电流致热型缺陷的检测

电气设备的种类较多，加之设备的致热因素、内部结构和运行条件不同，导致各种设备的检测和缺陷判断方法也不同。电流致热型设备发热异常主要包括电气接头连接不良、触头接触不良、导线（导体）载流面积不够或断股等。电流致热型缺陷检测的主要特点有：①致热部位裸露，可用热像仪直接测温。②温度测量值与实际值差别不大。一般可根据测得的温度值或温升值，按照GB/T 11022—2011规定的温度和温升局限值，以及红外诊断技术应用导则中的相对温差判断法来判断缺陷的严重程度。当温度值超过规定值时，必须申请停电处理。电流互感器接头发热缺陷实例如图1所示。

3.2 对电压致热型缺陷的检测

电压致热型故障主要指因设备内部绝缘不良，或者电压分布异常和泄漏电流增大所产生的故障。致热效应主要由电压引起，与负荷电流没有关系。它的主要特征有以下几点：①内部绝缘介质受潮、老化，介质损耗增大；②故障后可改变其正常运行时的电压分布或泄漏电流，外表面会产生异常的特征性热分布；③交流输电线路瓷绝缘子的绝缘劣化、污秽分布电压和泄漏电流异常，出现发热或变凉的特征；④合成绝缘子绝缘性能良好的部位与绝缘性能已损坏部位的交合处发热。

电压致热型设备的发热判断方法应采用同类比较法和通过对应点温升值的差异来判断，同类温差超过允许温升值的30%时，应定为重大缺陷。还可采用热谱图分析法，通过对正常状态和异常状态下热谱图的差异进行判断，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。断路器均压电容介损增大缺陷实例如图2所示。