红外测温技术在变电运维中的应用研究

林震

摘要：在我国电力供应系统中，变电运维在其中占据着重要的部分，当前变电运维技术的应用有了较大的变化，逐渐朝着智能化的方向发展。其中，红外测温技术因为具有便捷化、准确化的优势，所以在变电运维领域中得到了广泛的应用。本文主要围绕该技术在变电运维中的应用进行分析。

关键词：红外测温技术；变电运维；应用

前言

随着人们生活质量的逐渐提升，人们对电力的需求也在与日俱增，这导致电力设备所承载的负荷逐渐加重。故此，需要重视变电运维工作的开展，以确保电能的稳定性。与传统的缺陷检测技术相比，红外测温技术有着更大的优势，它可以帮助运维工作人员及时掌握变电设备的运转状况，进而使变电设备更加的安全以及稳定。基于此，围绕该技术在变电运维中的应用进行研究具有重要的意义。

1.红外测温技术的相关概述

1.1技术原理

该技术主要通过对电力设备的热辐射进行采集，并且通过自身的功能将热辐射进行转换，将其转变为图像信号，然后通过温度来对设备的工作状态进行判断，检测设备的运转是否存在着异常，该技术的基本原理便是热成效。因为各种物质有着一定的差异，其温度会有所不同，那么在红外检测设备的扫描之下，这些物质的回馈信息也会有所不同，因此在转换时所生成的图像也会有所差异【1】。

1.2主要优势

在变电运维中，红外测温技术具有很多的优势：（1）使用较为方便。一般而言，红外检测使用的是手持式设备，这些设备的体积较小，能够随意移动，可以满足运维人员从各角度去进行监测。（2）能够独立工作，不需要借助其他的工具就能够进行工作。（3）具有红外辐射功能，该功能能够确保监测结果的准确性，并且保证监测结构的实时性。（4）具有资源共享的功能。在红外检测过程中，需要用到计算机来处理数据以及图像，并对数据进行分析、存储，最后图像以及数据都能够直观地显示在监控的屏幕之上。（5）安全性较强。在红外检测中，因为不直接接触设备，其释放的红外线能够定位变电设备的位置，即便距离比较远，也能够准确判断，这样一来，就能够保证检测人员的人身安全。（6）具有较强的科学性。在变电站电力设备状态的评估中，该检测技术能够提供科学、客观的数据，可靠性较高【2】。

2.红外测温技术的应用分析

以前红外测温主要依赖人力现场手动测温，但随着科技发展，变电站逐渐都配有机器人，白天机器人可以对设备外观、表计压力进行可见光巡视，夜晚可以对变电站设备进行红外测温。各个变电站可以根据设备电压等级进行巡视范围划分，即每天巡视一个电压等级的设备，巡视周期一般设备三天一次。还可以增加临时巡视任务，比如根据电网风险管控对某一间隔设备进行特殊巡视。机器人系统会对巡视的设备进行分析，自动生成一个巡视报表，温度越限、漏巡都会在表中体现，运维人员根据报表里的结果进行查缺补漏复查，节省了不少人力，大大提高了测温效率。

2.1在日常檢修中的应用

在电力工作中，变电运维是其中的核心工作之一，主要包括以下几方面的运行维护工作：（1）倒闸操作、（2）运行维护、（3）设备巡视、（4）设备定期试验轮换等。现如今，在变电运维工作中，已经实现了无人化管理与操作。在许多变电站中，电力设备的工作周期较长，所以存在着一定的老化以及损坏问题，为了防止出现更大的损失，就需要电力企业制定一个完善的日常检修机制，对这些电力设备进行定期的检修。而在这个日常检修工作中，就可以用到红外测温技术。当前，在日常检修工作中，主要还是依赖工作人员来进行检修，而且要在断电的情况下展开检修，这样就非常的不便，但是如果运用红外检测技术，则可以有效地避免该问题的出现。在工作开展之前，检修人员需要对检查目标进行明确，包括变压器、线路等。我们以变压器的检修为例，在变电运维中，变压器是其中的核心设备，不管使用的是油浸式变压器，还是使用干式变压器，在电力的作用之下，都会产生一定的温度，而红外测温技术能够对这种温度进行检测。工作人员在检测过程中，可以先选取正常的变压器进行检测，对其温度进行检测，并对其变化的幅值水平进行检测，以这些数据作为检测的样本【3】。然后再对目标变压器进行检测，对其热成像情况进行了解，然后将所测的数据与样本数据进行对照。若两者数据差别不大，那么可以判定目标变压器的功能正常。若变压器的变化过大，那么变压器就有可能存在着以下几方面的问题：（1）短路问题；（2）内部电阻过大问题，然后再对其进行具体的检修。在日常检修中，该技术的应用有着较大的优势，可以对该技术进行推广。下图便是红外测温技术下的边带你系统局部图像：

2.2在故障检修中的应用

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平有了较大的提升，这使得生产以及生活用电与日剧增，在这种背景下，变电运维的负荷也有了较大的提升，导致变电体系面临着较大的负担。红外测温技术具有故障筛查的功能，该功能影响设备故障的识别速率，关系到设备的查验成效，通过对检测信息的分析，然后采取温差对比的方式，可以使检修人员快速判断设备的故障【4】。我们仍然以变压器的检测为例，在运维工作中，虽然说变压器的故障类型较多，但是无一例外都会产生温度的变化，若是出现了进水短路的情况，那么在一个较短的时间内，变压器温度会快速升高。若存在着金属绕组锈蚀，就会导致电阻变大，而这样变压器的温度也会升高。此外，若导线出现断裂或者接触不良的情况，那么就会导致断路的问题发生，这样变压器就不会运转，其温度就会与室温相接近。而这些故障都可以利用红外测温技术来进行检测。本文以变压器金属绕组锈蚀为例，如果存在着保养不当的问题，那么就会使变压器出现金属绕组锈蚀的问题。一旦出现该问题，锈蚀部位的电阻就会有所增大，这样在进行变压作业之时，该部位的温度就会有所上升，如果变压器某处温度的升高幅值较大，与正常工作的平均温度相比，如果高出了15%以上，那么我们就可以判断该变压器发生了故障，并且其故障为金属绕组锈蚀问题。在变电运维检修中，通过对红外测温技术的应用，将生成的热图形进行对比分析，对温度的变化情况进行了解，然后将其作为故障的判断依据，再对故障进行处理，以防止安全事故的发生。

2.3在缺陷检测中的应用

缺陷检测主要是针对变电运维系统的不足所进行的，其属于预防性检测的一种。当前，缺陷检测主要分为以下几类：（1）电流致热性缺陷、（2）电压致热性缺陷。其检测的原理也是以温差成像来进行判断【5】。

电流致热性缺陷包括以下几种：一种是导线金属内芯横截面不足，另一种是接触连线不良。在对该问题进行检测时，检修人员可以利用红外测温技术，通过对热图像的分析与对比，来判断是否存在着缺陷。例如，对于接触不良的检测，在通电工作中，导线以及插头的温度会身高，而如果其处于闲置状态下，那么其温度与室温就会非常接近。在实际运行维护中也能凸显其研究意义，例如：某变电站对一台大型变压器套管将军帽进行红外测温，A相测温温度为86.6℃，正常相为34.5℃，负荷率为53%，环境温度为24℃，相对温差计算为83.2%，定为严重缺陷（根据DL/T664-2008带电设备红外诊断应用导则附录A表A.1发热诊断依据：热图像的热点温度≥80℃或相对温差≥80%为严重缺陷）。5天后停电检修，发现穿缆头焊接质量存在严重不良，已脱焊问题，倘若继续运行，有可能导致引线脱落，进而发生套管爆炸。常见的几种单体瓷绝缘式套管见下图：

电压致热性缺陷包括以下几种：一种是绝缘介质老化；另一种是导线漏电、绝缘子故障等，如果没有对这些问题进行及时的处理，就会引发更加严重的后果。我们就以绝缘介质老化为例，一般而言，在电力设备内部，其构件有绝缘介质包裹，所以其温度就不太高。但是，若绝缘介质存在老化的情况，那么在检测之时，其温度就会比較高，如果温度幅值超过了20%，那么检修人员就需要进行断电检查，是否存在绝缘介质老化的问题。电压致热型温度差比较少，不易发现，一旦发现应引起足够的重视。例如：某变电站2号主变35kV避雷器B相温度异常，最高温度为30.4摄氏度，其中A相最高温度为28.4℃，C相最高温度为28.4℃，B相温度比其它两相温度高出2℃，定义为严重缺陷，运维人员及时发现并汇报给管理人员，管理人员决定停电检修，检修后发现避雷器内部严重受潮，由于及时发现该异常并解决，未酿成事故。2号主变35kV避雷器红外热像图谱测见下图：

结语

综上，在变电运维工作中，红外测温技术因为众多的优势而得到了广泛的应用，在日常检修、故障检修等环节，该技术能够提供准确的数据，以供检修人员判断参考。当然，该技术也存在着一定的局限性，所以在变电运维工作中，还需要对各类情况进行综合的考虑。

参考文献

[1]陈慧群.变电运维中红外测温技术的应用分析[J].中国战略新兴产业，2017，40：159+161.

[2]向晓.红外测温技术在变电运维中的应用[J].科技创新与应用，2017，34：146-147.

[3]高薇.变电运维中红外测温技术的实践应用[J].中国新通信，2017，1922：101.

[4]王巍横，李娜娜.红外测温技术在变电运维中的应用研究[J].山东工业技术，2018，18：183.

[5]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.

（作者单位：国网福建省电力有限公司检修分公司）