红外测温技术在配网设备运行维护中的运用

姚钢

摘 要：我国地域广大，人口众多，电网构成十分的复杂。随着我国经济的发展，电力运输已经成为了我国的一项基础行业，关系到人们的日常生活、工业生产等多个领域。为了确保我国的用电安全，必须建立新的电网运行维护监测系统，提高电网故障排除及检修的效率。本文分析红外测温技术，利用温度来检测电网运行中的故障，及时的进行排除，着重分析了这一技术如何在变压器检测中的运用。

关键词：红外测温技术；配网设备运行；变压器维护

配电网络在运行的过程中，特别容易受到电流和电压等因素的影响，会出现热效应征象。这一现象的产生，就会造成电网设备的损耗、故障。特别是变压器作为电力系统的核心设备，一旦损坏，势必导致大面积的停电。所以，在配网设备的维护运行中，主要可以分为两个方面，一方面是对于故障的防护与检测，另一方面是当发生了故障后，能够对故障进行精确的定位与排除。而这两方面的实现都离不开红外测温技术。

1 红外测温技术介绍

红外测温技术主要是基于两个关键的理论来实现的。第一种是红外辐射原理，在自然界中，只要物体的温度高于绝对零度，就会因其内部热运动而以电磁波的形式向外辐射能量，辐射波长在0.76-1000μm之间。所以，红外测温技术的理论基础，就是普朗克黑体辐射定律，这一定律的数学表达式如下：

Mλ=

Mλ表示光谱辐射的通量密度c表示辐射常数；λ表示光谱辐射的波长；T是绝对温度。根据上式我们可以推断出，温度越高，物体的辐射能力就越长，随着温度的升高，辐射的峰值也会向短波方向移动。在温度变化的情况下，辐射能量的短波比长波的变化大。

在应用中，被测物体的某一单位面积对应测量机器的某一像素点，在物体发射率已知的情况下，就能的把辐射还原成温度，通过像素的灰度值，联系设备的电压值，在经过一系列的换算，就能够测定出电压温度曲线的关系，准确的定位被测物的温度值。

2 红外测温计技术在配网设备运行中的维护作用

因为红外测温技术是由机器进行温度的判定来实现的，所以，整体的运用框架都是建立在一定的框架之上的。

2.1 运用方法

首先，是通過对以下几种情况的分析来确定是否机械设备发生了故障。第一，进行温度的对比，主要根据设备所处的温度环境、本身的物理特性以及设备的负荷大小等对设备运行的温度进行对比，计算出与对应点温度的差别，如果温度差值较大，就证明设备已经出现故障。温度计算公式为：

θ=[（T1-T2）/（T1-T0）]×100%

其中T1表示检测点的温度；T2表示设备正常运行的温度；T0表示环境参照物的温度；还可以与同类设备相比较。这一方法主要是对比同一回路中的同类型设备，或者是同一设备的三相进行对比。首先根据对应点温度升高差异推断出这一类型电网的正常运行规律，根据这一规律判断设备是否超出正常运行范围，但是要注意有可能发生三相设备都发生故障的可能性；还可以根据电力系统数据库中的相关信息，对同一个设备在不同时间段的运行数据进行分析，根据数据的变化情况来判断目前运行的状况是否符合正常水准。这一方法要求我们平时就要对电网设备进行检测，建立良好的档案管理系统；最后还可以采用热谱分析的方法，分析设备在不同的运行条件下热谱图的差异，对设备的运行情况进行推断。

2.2 红外测温技术在配网运行中的作用

红外测温技术的应用主要是通过红外测温仪为载体来实现的，这一设备有便携式和红外热像仪两种。便携式设备可以在工作人员日常巡视中进行运用，可以对电网设备进行快速、大面积的检测。红外热像仪能够发现设备温度场的分布，便于进行相关数据的计算。相比于便携式红外测温仪，这一设备能够对设备的情况进行更加准确的判断。这一设备较为沉重，可以安装在固定地方实现对设备温度的实施监控。在进行巡视前，相关人员应该熟悉检测设备正常的运行参数，或者是其他对故障的判定方法，以便在巡视或者是实时监控中能够及时的发现故障，并进行排除。在巡视的过程中，要特别的注意对关刀口、持续金具、线夹等已发生故障的部位的重点检查。

3 红外测温技术对变压器过热故障的在线检测技术

巡视人员的经历和时间毕竟是有限的，但是电网的运行却是时时刻刻的，为了保证电网的安全稳定运行，需要我们对重要设备实现在线监测。根据我国现行的技术规范，我们应该建立以红外热像仪为核心的信息采集系统，利用网络通信技术，建造一个可操作性强、功能多样的变压器热故障监测系统。首先，在变压器旁安装红外热像仪设备，采集电力设备的实时温度数据，通过网络通信设备把温度数据发送到变电站的控制终端。变电站控制室利用在线监测系统对所发数据进行接收，并进行处理，包括对温度进行检测确定是否温度反常，如果反常进行自动报警，并显示数据情况，同时进行相关的储存工作。通过IP地质，可以快速的确定故障发生地点，最后将收集的信息传送至电局的检修中心。

4 结语

本文介绍了红外测温技术的工作原理以及如何在配网设备的运行中予以应用，并探讨如何建立配网变压器或重点设备的红外热像仪在线监测系统。希望通过本文的分析，能够帮助配电系统安全、稳定的运行。

参考文献：

[1]钱一民.基于OPGW光纤通信的输电线路在线巡视与监测新技术研究[D].武汉：华中科技大学，2013.

[2]江国威.基于红外与可见光图像配准的电力设备检测系统研究与应用[D].合肥：安徽大学，2014.