红外测温技术在变电运行中的应用

叶沛文　李宝巍　丁志超

摘要：随着我国电网事业的迅猛发展，电力设备也随之增多，变电系统作为电力设备的重要组成部分，其重要性可想而知。因设备长期运行而逐渐发热，有的逐渐发生磨损老化，极易对变电正常运行产生直接性影响。文章通过分析红外测温技术应用原理与特点，对变电运行中红外测温技术的应用进行了探讨。

关键词：电力设备；红外测温技术；变电运行；变电系统；电网事业 文献标识码：A

中图分类号：TM762 文章编号：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

由于我国电网事业的迅猛发展，使得电力设备也随之增多，这就进一步加大了电力系统供电压力，而变电系统作为电力设备的重要组成部分，其重要性可想而知。因设备长期运行而逐渐发热，有的逐渐发生磨损老化，极易对变电正常运行产生直接性影响。本文通过分析红外测温技术应用原理与特点，对变电运行中红外测温技术的应用进行探讨。

1 红外测温技术

1.1 红外测温技术的原理

红外测温技术，指的是根据红外线工作原理，测量变电系统运行设备温度的一种技术。红外测温技术其实就是通过红外测温仪器对所有物体产生的红外线进行接收，并测量物体温度，一般红外测温系统都是通过镜头对红外辐射进行接收，并对其实施电信号的转换，系统处理后，采用图像或者视频形式于屏幕上显示出来，以便于对其直观、形象的观测。

1.2 红外测温技术的特点

就本质而言，红外线属于电磁辐射的一种，一般可将其进行四个波段的划分，即极远红外线、远红外线、中红外线以及近红外线，红外测温原理对其不同的检测方式具有决定性作用。第一，在设备运行过程中，红外测温技术能够将异常红外辐射检测出来，对设备运行状态予以真实反映，确保设备不停运、不接触，为操作安全性提供有效保障；第二，操作较为简单，由于在未安装相应检测装置的情况下，检测仪器同样能够及时检测出设备本身所存在的故障，有效降低了事故发生率，不仅可以对故障部位进行检测，而且还可以将故障程度反映出来，便于检修人员及时采取相应修补措施；第三，基于红外测温技术构建的红外测温系统，并采用计算机将相关红外线信息转化为视频或者图像，保存原始数据资料，便于日后调用。

1.3 红外线测温技术诊断方法

一般红外测温的温度判定方法有多种，可将其大致概括为温差判断法、热谱图分析法、表面温度判断法及档案分析法以及同类比较法等。

2 变电运行中红外测温技术的实际应用

2.1 提升设备巡检工作

从根本上说，变电站运行直接关系到电网的安全性与电力系统的健康、有效运行，所以应该定期、定时巡检变电站运行状况，便于及时发现设备中所存在的安全隐患，有效排除设备障碍，确保设备能够安全运行。而且还需要巡检工作人员一定要具备严格的设备巡检流程与扎实、稳妥的操作功底。通常而言，巡检的方法是构建在结合手摸、目测及耳听三种基本方法上，其中最为主要、基本的方法就是目测，然而，也极易对设备运行中的隐患问题造成忽视，例如，设备发热问题是人体肉眼所不能看到的，在这种情况下就要通过手摸措施以检测设备发热状态。耳听方法要求工作人员一定要熟悉设备本身所发出的机动声，能够通过设备声音检测其中的危险与缺陷。由于设备运行比较复杂，无法保障设备本身运行安全性，所以需要不断开发其它有效措施，依照红外测温技术实施更为科学、合理的设备巡检工作，增加变电运行掌控力，提升工作人员设备巡检质量，保证电力安全运行。比如，某站2014年，通过夜间红外测温特巡过程中，发现某线路电流互感器的A相温度较高，红外测温成像图如图1所示。经分析，A相电流互感器的最高温度为60℃，环境温度为30℃，其它两相的温度为40℃，相对温度为66.6%。经现场停电检测，发现A相一次变比接头过热原因为是一次变比接头的紧固螺丝紧固力拒不足，发热温度60℃，相对温差为66.6%，温差20K。经现场的清除污秽和上紧螺丝、增强螺丝紧固力矩后恢复运行，运行温度恢复正常。本次测温及时发现电流互感器发热缺陷，避免了电流互感器因发热而引起电力事故。

图1 电流互感器红外测温成像图

2.2 检测隔离开关刀口发热情况

因为设备隔离开关在空气中长期裸露，经过长期空气氧化后，会有一种氧化膜附着在开关表面，由于氧化膜会造成电流不能正常、有效流通，所以电流会在某一位置堆积，最终形成一种电阻，由此就极易导致接触电阻与表面电阻出现发热情况，所以隔离开关刀口发热是运行中最常出现的一种缺陷。此外，在变电运行过程中，设备中的隔离开关操作次数同样极为频繁，同时也会相应增加其所承受的机械运动力，由此也极易造成开关接触面发生压力失衡现象。因此，同样会增加接触电阻，导致表面电阻由于受胀而持续性发热。若无法对隔离开关进行科学、及时的安装与检修，开关发热问题与合闸问题就会成为一种隐藏性问题，且问题一旦出现，则会损害电力安全性，不能保证用户用电。最新的红外测温技术能够有效把握与监控隔离开关检修，避免日后会发生的一些隐性问题，保证电力稳定与电流通畅。比如，某站2013年，在投入220kV主变后，通过红外测温发现22011 B相温度过高，测温成像图片如图2。经分析，图2刀闸红外测温成像图中刀闸的最高温度为126.2℃，环境温度为30℃，其他两相温度为38℃，所以相对温度为91.6%，发热原因可能是刀闸的动静触头之间接触不良。经停电仔细检查发现，系统触头表面发生氧化，对其进行打磨调整处理后，逐渐恢复运行，再次通过红外线测温技术测量，显示温度正常。

图2 刀闸红外测温成像图

2.3 加强检测变电运行中的线夹发热状态

所谓线夹发热，就是线路在变电运行中的导线由于长期在外裸露而导致其一些部位由于氧化而出现发热的情况，此外，由于一些弹簧片在发生严重的氧化后，极易导致线夹发生松动，进而引发线路接触不良，导致变电运行的安全隐患，对电路后期操作与调整极为不利。所以，及时反馈变电运行中的问题，有助于操作人员有效排除变电运行中的电路故障。图3是一台220kV主变变中B相套管的测温图片。由图3可知，主变变中B相套管引线的温度最高，温度为117.6℃，而环境温度为35℃，其他两相的温度为40℃，相对温差为93.9%。过热原因为可能是接线夹紧固螺丝紧固力拒不足。

图3 主变变高引线端子红外测温成像图

3 结语

红外测温技术属于一种基于物质运行原理与现代测温方法相结合的现代化测温技术，对比传统测温技术，不管是从设备检测巡逻，或者是检测隔离开关刀口发热，或者是检测线夹发热，红外测温技术均存在很大优势，电力安全在电力系统管理中则具有生死攸关的重要作用。

参考文献

[1] 张金龙，唐培，等.远红外测温技术在变电站中的应用[J].神华科技，2010，（6）.

[2] 曹佳楣，刘槐旭.浅谈红外测温设备的应用[J].中国电力教育，2010，（S2）.

基金项目：广东电网有限责任公司东莞供电局职工创新项目（ZG-DG2014-003）。

作者简介：叶沛文（1974-），广东电网有限责任公司东莞供电局变电运行技师，研究方向：变电站运行管理；李宝巍（1975-），男，广东电网有限责任公司东莞供电局变电运行专业高级工，研究方向：变电运行管理；丁志超（1983-），男，广东电网有限责任公司东莞供电局高工，研究方向：变电运行。

（责任编辑：秦逊玉）