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摘要：随着经济的发展，人们对电力的需求日益提升，配电网规模和电力设备的数量持续增加，导致电力系统存在的安全隐患也越来越多。变电站作为电力系统的重要组成部分，能否安全、稳定的运行直接影响着供电质量和稳定性。红外测温技术能在不接触、不停电的状态下检修变电站的运行状态，保证了检测的安全稳定性，同时还为设备的健康判断提供了重要的信息参考。本文从红外测温的原理出发，结合实例分析变电设备缺陷诊断中红外测温技术应用，以期更好地推广该项技术。
关键词：红外测温技术；变电站；缺陷诊断；故障
1红外测温技术分析
红外测温技术主要利用随着温度的增高，物体所散发出的红外辐射就会越强烈的原理，采用专门的检测仪器，将物体的红外辐射转化为可见的图像，进而根据检测的物体发热是否正常等信息来判断设备的运行状况。
在变电运维中，红外测温通常适用于以下几种情况：（1）电气设备中的导流回路，包括一次和二次导流回路，主要是应用在存在有缺陷或故障的回路中接头或触头部分，当有故障产生时，电阻会变大，根据焦耳定律：Q=I2Rt①
其中Q为单位时间内产生的热量，I为电流，R为电阻，t为时间。显然，当接头电阻增大时产程的热量会增大，这就就可以通过红外测温成像仪快捷的找出异常的部位，进而采取措施。（2）电气设备的绝缘部分。虽然绝缘介质的导电性可以忽略不计，但是在电压的运行下，会产生一定的热损耗，这样长期下去会导致绝缘老化等显现，当绝缘层的温度开始产生较大梯度，则说明绝缘层已经磨损或老化，就应该及时的更换或采取防护措施。（3）含有铁磁材料的设备。通常在设备正常运行时，电磁回路中的铁损失会呈现出均衡弥漫，而当出现漏磁、磁饱或者片间短路的情况时，将会产生局部涡流，进而产生大量的热，红外辐射将在空间内呈现特有的变化。（4）应用于如氧化锌避雷器等内部结构为片式的设备。当内部设备发生异常时，片之间的电压分布改变，进而导致电流泄漏增大，从而产生温度变化，以便红外测温检测。
2红外测温技术对检测环境的要求
（1）环境温度。一般来讲，被测设备与环境温度最好保持在有一定的温度值，如果低于5度的话，检测效果有可能会存在不准确的问题。红外测温技术的使用环境应该保持正常工作温度。（2）空气湿度。温度与湿度都会影响到红外测温仪的正常工作效果。一般来讲，正常测温时空气湿度不宜大于85%。（3）天气条件。在实施红外线测温技术时，不应该在雨、雪、雷、雾等一些恶劣的天气环境下执行，风速不应该超过0.5m/s，当风速超过这一数值时，应该利用公式进行一定的修正，才能得到正确的结果。（4）光线要求。外界光线对于测量的结果影响比较大，这主要是因为红外测仪就是通过接收目标的辐射能量波来进行测量的。外界光线越弱，将会使测量结果越准确。所以对于室外测温时，最好是选择日落后、日出前或是阴天等光线不足时进行，如果是在室内进行检测的话，最好要关闭照明设备，避免光线直射。
3变电设备缺陷诊断中红外测温技术应用实例
3.1红外测温技术发现充油设备缺陷
长期以来，红外测温技术在变电站的应用中，主要还是集中在发现电流型制热这种绝对温度值较高的设备缺陷。通过以下两个案例的分析，笔者希望提一种分析思路，通过温度的对比结合可观测的异常现象，较为准确的判断设备缺陷。
案例一：某变电站在巡视中发现110kV电流互感器C相存在渗漏油情况，其油位观察窗显示不明显，无法判断油位。当对该组电流互感器进行测温时发现A相储油柜温度为27℃、B相储油柜温度为26℃、C相储油柜温度为23℃，C相储油柜温度偏低，从红外成像图上可以观察到C相油位分界面明显，初步判断实际油位在一次绕组改串并联接线板以下位置，缺油较为严重，随即对该组电流互感器进行停电检修，补油时观察C相实际油位与判断基本一致。当互感器出现渗漏油情况，且无法观测到油位时，可以通过红外测温手段进行辅助判断。进行判断时应注意：①选择好观测角度，确保能够全面的反映设备的真实状况。②此类缺陷相间温差一般较小，测温时将温度范围设置小一些便于观察。
案例二：某变电站主变大修后，在对主变巡视测温时发现主变一组散热片温度比其他散热片低，异常散热片温度为35.2℃，正常散热片温度为41.5℃，随即检查发现主变散热器阀门未打开，打开后即恢复正常。
对于此类设备缺陷的发现必须关注小温差的存在，同时结合其他异常现象，认真进行观察分析，有助于及时发现变电设备的缺陷。
3.2电压制热型缺陷判断分析
运维人员在某220kV变电站巡视设备，发现220kV母联开关间隔龙门架悬挂式绝缘子B相处有轻微的间歇的放电声，随即对该处相关设备进行了测温，发现悬挂式绝缘子B相端头处温度比C相相同部位温度高1.8K。该部位绝缘子为悬挂跨跳两段220kV母线引线的作用，正常情况下应无电流流过，存在温差立即引起了注意，查询相关规范，瓷绝缘子温差为1K时即要考虑绝缘子问题。
异常情况发生后，运维人员每两个小时就进行一次红外测温，并将测温数据列表进行分析。经过两天的跟踪测温发现温差不断增大，直至达到12K左右，B相处声响由轻微的间歇的放电声逐步变为声响变大，最后经现场目测，已有明显的放电现象，从异常声响不规则、而相间温差呈加速增加的情况分析，该串瓷绝缘子存在劣化现象，考虑到该绝缘子拉扯的引线下部就是正在运行的220kV#1、#2母线，若发生电弧产生高温烧损，烧断钢脚就会引起导线掉落事故，导致该变电站220kV两段母线失压，随即立刻申请将母联开关停电，并对绝缘子进行了更换。该串绝缘子共15片，绝缘子绝缘电阻测试情况为：
从上至下排列1~10片，绝缘电阻最低2500MΩ，第11片为15MΩ，第12片为5MΩ，第13片为30MΩ，第14片为5MΩ，第15片为2400MΩ。从诊断性试验测试结果分析，当绝缘子在长期运行情况下，个别绝缘子会出现劣化，变成低值或零值绝缘子，低值绝缘子在运行电压下承受较低电压，而其它绝缘子将承受更高电压，导致最下面的绝缘子压差异常，导致电晕放电，并产生异常声响。在诊断性试验结果的分析后，将该串瓷绝缘子在高压试验大厅进行了复装，按运行情况在绝缘子中下部施加了220kV的运行电压127kV，进行了红外监测，测温结果确认了劣化后的低值绝缘子会造成异常声响和电晕放电。由此可以看出采用红外成像精准测温能够成为运行中的悬挂式绝缘子进行状态评估和带电检测行之有效的技术手段和重要方法，可以通过精准测温对设备三相间的横向比较，发现异常声响或放电后，立即进行跟踪监测和分析，同时通过紫外线测试仪等辅助检测手段进一步判断设备的缺陷性质，并综合其它检查试验结果进行分析得出最终结论。
由于此类电压制热型设备缺陷在测温时，设备的表面绝对温度值不高，且温差不明显，因此电压型制热的设备缺陷：①要对微小的温差进行持续关注；②要根据相应设备的结构和原理，认真分析；③得出设备是否存在缺陷的结论。
4结束语
综上所述，随着电网的不断发展，变电站在线监测变得越来越重要，因此我们日常红外测温的数据积累可以为红外在线监测装置提供基础数据库，根据设备的结构特点加入相应的判据，通过红外在线监测装置的分析运算，给运维人员提供可能的分析结论，运维人员再依据其他异常现象最终发现变电设备缺陷。总之红外测温技术的应用能够及时、准确监控变电设备的运行情况，确保变电设备安全、稳定的运行。
参考文献：
[1]梁波.提高远红外测温技术对电力设备故障判断的准确度[J].电工电气，2013，（15）.
[2]红外成像检测技术在变电设备运行中的运用[J].吴俊刚.技术与市场.2016（07）