变电运维中红外测温技术的应用

2022-12-22俞文俊

通信电源技术 2022年13期

俞文俊

（国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，江苏南通 336000）

0 引言

随着经济的发展，人们对电能的需求量越来越大，电力系统所承载的负荷也越来越多，传统的变电站运行监测系统已有较大的缺陷。通过红外测温技术可以准确了解变电站的运行状况，既能提高监测效率，又能保证变电站运行的稳定、安全。与常规缺陷探测技术相比，红外测温技术能够及时、精确地了解变电站的运行状况，提高变电站的工作效率和供电可靠性。基于此，在变电站运行维护工作中需要对红外测温技术进行持续的深入研究[1]。

1 红外测温技术

红外测温技术通过对电力系统各部分的温度进行检测，从而判断其是否处于正常工作状态。通常情况下，物质由原子和分子构成，这些成分在物质的内部高速运转并遵循着某种规律，在运动的过程中会散发出相应的热量，这就是热辐射[2]。红外测温技术通过对热辐射现象所产生的热量进行探测，将其用于电力系统的热辐射监测，从而判断其是否处于正常工作状态。红外测温技术通过采集电子设备的热源辐射情况，利用红外探测器、光电探测器、信号处理等装置和线路将热量转换成相应的信号，从而将该装置的温度信息实时传递给工作人员，实现对该装置的实时监测，及时发现和解决装置存在的问题。

2 红外测温技术的优势

红外测温技术通过对电力设备的热量进行采集，将其转化成图像，由温度判定装置对其进行正常的探测。由于各种材料的温度存在着一定差别，因此在红外热成像中反馈的信息会有很大的差别，从而产生出不同的影像。红外测温技术经常被用来检测常规的电力设备和附件，即使在停电的情况下也可以进行设备检测。红外测温技术不需要接触零件就可以检测到每一段时间内的温度变化，提高了工作的准确性。红外测温技术自身具有特殊的辐射器，随时都能得到测量结果[3]。

随着电力系统的不断发展，传统的温度测量方法已经不能满足目前的测量需求。红外测温技术是一种新型的现代技术，它可以用于多种不同的电力系统，对各种电力系统的工作状态进行检测，将测量到的电力系统潜在危险设置为精确的图像，从而减少冗余工作。此外，红外线温度测量技术可以整合大量必要的数据，从而达到信息的共享。

3 红外测温技术在变电运维中应用的重要性

变电站检修工作既要发现各类安全隐患，又要对设备的运行状况进行实时监测。在常规的巡检中，一般都是通过目测、手摸等方式来判定电力设备的运行状况。这些方式往往存在一定的弊端，那就是无法检测到某些发展性的缺陷，例如功率器件的发热等，设备会受到不同程度的损伤。随着技术进步，注油装置数量减少，润滑油泄漏的情况也有所减少，但是装置的异常问题依然十分突出。根据有关部门的统计，在整个装置中，异常发热装置的故障占到了半数以上，需要一种更加高效的方法来监测设备的运行状况[4]。如果能将红外线测温技术应用到变电站巡视中，既可以解决以上问题，又可以提高巡检的质量，保证变电站的安全稳定运行。

4 红外测温技术在变电运维中的技术要点分析

4.1 温度识别技术

在实际应用中，红外测温技术主要与相关的信息化技术相结合，从而提高信息的传输效率。利用温度识别技术来探测物体的运动，从而在发生故障时及时处理。此外，该技术还可以利用变电站运行管理系统对其进行处理，在检测时根据不同的频谱信息得出相应的故障发生位置，从而极大程度地节约了相关的测试费用，实现了自动化、智能化，减轻了相关工作人员的工作压力。我国电力系统的运行维护大多采用了红外测温技术，为本地电网建设奠定坚实的基础。

4.2 自动化系统检修技术

随着科学技术的发展，我国电气控制系统的测试已趋于科学化。在电力设备维护方面，必须要认真细致，稍有差池就会影响到整个系统的运行。采用自动化系统检修技术来实现对有关问题的自动探测，这样可以减少实际检验中人为原因导致的维修误差，完善实际检验体系。在电力运维的初期阶段，采用相应的感应器来探测各组件的温度，准确判断故障的原因。当系统发生故障时，可以自动发出警报并自动进行修复。

4.3 变电运维故障排除技术

当变电所运行的监控系统在进行红外波谱分析时，若检测到了异常波段，则会自动对巡检波段进行故障检修，并切断其正常的电流传递。在其他的电流输送系统中，合理地分布着电流。通过对电网运行过程中出现的故障进行分析，并对其进行有效的维护。

5 红外测温技术在变电运维中的应用

变电运维是电力企业日常运行过程中的一个重要环节，主要包括运行维护、倒闸操作、事故和异常处理。由于变电工作周期较长，存在着电压和电流频繁瞬间转换的问题，从而导致设备的老化、损坏，因此必须建立健全的定期维护机制，并应用红外测温技术对其进行维护。目前，日常维修多以手工操作为主。在使用红外测温技术进行维修时，应对线路、变压器、变电箱等检测对象进行识别。在变压器维修过程中，维修人员通过红外测温技术对正常工作的变压器进行测量，并将其作为样本。将其他数据与样本进行比较，若图像差异不大，说明变压器工作正常。如果有过大的改变，说明变压器有问题，例如电阻过大、金属结构腐蚀等，必须马上进行维修。

随着电力市场需求的日益增加，电力系统的负荷越来越大，变电站的运行维护工作也越来越困难。在故障维修中应用红外测温技术，能够有效提高故障诊断的速度和效率。尽管变压器的失效形式有多种，但都会导致其表面温度升高。由于线圈的腐蚀，发生短路的表面温度迅速升高。当发生断开或接触不良时，其表面温度和室温相差很小。通过对变压器金属线圈腐蚀的实例分析，发现在实际使用过程中若保养不当，将会造成变压器的金属线圈腐蚀。腐蚀点的电阻会增加，在使用过程中使变压器的温度升高的更快。当某一处的温度升高超过了正常平均值的15%时，说明变压器存在腐蚀。利用红外测温技术可以实时掌握变压器的温度变化，并对其进行分析，从而采取有效的解决方案。

在变电设备运行评估中，要实行多种评估策略，以达到全面的精确评估。在故障诊断方面，可以通过利用红外测温仪对变电站的变电温度进行检测，并将其与标准值进行对比，从而确定设备是否存在发热问题。需要注意的是，红外测温技术并不适用于聚焦变电器，如果盲目使用很可能会造成电力系统的损坏。利用横向对比方法对各装置的温度进行比较，从而确定各装置的端部温差，将设备故障所带来的损失降到最低。除此之外，还可以利用垂直反差法观测不同时期红外温度计的红外波形，根据温度分布的特点对设备的发热趋势进行分析。

在实际应用中，可以根据不同的时间、不同的发射效果进行科学分析，使有关的电能测试具有一定的科学性和计划性。根据具体的情况进行详细分析，同时根据电流的传递速度和能量传递的程度进行相应的设置，以便针对不同的电流传输系统进行相应的检测，从而更好地发现电网中的故障，优化电网的运行状况。

在进行电力设备故障检修时，大型维修应设立专门的领导小组，中型维修需要在现场建立指挥部，并注重在检修过程中落实分级管控与专业化监管机制，实现检修管理的差异化执行。在日常维护工作中，还要建立定期维护机制，对维修对象和维修人员进行明确的规定。利用红外测温技术对正常变压器工作时的温度和变化幅度进行测量，并将其与目标变压器的测量结果进行热成像分析，如果两者之间的差异很大，就说明变压器存在电阻过大、短路、金属锈蚀等问题。根据不同的故障原因，选择停电或更换零件。

在变电设备运行评估中，要实行多种评估策略，不仅要对设备进行定期的状态监测，还要对设备的动态进行跟踪，以达到全面的精益评估。在故障诊断方面，可以通过红外测温仪对变电站的变电温度进行检测，并将其与标准值进行比较，从而确定设备是否存在发热问题，但红外测温技术并不适用于聚焦变电元件，如果盲目地应用这种技术，会造成电力系统的损坏。其次，利用横向对比方法对各装置的温度进行比较，判断各装置的端部温差，从而使设备故障所带来的损失降到最低；最后，利用垂直反差方法，观测了不同时期红外温度计的红外波形，根据温度分布的特点对设备的发热趋势进行了检测，并确定了其具体的故障和缺陷。

变电运维是电力公司的一个重要环节，它的运行维护工作包括运行维护、倒闸操作、事故和异常处理。目前，变电站的一系列维护工作都是在无人状态下进行的。由于变电工作周期较长，其存在着电压和电流在瞬间转换的问题，从而导致设备的老化、损坏。为此，必须建立健全的定期维护机制，并应用红外测温技术对其进行维护。目前，日常维修多以手工操作为主。在使用红外测温技术进行维修时，应对线路、变压器、变电箱等检测对象进行识别。在变压器维修过程中，维修人员可以通过红外测温技术，对正常工作的变压器进行测量，并将其作为采样，与样品进行比较，若有较大差异，说明变压器正常工作，但若有较大差异，则表示变压器存在故障，如电阻过大、金属结构腐蚀等。红外线测温技术在变电站日常维护维护中已有了一些成果，得到了广泛的认同。