红外精确测温技术在电力设备状态检修中的应用
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红外精确测温技术在电力设备状态检修中的应用
摘要：随着智能电网建设加快，更多先进的技术设备应用至电网建设，电力设备的科技含量日益提升。在以市场化的背景下，电力企业始终将客户的需求作为自身工作开展的依据，为提升电力服务的精准性，电力企业需要具备快速检修的能力。红外精准测温技术在当前电力设备状态检修中，可快速定位故障点位，形成图像数据，并依据相关设备对数据的状态进行在线分析，判断故障的属性、部位、程度，提升了电力设备状态，检修效率。基于此，笔者针对红外精确测温技术，在电力设备状态检修中的应用进行简要分析论述，并提供相应举措以供借鉴。
关键词：红外测温；电力设备；状态检修
引言
物体在运动过程中会向外不停地辐射红外热能，形成一定的温度场，红外测温技术是通过吸收红外辐射能量，掌握设备表面温度和温度场的分布，判断设备发热的情况。在电力设备运行过程中，由于设备自然原因、内部老化、接触不良、生锈腐蚀、负载不平衡等原因，导致设备温度异常，而使用红外精准测温技术，能够精准定位不正常的发热点位，了解温度的分布情况，从而进行预防性检修。该技术与传统检修技术相比具有以下优点：①红外测温技术依靠自身发射的红外线进行检测，做到无损检测；②红外测温技术能够对电力设备异常造成的高温或红外辐射进行检测，可以不停电、不解体、不接触，具有较强的安全性；③红外测温技术，不需要携带其他设备，投资效益较高；④红外测量技术通过图像分析，快速判断电力设备故障位置和损伤程度。
1 红外测温诊断方法 常用的红外测温诊断方法有表面温度判断法、相对温差判断法、同类比较法、热谱图分析法和档案分析法。第一，表面温度判断法，主要利用红外测温原理，测出电力设备的表面温度，按照相关标准进行计算，若超出标准值，则可判断设备异常。第二，相对温差判断法，通过测量电力设备的温度数值，计算设备的相对温差，判断设备的故障缺陷，其公式为δｔ＝（Ｔ２－Ｔ１）／（Ｔ２－Ｔ０）×１００％（２）式中，δｔ、Ｔ２、Ｔ１、Ｔ０分别表示温差值、发热点温度、正常温度和参照体温度[1]。第三，同类比较法。主要针对同一电机回路，在三相电流对称、三相设备相同的条件下，通过对比判断设备是否存在异常；如果三相电流不对称，则需要进一步考虑负荷电流的作用，判断电力设备的运行状态。第四，热谱图分析法，主要是针对电力设备正常和异常情况下的这个图谱进行对比分析，判断电力设备的缺陷问题。第五，档案分析法，主要是在不同阶段下，电力设备温度数据进行对比分析，如温升、相对温差和热谱图等，判断电力设备的运行状态[2]。
2红外测温诊断技术检测结果的影响因素
2.1 设备负荷
电力设备电压分布不均匀、电流线路等故障，会导致电力设备内部温度上升造成异常。在额定电压下，设备负荷大，温度升高快发热现象严重，故障点位较为明显，在使用红外测温技术时，需要确保设备在额定电压下处于满负荷状态下运行。
2.2 气象条件
温度、湿度、天气、气候等会对红外测温诊断技术的使用带来影响，一般情况下需要选择无风、无雨、无雾，温度适中的时期展开检测。
2.3 表面发射率
当部分故障部位检测过程中，数据结果偏差较大或难以获得准确数值时，工作人员可在仪器设备外部涂刷漆料，以保证稳定的表面发射率，也可借助图像运算设备来消除表面发射率带来的影响。 2.4 环境和背景辐射
一般情况下，在日常红外测温诊断技术应选择阴天或日落后的2~3小时，或黎明前期展开高压电力设备检测，减少光线因素影响，测试过程中需要采取一定的遮挡，避免高温物体辐射影响检测效果。对于仪器设备的使用需要保证与被检测设备之间的距离，符合仪器的使用要求，减少环境和背景辐射，对检测结果带来的影响。
2.5 大气衰减
高压电气设备所散发的红外辐射由大气进行传播，空气中的水含量、二氧化碳会导致大气衰减现象出现，特别是传导距离较远的情况下，衰减较为严重，影响测试结果的精准度。在测试过程中，技术人员可在大气湿度低于85%、天气晴朗的时间段进行检修，提高检修结构的准确性。
3 红外精确测温技术在电力设备状态检修中的应用
3.1电力变压器故障的红外诊断
第一，变压器内部故障的红外诊断。在正常运行状态下，油浸变压器是难以使用红外精准测温技术了解变压器绕组和铁芯的运行状态，主要原因是油浸变压器相关部件处于变压器油箱中，在吊芯的情况下施加一定的励磁电压或者短路电流，这个时候绕组以及铁芯的热像特点与干式变压器之间保持一致。干式变压器在正常状态下，B相芯柱的磁负荷比较高，受散热性影响，其温度会高于其他部分，因此受热特点是以B相为中心的热像图。第二，变压器红外诊断过程中，若外部载流导体存在连接不严密，会导致电阻增大产生局部发热，会以故障点形成热象图；若变压器漏磁和箱壳涡流故障，热象特点以漏磁通穿过并且形成环流的其余为中心的图像；冷却装置油路的故障，则会以故障点形成热向图像[3]。
3.2高压隔离开关故障的红外诊断
高压隔离开关故障时，热象图像会以故障点位为中心，形成热象图；转动球头滑动接触不良时，会形成以转动球头为中心的热象图；而隔离开关开合故障时，以刀口接触点形成热象图。对于高压隔离开关故障，可通过对比热像图来精准定位故障点位实现快速维修。 3.3高压套管故障的红外诊断
第一，高压套管与设备连接裸露部分位置故障，整个热像特征是以连接头作为中心。110kV以上的变压器套管，穿缆引线接头故障发热会通过接线传递至将军帽，会形成以将军帽为中心的热象图；35kV及以下变压器套管，处于线圈连接部下端沉浸于油箱内，会沿着油路和套管向外散发，当传递出去时所引发的温度并不高，但三相套管的故障热性特征明显，与其有着明显的差别。第二，内外接头同时故障时，热像特征为内外接头发热区域交替叠加。第三，套管绝缘故障的红外诊断，主要是由于绝缘介质老化、受潮引发，整个热像特征是以套管为中心。第四，套管内外放电故障的红外诊断，其故障原因是电容式套管芯子残存气泡或多介质不均匀所引起；电容极板不光洁、电容屏尺寸不符合要求，导致断裂造成故障，热图像是以故障区域产生局部发热[4]。
3.4高压断路器故障的热像特征和红外诊断
第一，内部故障主要有静触头接触不良，静触头座接触不良，中间、内部受潮等故障，热象特征为整体发热。第二，外部故障。主要是裸露在空气中的高压断路器触头座与线头部位接触不良，整个故障特征是以接头线中心分布，相互对应的关系。若少油断路器在故障过程中会以缺油界面为特征，需要对油位进行检查。
结语
总体而言，红外精准测温技术，在电力设备状态检修中应用广泛，有效弥补了传统定期检修技术的不足，技术人员只需利用红外精准测温的测试结果，对设备进行状态性能的在线分析，即可快速定位故障部位，提升了检修的时效性。此外，电力部门应重视对红外精准测温设备以及人员培训的投入，强化专业人员的实践应用能力，减少干扰因素，对测试结果带来的影响以提升电力设备状态检修的时效性。
参考文献：
[1]陈浩盟.红外测温技术在判断电气设备热故障中的应用与分析[J].电子测试，2019（19）：94-96. [2]应抒扬.电力设备状态检修及故障诊断中红外技术的应用研究［J］.科技经济导刊，2019，27(8)：66.
[3]梁洁琼，谭浩.红外诊断技术在电力系统状态检修中的应用分析［J］.华东科技（综合），2019(11)：231.
[4]谷建鹏，张毅.红外辅助决策系统在配电线路状态检修中的应用探析［J］.科学与财富，2020(6)：99.
