林震

摘要：在我國(guó)電力供應(yīng)系統(tǒng)中，變電運(yùn)維在其中占據(jù)著重要的部分，當(dāng)前變電運(yùn)維技術(shù)的應(yīng)用有了較大的變化，逐漸朝著智能化的方向發(fā)展。其中，紅外測(cè)溫技術(shù)因?yàn)榫哂斜憬莼?、?zhǔn)確化的優(yōu)勢(shì)，所以在變電運(yùn)維領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要圍繞該技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：紅外測(cè)溫技術(shù)；變電運(yùn)維；應(yīng)用

前言

隨著人們生活質(zhì)量的逐漸提升，人們對(duì)電力的需求也在與日俱增，這導(dǎo)致電力設(shè)備所承載的負(fù)荷逐漸加重。故此，需要重視變電運(yùn)維工作的開(kāi)展，以確保電能的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的缺陷檢測(cè)技術(shù)相比，紅外測(cè)溫技術(shù)有著更大的優(yōu)勢(shì)，它可以幫助運(yùn)維工作人員及時(shí)掌握變電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，進(jìn)而使變電設(shè)備更加的安全以及穩(wěn)定。基于此，圍繞該技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要的意義。

1.紅外測(cè)溫技術(shù)的相關(guān)概述

1.1技術(shù)原理

該技術(shù)主要通過(guò)對(duì)電力設(shè)備的熱輻射進(jìn)行采集，并且通過(guò)自身的功能將熱輻射進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號(hào)，然后通過(guò)溫度來(lái)對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是否存在著異常，該技術(shù)的基本原理便是熱成效。因?yàn)楦鞣N物質(zhì)有著一定的差異，其溫度會(huì)有所不同，那么在紅外檢測(cè)設(shè)備的掃描之下，這些物質(zhì)的回饋信息也會(huì)有所不同，因此在轉(zhuǎn)換時(shí)所生成的圖像也會(huì)有所差異【1】。

1.2主要優(yōu)勢(shì)

在變電運(yùn)維中，紅外測(cè)溫技術(shù)具有很多的優(yōu)勢(shì)：（1）使用較為方便。一般而言，紅外檢測(cè)使用的是手持式設(shè)備，這些設(shè)備的體積較小，能夠隨意移動(dòng)，可以滿足運(yùn)維人員從各角度去進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（2）能夠獨(dú)立工作，不需要借助其他的工具就能夠進(jìn)行工作。（3）具有紅外輻射功能，該功能能夠確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且保證監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)性。（4）具有資源共享的功能。在紅外檢測(cè)過(guò)程中，需要用到計(jì)算機(jī)來(lái)處理數(shù)據(jù)以及圖像，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)，最后圖像以及數(shù)據(jù)都能夠直觀地顯示在監(jiān)控的屏幕之上。（5）安全性較強(qiáng)。在紅外檢測(cè)中，因?yàn)椴恢苯咏佑|設(shè)備，其釋放的紅外線能夠定位變電設(shè)備的位置，即便距離比較遠(yuǎn)，也能夠準(zhǔn)確判斷，這樣一來(lái)，就能夠保證檢測(cè)人員的人身安全。（6）具有較強(qiáng)的科學(xué)性。在變電站電力設(shè)備狀態(tài)的評(píng)估中，該檢測(cè)技術(shù)能夠提供科學(xué)、客觀的數(shù)據(jù)，可靠性較高【2】。

2.紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用分析

以前紅外測(cè)溫主要依賴人力現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)測(cè)溫，但隨著科技發(fā)展，變電站逐漸都配有機(jī)器人，白天機(jī)器人可以對(duì)設(shè)備外觀、表計(jì)壓力進(jìn)行可見(jiàn)光巡視，夜晚可以對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫。各個(gè)變電站可以根據(jù)設(shè)備電壓等級(jí)進(jìn)行巡視范圍劃分，即每天巡視一個(gè)電壓等級(jí)的設(shè)備，巡視周期一般設(shè)備三天一次。還可以增加臨時(shí)巡視任務(wù)，比如根據(jù)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控對(duì)某一間隔設(shè)備進(jìn)行特殊巡視。機(jī)器人系統(tǒng)會(huì)對(duì)巡視的設(shè)備進(jìn)行分析，自動(dòng)生成一個(gè)巡視報(bào)表，溫度越限、漏巡都會(huì)在表中體現(xiàn)，運(yùn)維人員根據(jù)報(bào)表里的結(jié)果進(jìn)行查缺補(bǔ)漏復(fù)查，節(jié)省了不少人力，大大提高了測(cè)溫效率。

2.1在日常檢修中的應(yīng)用

在電力工作中，變電運(yùn)維是其中的核心工作之一，主要包括以下幾方面的運(yùn)行維護(hù)工作：（1）倒閘操作、（2）運(yùn)行維護(hù)、（3）設(shè)備巡視、（4）設(shè)備定期試驗(yàn)輪換等?，F(xiàn)如今，在變電運(yùn)維工作中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化管理與操作。在許多變電站中，電力設(shè)備的工作周期較長(zhǎng)，所以存在著一定的老化以及損壞問(wèn)題，為了防止出現(xiàn)更大的損失，就需要電力企業(yè)制定一個(gè)完善的日常檢修機(jī)制，對(duì)這些電力設(shè)備進(jìn)行定期的檢修。而在這個(gè)日常檢修工作中，就可以用到紅外測(cè)溫技術(shù)。當(dāng)前，在日常檢修工作中，主要還是依賴工作人員來(lái)進(jìn)行檢修，而且要在斷電的情況下展開(kāi)檢修，這樣就非常的不便，但是如果運(yùn)用紅外檢測(cè)技術(shù)，則可以有效地避免該問(wèn)題的出現(xiàn)。在工作開(kāi)展之前，檢修人員需要對(duì)檢查目標(biāo)進(jìn)行明確，包括變壓器、線路等。我們以變壓器的檢修為例，在變電運(yùn)維中，變壓器是其中的核心設(shè)備，不管使用的是油浸式變壓器，還是使用干式變壓器，在電力的作用之下，都會(huì)產(chǎn)生一定的溫度，而紅外測(cè)溫技術(shù)能夠?qū)@種溫度進(jìn)行檢測(cè)。工作人員在檢測(cè)過(guò)程中，可以先選取正常的變壓器進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其溫度進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其變化的幅值水平進(jìn)行檢測(cè)，以這些數(shù)據(jù)作為檢測(cè)的樣本【3】。然后再對(duì)目標(biāo)變壓器進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其熱成像情況進(jìn)行了解，然后將所測(cè)的數(shù)據(jù)與樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照。若兩者數(shù)據(jù)差別不大，那么可以判定目標(biāo)變壓器的功能正常。若變壓器的變化過(guò)大，那么變壓器就有可能存在著以下幾方面的問(wèn)題：（1）短路問(wèn)題；（2）內(nèi)部電阻過(guò)大問(wèn)題，然后再對(duì)其進(jìn)行具體的檢修。在日常檢修中，該技術(shù)的應(yīng)用有著較大的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)該技術(shù)進(jìn)行推廣。下圖便是紅外測(cè)溫技術(shù)下的邊帶你系統(tǒng)局部圖像：

2.2在故障檢修中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平有了較大的提升，這使得生產(chǎn)以及生活用電與日劇增，在這種背景下，變電運(yùn)維的負(fù)荷也有了較大的提升，導(dǎo)致變電體系面臨著較大的負(fù)擔(dān)。紅外測(cè)溫技術(shù)具有故障篩查的功能，該功能影響設(shè)備故障的識(shí)別速率，關(guān)系到設(shè)備的查驗(yàn)成效，通過(guò)對(duì)檢測(cè)信息的分析，然后采取溫差對(duì)比的方式，可以使檢修人員快速判斷設(shè)備的故障【4】。我們?nèi)匀灰宰儔浩鞯臋z測(cè)為例，在運(yùn)維工作中，雖然說(shuō)變壓器的故障類型較多，但是無(wú)一例外都會(huì)產(chǎn)生溫度的變化，若是出現(xiàn)了進(jìn)水短路的情況，那么在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)，變壓器溫度會(huì)快速升高。若存在著金屬繞組銹蝕，就會(huì)導(dǎo)致電阻變大，而這樣變壓器的溫度也會(huì)升高。此外，若導(dǎo)線出現(xiàn)斷裂或者接觸不良的情況，那么就會(huì)導(dǎo)致斷路的問(wèn)題發(fā)生，這樣變壓器就不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，其溫度就會(huì)與室溫相接近。而這些故障都可以利用紅外測(cè)溫技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。本文以變壓器金屬繞組銹蝕為例，如果存在著保養(yǎng)不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，那么就會(huì)使變壓器出現(xiàn)金屬繞組銹蝕的問(wèn)題。一旦出現(xiàn)該問(wèn)題，銹蝕部位的電阻就會(huì)有所增大，這樣在進(jìn)行變壓作業(yè)之時(shí)，該部位的溫度就會(huì)有所上升，如果變壓器某處溫度的升高幅值較大，與正常工作的平均溫度相比，如果高出了15%以上，那么我們就可以判斷該變壓器發(fā)生了故障，并且其故障為金屬繞組銹蝕問(wèn)題。在變電運(yùn)維檢修中，通過(guò)對(duì)紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用，將生成的熱圖形進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)溫度的變化情況進(jìn)行了解，然后將其作為故障的判斷依據(jù)，再對(duì)故障進(jìn)行處理，以防止安全事故的發(fā)生。

2.3在缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

缺陷檢測(cè)主要是針對(duì)變電運(yùn)維系統(tǒng)的不足所進(jìn)行的，其屬于預(yù)防性檢測(cè)的一種。當(dāng)前，缺陷檢測(cè)主要分為以下幾類：（1）電流致熱性缺陷、（2）電壓致熱性缺陷。其檢測(cè)的原理也是以溫差成像來(lái)進(jìn)行判斷【5】。

電流致熱性缺陷包括以下幾種：一種是導(dǎo)線金屬內(nèi)芯橫截面不足，另一種是接觸連線不良。在對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，檢修人員可以利用紅外測(cè)溫技術(shù)，通過(guò)對(duì)熱圖像的分析與對(duì)比，來(lái)判斷是否存在著缺陷。例如，對(duì)于接觸不良的檢測(cè)，在通電工作中，導(dǎo)線以及插頭的溫度會(huì)身高，而如果其處于閑置狀態(tài)下，那么其溫度與室溫就會(huì)非常接近。在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)中也能凸顯其研究意義，例如：某變電站對(duì)一臺(tái)大型變壓器套管將軍帽進(jìn)行紅外測(cè)溫，A相測(cè)溫溫度為86.6℃，正常相為34.5℃，負(fù)荷率為53%，環(huán)境溫度為24℃，相對(duì)溫差計(jì)算為83.2%，定為嚴(yán)重缺陷（根據(jù)DL/T664-2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用導(dǎo)則附錄A表A.1發(fā)熱診斷依據(jù)：熱圖像的熱點(diǎn)溫度≥80℃或相對(duì)溫差≥80%為嚴(yán)重缺陷）。5天后停電檢修，發(fā)現(xiàn)穿纜頭焊接質(zhì)量存在嚴(yán)重不良，已脫焊問(wèn)題，倘若繼續(xù)運(yùn)行，有可能導(dǎo)致引線脫落，進(jìn)而發(fā)生套管爆炸。常見(jiàn)的幾種單體瓷絕緣式套管見(jiàn)下圖：

電壓致熱性缺陷包括以下幾種：一種是絕緣介質(zhì)老化；另一種是導(dǎo)線漏電、絕緣子故障等，如果沒(méi)有對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的處理，就會(huì)引發(fā)更加嚴(yán)重的后果。我們就以絕緣介質(zhì)老化為例，一般而言，在電力設(shè)備內(nèi)部，其構(gòu)件有絕緣介質(zhì)包裹，所以其溫度就不太高。但是，若絕緣介質(zhì)存在老化的情況，那么在檢測(cè)之時(shí)，其溫度就會(huì)比較高，如果溫度幅值超過(guò)了20%，那么檢修人員就需要進(jìn)行斷電檢查，是否存在絕緣介質(zhì)老化的問(wèn)題。電壓致熱型溫度差比較少，不易發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)引起足夠的重視。例如：某變電站2號(hào)主變35kV避雷器B相溫度異常，最高溫度為30.4攝氏度，其中A相最高溫度為28.4℃，C相最高溫度為28.4℃，B相溫度比其它兩相溫度高出2℃，定義為嚴(yán)重缺陷，運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并匯報(bào)給管理人員，管理人員決定停電檢修，檢修后發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部嚴(yán)重受潮，由于及時(shí)發(fā)現(xiàn)該異常并解決，未釀成事故。2號(hào)主變35kV避雷器紅外熱像圖譜測(cè)見(jiàn)下圖：

結(jié)語(yǔ)

綜上，在變電運(yùn)維工作中，紅外測(cè)溫技術(shù)因?yàn)楸姸嗟膬?yōu)勢(shì)而得到了廣泛的應(yīng)用，在日常檢修、故障檢修等環(huán)節(jié)，該技術(shù)能夠提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，以供檢修人員判斷參考。當(dāng)然，該技術(shù)也存在著一定的局限性，所以在變電運(yùn)維工作中，還需要對(duì)各類情況進(jìn)行綜合的考慮。

參考文獻(xiàn)

[1]陳慧群.變電運(yùn)維中紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017，40：159+161.

[2]向曉.紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，34：146-147.

[3]高薇.變電運(yùn)維中紅外測(cè)溫技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2017，1922：101.

[4]王巍橫，李娜娜.紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018，18：183.

[5]魯星星.紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2018，33：176.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司）