劉貴成

摘要：隨著我國(guó)科技不斷進(jìn)步，我國(guó)的電力行業(yè)也得到了很大程度的發(fā)展。紅外診斷技術(shù)是一種新型診斷技術(shù)，為變電設(shè)備的熱診斷提供了很好的診斷方式，該種診斷方式有著不解體、直觀性、快速性、準(zhǔn)確性的特征，也適宜用在大面積檢測(cè)中，同時(shí)，該種診斷技術(shù)也能夠與其他檢測(cè)方式聯(lián)合使用，定位故障的具體位置，這就可以有效提升檢修的便利性。但是，影響紅外線熱成像診斷技術(shù)準(zhǔn)確率的因素是多種多樣的，在進(jìn)行診斷時(shí)，必須要合理地控制其測(cè)量環(huán)境與測(cè)量方式。本文主要分析影響紅外線熱成像診斷技術(shù)準(zhǔn)確性的因素，并提出相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞：紅外熱成像儀，變電運(yùn)維，應(yīng)用

作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，變電站的安全運(yùn)行尤為重要。變電站內(nèi)的電力設(shè)備因異常熱效應(yīng)而引發(fā)的多種故障和異?，F(xiàn)象是影響設(shè)備安全運(yùn)行的重要原因，因此，及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷電力設(shè)備的運(yùn)行溫度是保障電力設(shè)備可靠運(yùn)行的重要條件。在變電站應(yīng)用紅外熱成像儀可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的熱異常缺陷，特別是內(nèi)部缺陷，使設(shè)備故障得到及時(shí)的消除，從而避免電力系統(tǒng)事故的發(fā)生，應(yīng)用紅外熱成像儀對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行連續(xù)跟蹤，配合分析軟件，可以有效、精確分析對(duì)象的熱變化和缺陷發(fā)展程度，為分析變電站設(shè)備運(yùn)行情況提供準(zhǔn)確依據(jù)。

一、紅外測(cè)溫原理

紅外熱呈現(xiàn)（成像）儀是利用光學(xué)成像物鏡、光機(jī)掃描系統(tǒng)、紅外探測(cè)器將被測(cè)目標(biāo)紅外輻射能量圖形反映在紅外探測(cè)器光敏元中，在紅外探測(cè)器與光學(xué)系統(tǒng)中，有光機(jī)掃描結(jié)構(gòu)，能夠掃描出被測(cè)物體紅外成像情況，并由探測(cè)器將其轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大處理后形成紅外熱像圖。根據(jù)物體發(fā)射輻射功率，影響紅外熱成像診斷技術(shù)的重要因素就是材料比輻射率與物體輻射功率，紅外熱成像儀也會(huì)受到大氣環(huán)境與人為因素的影響，因此，紅外熱成像診斷技術(shù)結(jié)果只能夠進(jìn)行定性分析，是不能定量分析的。

二、變電站電氣設(shè)備常見(jiàn)的發(fā)熱缺陷分類

（一）以發(fā)熱缺陷的位置分類

內(nèi)部發(fā)熱缺陷：內(nèi)部發(fā)熱缺陷具有一定的隱蔽性，難以被人肉眼所觀察到，這類發(fā)熱缺陷往往也是引起熱異常的主要原因。內(nèi)部發(fā)熱缺陷往往是由于電氣設(shè)備內(nèi)部與故障點(diǎn)接觸的物質(zhì)，產(chǎn)生對(duì)熱換和熱傳導(dǎo)，并且持續(xù)穩(wěn)定發(fā)熱。利用紅外成像測(cè)溫往往不能夠直接得出結(jié)論，還需要對(duì)設(shè)備表面的溫度差進(jìn)行對(duì)比分析才能確定。外部發(fā)熱缺陷：變電站大多數(shù)電氣設(shè)備的連接部件都處于裸露工作狀態(tài)，在長(zhǎng)期的運(yùn)行工作中，這些連接件極其容易受到環(huán)境溫差、有害氣體腐蝕以及自然老化的原因，從而會(huì)引起相應(yīng)的局部發(fā)熱、溫度異常升高等問(wèn)題。這些問(wèn)題如若不能夠得到及時(shí)的處理，極其容易引發(fā)電氣設(shè)備的運(yùn)行故障，甚至成為電網(wǎng)事故的導(dǎo)火索。外部發(fā)熱缺陷是能夠通過(guò)紅外測(cè)溫直接發(fā)現(xiàn)的。

（二）以電氣設(shè)備產(chǎn)生發(fā)熱缺陷的原因分類

電壓致熱效應(yīng)型缺陷：變電站許多高壓電氣設(shè)備中都極為容易產(chǎn)生電壓導(dǎo)致的熱效應(yīng)缺陷，其主要原因是內(nèi)部絕緣密封性下降、絕緣介質(zhì)老化，在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，電解質(zhì)材料形成有功損耗，它的發(fā)熱功率往往只與電壓有關(guān)。電流致熱效應(yīng)型缺陷：電氣設(shè)備和輸電線路的裸露電氣接頭，包括許多高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部導(dǎo)流回路，因連接不良，接觸電阻增大而產(chǎn)生的缺陷，均屬電流致熱效應(yīng)缺陷。通常將由傳導(dǎo)電流在電阻上產(chǎn)生的發(fā)熱的設(shè)備，稱之為電流致熱型設(shè)備。這種發(fā)熱由電阻的有功損耗而引起。其他原因：例如電氣設(shè)備磁回路的漏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致部分件的局部過(guò)熱現(xiàn)象，電氣設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)中導(dǎo)致設(shè)備的電流電壓分布產(chǎn)生變化，形成熱缺陷，油浸高壓電器設(shè)備發(fā)生漏油、假性油位的情況，形成油面層的熱傳導(dǎo)差異，致使設(shè)備外表面形成明顯的溫度梯度。

三、紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

變電站的設(shè)備巡視是運(yùn)行人員每天必須進(jìn)行的一項(xiàng)重要工作，其方法一般為通過(guò)目測(cè)、耳聽(tīng)和鼻嗅等來(lái)了解設(shè)備的運(yùn)行情況，其中又以目測(cè)為主。然而目測(cè)設(shè)備有著很大的局限性，一些有發(fā)展性的缺陷，特別是設(shè)備內(nèi)部缺陷，常常要等其發(fā)展到一定程度后才能被發(fā)現(xiàn)，這樣不但延誤了設(shè)備缺陷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，而且可能會(huì)對(duì)運(yùn)行設(shè)備造成不同程度的損壞。在變電站設(shè)備巡視中使用紅外熱成像儀輔助，能在很大程度上提高運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)缺陷的能力。紅外熱成像儀可以十分快捷準(zhǔn)確地探測(cè)到電氣設(shè)備的不良接觸以及過(guò)熱的機(jī)械部件，對(duì)于設(shè)備中所有可以直接看見(jiàn)的部分，紅外熱成像儀都能夠確定全部連接點(diǎn)的熱隱患，而那些由于遮蔽而無(wú)法被直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面部件上的情況來(lái)發(fā)現(xiàn)隱患。另外，對(duì)于斷路器、導(dǎo)體、母線及其他部件的運(yùn)行監(jiān)控而言，紅外熱成像儀的作用也是無(wú)法取代的，它可以很容易地探測(cè)到回路過(guò)載或三相負(fù)載的不平衡。以上種種優(yōu)點(diǎn)，使得紅外熱成像儀在保供電、重大節(jié)假日、迎峰度夏期間對(duì)保證安全可靠供電起到了非常積極的作用。紅外熱成像儀在每季度的設(shè)備查評(píng)、定期的設(shè)備夜間檢查或特殊時(shí)期的檢查（如電網(wǎng)迎峰度夏或高峰負(fù)荷時(shí)）中使用，同樣能收到相當(dāng)明顯的效果。總而言之，對(duì)變電站全站一次設(shè)備全面開(kāi)展紅外熱成像測(cè)溫工作是一個(gè)大趨勢(shì)，以下是可采用紅外熱成像儀進(jìn)行檢查的部分設(shè)施：（1）電氣裝置：可發(fā)現(xiàn)接頭松動(dòng)或接觸不良、不平衡負(fù)荷、過(guò)載、過(guò)熱等隱患，這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀甚至起火。（2）變壓器：可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動(dòng)、套管過(guò)熱、接觸不良（抽頭變換器）、過(guò)載、三相負(fù)載不平衡、冷卻器管道堵塞不暢等，其影響亦為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀甚至起火。

四、提升變電設(shè)備紅外線熱成像診斷準(zhǔn)確性的措施

為了提升測(cè)量準(zhǔn)確性，需要采取科學(xué)的措施控制好測(cè)溫距離和測(cè)溫角度。紅外輻射是沿著法線方向進(jìn)行傳播的，為了保證最佳測(cè)量結(jié)果，需要將成像儀垂直于被測(cè)目標(biāo)上，同時(shí)，還要意識(shí)到，材料發(fā)射率會(huì)隨著角度的變化而出現(xiàn)變化，這也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。調(diào)查顯示，如果角度為偏離垂直方向30°內(nèi)，那么發(fā)射率基本上不會(huì)發(fā)生變化，如果偏離垂直方向超過(guò)了30°，就會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性?？紤]到以上的因素，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要嚴(yán)格遵循垂直測(cè)量的原則，對(duì)于與鏡頭不垂直的檢測(cè)對(duì)象，需要采取科學(xué)有效的方式來(lái)修正其溫度值，這樣才能夠有效提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，檢測(cè)距離也會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確性，因此，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要將熱像儀放置在指定距離內(nèi)，降低誤差率。

五、結(jié)語(yǔ)

時(shí)至今日，紅外熱成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電氣安裝、檢測(cè)、運(yùn)行等領(lǐng)域，它能在不接觸電氣設(shè)備的情況下，快速、準(zhǔn)確、形象地得出運(yùn)行中的設(shè)備表面溫度數(shù)據(jù)，從而幫助有關(guān)人員更全面地了解和評(píng)價(jià)設(shè)備的安裝質(zhì)量、運(yùn)行情況等信息，使得變電運(yùn)行管理變得輕松方便。我局在全面使用紅外熱成像儀作為設(shè)備測(cè)溫工具后，已很大程度上減少了設(shè)備故障率，這無(wú)疑歸功于使用紅外熱成像儀后能及早發(fā)現(xiàn)隱蔽的、肉眼難以觀測(cè)到的隱患缺陷，從而將事故消滅于萌芽階段。

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