國網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司 張 波

變電站運(yùn)維工作的基本實(shí)踐思路就是保證變電站的設(shè)備系統(tǒng)良好使用效能，通過全面排查變電站的設(shè)備潛在安全缺陷來促進(jìn)變電站的平穩(wěn)安全運(yùn)行。近年來，變電站的運(yùn)維管理實(shí)踐工作已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，變電站運(yùn)維的現(xiàn)有技術(shù)手段也在逐步趨向于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化完善。紅外測溫的儀器設(shè)備能夠?qū)z測得到的變電站異常運(yùn)行溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)性地反饋，有助于生成準(zhǔn)確的變電站系統(tǒng)故障圖像。由此可見，采取紅外測溫的智能檢測運(yùn)維技術(shù)方法具有顯著的實(shí)踐保障作用，變電站運(yùn)維人員必須正確理解與使用紅外測溫技術(shù)。

1 紅外測溫技術(shù)的基本含義特征

紅外測溫技術(shù)的基本實(shí)踐原理體現(xiàn)在全面采集變電站的設(shè)備熱輻射數(shù)據(jù)，通過全面匯總與采集現(xiàn)有的電力系統(tǒng)設(shè)備狀況數(shù)據(jù)來轉(zhuǎn)換測溫圖像，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)換成為可進(jìn)行直觀識別的系統(tǒng)運(yùn)維管理圖像，據(jù)此實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確判定變電站基礎(chǔ)設(shè)備缺陷的目標(biāo)[1]。因此，從根本上來講，紅外測溫的技術(shù)實(shí)施過程具有較好的儀器檢測靈敏度、自動化的圖像轉(zhuǎn)換優(yōu)勢、測溫?cái)?shù)據(jù)信息的良好可靠性等顯著優(yōu)勢，從而決定了當(dāng)前階段的紅外測溫儀器技術(shù)手段，值得受到更大范圍的普遍采用。采取紅外測溫的智能檢測以及生成圖像實(shí)施方案可達(dá)到優(yōu)良的檢測質(zhì)量效果，便于進(jìn)行實(shí)時(shí)性的紅外測溫操作。

現(xiàn)階段，紅外測溫的技術(shù)實(shí)施手段重點(diǎn)適用于測試變電站基礎(chǔ)設(shè)備的電氣表面溫度、測試電氣相對溫差、分析紅外測溫圖譜、構(gòu)建電氣設(shè)備的測溫管理檔案、實(shí)施故障溫度的檢測比較等。對于經(jīng)過紅外測溫判斷的變電站系統(tǒng)安全使用狀況應(yīng)當(dāng)進(jìn)行準(zhǔn)確的歸納匯總，據(jù)此生成了明確的數(shù)據(jù)分析圖譜。測定變電站的設(shè)備系統(tǒng)表面溫度應(yīng)當(dāng)建立在精準(zhǔn)分析各項(xiàng)具體數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，按照現(xiàn)有的數(shù)據(jù)檔案記錄信息來進(jìn)行相關(guān)差異的比對，準(zhǔn)確查找現(xiàn)有的變電系統(tǒng)異常，變電站紅外測溫圖如圖1所示。

圖1 變電站紅外測溫圖

2 紅外測溫技術(shù)在變電站運(yùn)維中的具體運(yùn)用要點(diǎn)

2.1 診斷電壓致熱的變電設(shè)備缺陷

變電站內(nèi)的變壓器與其他電氣設(shè)備，存在電流泄漏或者不均勻的電壓分布情形，變電設(shè)備的組成構(gòu)件如果存在不良的系統(tǒng)絕緣狀況，那么通常也會容易引發(fā)電壓致熱類型的電氣系統(tǒng)故障[2]。系統(tǒng)電壓的具體檢測數(shù)據(jù)具有持續(xù)變化波動的特征，從而造成了系統(tǒng)電壓浮動的趨勢，導(dǎo)致變電站的站內(nèi)設(shè)備存在外殼與元件過熱的安全隱患。通過判斷電氣設(shè)備現(xiàn)有的溫度圖譜異常，應(yīng)當(dāng)能夠準(zhǔn)確排查與測定電壓致熱類型的變電站安全風(fēng)險(xiǎn)。

變電站的設(shè)備常見缺陷除了來源于電壓致熱因素之外，還可能來源于電氣設(shè)備的松動開焊等缺陷。例如，變電站系統(tǒng)的電氣設(shè)備系統(tǒng)如果長期未能得到必要的螺栓固定，那么設(shè)備局部的結(jié)構(gòu)件就會發(fā)生開焊脫落或者松散情形，進(jìn)而造成了變電站設(shè)備系統(tǒng)在運(yùn)行使用中的振動頻率增加[3]。

變電站系統(tǒng)設(shè)備如果存在頻繁振動的磨損因素影響，則會容易縮短變電站設(shè)備的正常使用壽命，還會導(dǎo)致電氣設(shè)備指針讀數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤等不良影響后果。變電站的電氣設(shè)備如果存在過于頻繁的設(shè)備振動情形，那么變電站設(shè)備發(fā)生損壞的潛在風(fēng)險(xiǎn)等級就會明顯提高。導(dǎo)致形成設(shè)備裝置頻繁振動的關(guān)鍵影響要素，存在松動的設(shè)備螺栓連接情況，或者存在不良的設(shè)備電源接觸現(xiàn)象。因此，變電站的運(yùn)維負(fù)責(zé)人員除了需要采取紅外測溫的自動診斷檢測儀器之外，還需配合采取直觀觀察與觸摸電氣設(shè)備外殼等人工檢測方式。

2.2 檢測變電設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行狀況

對于變電站的安全運(yùn)行使用過程而言，全面檢測變電站的設(shè)備系統(tǒng)異常狀況具有顯著的安全保障價(jià)值。紅外測溫的儀器系統(tǒng)對于實(shí)時(shí)性的電荷變化情況進(jìn)行了敏銳的捕捉獲取，因此有助于直接測試到配電系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生部位。變電站的系統(tǒng)運(yùn)維實(shí)施方案需要建立在變電設(shè)備的安全測試保障前提下，通過采取全方位的智能檢測與診斷技術(shù)手段來避免存在異常的變電運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。紅外測溫的自動化檢測儀器具有較好的靈敏度，有助于電氣系統(tǒng)的缺陷風(fēng)險(xiǎn)得到完整的判斷，圖2為監(jiān)測參考圖像。

圖2 熱成像測溫預(yù)警助力電力行業(yè)監(jiān)測參考圖

變電設(shè)備系統(tǒng)的安全運(yùn)行狀況關(guān)鍵取決于電氣線路連接，變電站的電力設(shè)備設(shè)施具有較為復(fù)雜的設(shè)備線路結(jié)構(gòu)，電力設(shè)備的系統(tǒng)外殼結(jié)構(gòu)必須得到妥善的焊接密封[4]。一旦出現(xiàn)了設(shè)備系統(tǒng)的裂縫或者滲漏缺陷，則會阻礙變電站設(shè)備的良好使用效能發(fā)揮。變電站人員在安裝與使用遠(yuǎn)程自動化的電力監(jiān)測設(shè)備過程中，企業(yè)技術(shù)人員如果存在錯(cuò)誤的人工安裝操作，則會增加變電站設(shè)備的構(gòu)件損壞風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施人工的設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)、設(shè)備安裝調(diào)試、設(shè)備故障排查與日常檢修等環(huán)節(jié)中，關(guān)鍵就是要全面杜絕變電站設(shè)備的人工安裝與使用操作誤區(qū)。變電站現(xiàn)有的電氣設(shè)備設(shè)施如果存在不良的外殼密封缺陷，那么潮濕氣流或者自然降水就會侵入到設(shè)備裝置內(nèi)部。變電站設(shè)備就無法實(shí)現(xiàn)正常的設(shè)備使用功能，甚至還會造成變電站設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞后果，以上的設(shè)備系統(tǒng)異常使用狀況需要得到更多關(guān)注。

2.3 查找電壓互感器與隔離開關(guān)觸頭故障

電壓互感器的常見使用故障集中體現(xiàn)在外界雷電導(dǎo)致?lián)舸┈F(xiàn)有的設(shè)備保護(hù)裝置，進(jìn)而造成了電壓互感器的外殼過熱以及系統(tǒng)元件燒毀后果產(chǎn)生。在目前的狀況下，電壓互感器的設(shè)備組件系統(tǒng)存在頻繁發(fā)生故障的特征，隔離開關(guān)如果長期沒有得到必要的更換維護(hù)，那么隔離開關(guān)就會容易存在氧化風(fēng)險(xiǎn)，造成隔離開關(guān)發(fā)生運(yùn)行失靈的情形。具體在采取紅外測溫的檢測技術(shù)前提下，應(yīng)當(dāng)能夠準(zhǔn)確測試與判定互感器與隔離開關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

電壓互感器與電氣隔離開關(guān)的觸頭部位具有較高的故障發(fā)生頻率，自然環(huán)境如果存在變化趨勢，那么也會直接引發(fā)變電站的電氣系統(tǒng)故障。不可抗力的外界環(huán)境因素將會直接造成變電站電力系統(tǒng)的設(shè)備失靈，其中典型的自然環(huán)境影響要素集中體現(xiàn)在惡劣自然氣候，例如雷電與強(qiáng)降雨、霜凍等自然災(zāi)害影響。變電站設(shè)備的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，電氣設(shè)備系統(tǒng)的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)往往很難得到及時(shí)的排查解決，那么必須采取全方位的變電站設(shè)備定期維護(hù)檢測管理制度。

3 紅外測溫技術(shù)在變電站運(yùn)維中的應(yīng)用實(shí)例

某市電力公司XX 供電分公司的某變電站2號主變于2013年開始投入運(yùn)行，在2016年的年度帶電檢測中，顯示該變電站2號變電器的套管A 相線連接位置達(dá)到了50℃的高溫。但是與此同時(shí)，該設(shè)備的B 相與C 相溫度都小于5℃。因此，工作人員判定，A 相出現(xiàn)了故障與運(yùn)行缺陷。在更換螺栓并且進(jìn)行了緊固連接以后，變電站設(shè)備繼續(xù)恢復(fù)了平穩(wěn)地運(yùn)行狀態(tài)。

具體在更換螺栓并且實(shí)施相應(yīng)的設(shè)備緊固操作處理后，工作人員在一個(gè)星期之后繼續(xù)測定上述位置的溫度變化，結(jié)果同樣的故障位置已經(jīng)高達(dá)70℃的溫度。因此，導(dǎo)致上述設(shè)備出現(xiàn)異常高溫的根源主要在于，接觸面發(fā)生氧化以及接觸的觸頭部位不良。A 相連接導(dǎo)線的緊固線夾已經(jīng)存在了螺栓顯著損壞的情形，接頭壓實(shí)的效果因此較差。通過對于上述的接線位置予以緊固以及打磨處理，恢復(fù)了正常的電力系統(tǒng)運(yùn)行。

4 紅外測溫技術(shù)在變電站運(yùn)維中的故障診斷檢測措施

4.1 溫度異常故障的診斷檢測

通常來講，造成變電站存在溫度異常的重要根源包含變電站的接頭連接、安裝工藝不夠完善；螺栓緊固操作中的壓力控制不當(dāng)；不同材料導(dǎo)致產(chǎn)生電池效應(yīng)等。變電站系統(tǒng)的阻波器、斷路器與電流互感器都會存在較為顯著的溫度異常，出現(xiàn)溫度異常的變電站設(shè)備必須得到立即的維護(hù)檢修[5]。具體在測試與判定變電站的上述設(shè)備溫度異常過程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮采取紅外測溫的傳感儀器系統(tǒng)，確保能夠測試得到實(shí)時(shí)性的電氣局部溫度升高趨向。

4.2 變電套管故障的診斷檢測

變壓器的設(shè)備套管如果表現(xiàn)為紅外測試的圖譜溫度異常，則需要進(jìn)行全方位的故障準(zhǔn)確排查。變壓器的各個(gè)環(huán)節(jié)組合連接部位通常都會存在程度較為顯著的檢測溫度差值，那么必須密切重視查找存在放電故障的具體區(qū)域部位。對于零件裂縫與觸頭脫落的常見安全隱患需要進(jìn)行重視，及時(shí)更換存在缺損的變電設(shè)備組件。對于觸頭部位的異常發(fā)熱缺陷應(yīng)當(dāng)進(jìn)行準(zhǔn)確的故障排查識別，避免存在套管缺油或者套管過度磨損的配電系統(tǒng)安全隱患。

4.3 電氣連接故障的診斷檢測

變電站的電氣連接部位集中體現(xiàn)在電氣開關(guān)連接、系統(tǒng)刀閘連接、電氣系統(tǒng)的觸頭連接等。存在冷縮與熱脹因素影響的電氣連接關(guān)鍵部位就會比較容易發(fā)生常見性的系統(tǒng)連接安全隱患，那么變電站的運(yùn)維工作人員應(yīng)當(dāng)側(cè)重于排查電氣連接的重點(diǎn)結(jié)構(gòu)部位安全風(fēng)險(xiǎn)。紅外測溫的技術(shù)儀器對于系統(tǒng)過熱缺陷進(jìn)行了準(zhǔn)確測試，進(jìn)而形成直觀的紅外檢測圖譜。表1為變電站運(yùn)維中的紅外測溫技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)。

表1 變電站運(yùn)維中的紅外測溫技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)

5 結(jié)語

經(jīng)過分析可見，變電站運(yùn)維的具體實(shí)踐工作表現(xiàn)為復(fù)雜性，因此決定了變電站現(xiàn)有的運(yùn)維技術(shù)實(shí)施方案亟待得到必要的調(diào)整優(yōu)化。紅外測溫的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案主要涉及檢測與診斷變電站的系統(tǒng)溫度異常，并且能夠準(zhǔn)確測試變電站的電氣連接與套管連接故障。在此前提下，變電站的系統(tǒng)維護(hù)管理負(fù)責(zé)人員，應(yīng)當(dāng)全面著眼于測試變電站的設(shè)備元件溫度異常變化，通過采取自動化的紅外測溫儀器來保障變電站的系統(tǒng)效能發(fā)揮，切實(shí)節(jié)約變電站的系統(tǒng)運(yùn)維成本。