变电站红外测温方法

时间：2021-02-10 19:42:23 论文范文我要投稿

变电站红外测温方法

　　变电站红外测温方法【1】

　　摘要本文从红外线测温仪基本原理出发，结合变电站实际情况，对测温方法进行细化和改进，提高变电站内红外测温的效率及准备性。

　　关键词红外测温;日常普测

　　随着红外技术的发展，红外热成像仪器制造水平日益提高，该技术在电力工业中的应用越来越广泛，能在设备带电的状态下，发现运行设备的过热型缺陷，为电力生产构筑一道安全防护网，而且具有直观便捷的特点，是一种有效的检测技术。

　　在变电站红外应用中，如何优化红外成像仪相关参数设置、测温点选取以及后期红外图像及数据处理，已达到更迅速、更准确发现设备过热缺陷目的

　　1 红外测温仪的特点及常用参数

　　1.1 红外测温仪的特点

　　测温范围广，非接触式测量，灵敏度高，响应速度快。

　　但由于受被测对象的发射率影响，几乎不可能测到被测对象真实温度，只能通过对发射率的调整测得其表面温度。

　　1.2 红外测温仪的常用参数(以Fluke　Ti25型红外测温仪为例)

　　1)热图像范围调整。

　　范围选项主要是调整红外图像在不同温度对应的图像颜色，方便更直观的寻找热点，调整范围为-10℃～-250℃。

　　对应不同的测温要求，可在此区间内选择合适的图像显示范围。

　　如图1。

　　2)发射率调整。

　　辐射率是一个物体相对黑体辐射能力大小的物理量，首先，与物体的材料形状、表面粗糙度、凹凸度等有关，其次还与测试的方向有关。

　　不同材料不同温度条件下的发射率的选择参DLT664-2008附录。

　　2 日常测温方法探究

　　2.1 测温目的

　　日常测温是日常运行巡视的一种手段，主要目的在于发现一些明显的缺陷，检查对象为电流致热型设备，如隔离开关动静触头等。

　　发现问题后，转入精确测温。

　　2.2 测温技巧交流

　　介于日常测温的目的，我们对其测温的环境要求不是特别严格，但是日常范围为全站设备，测温点多，工作强度高，测温的效率显得十分重要。

　　1)热图像范围选择。

　　在电流致热型设备的缺陷定性中，正常设备之间的温差一般不大于10　k，所以在选取热像范围时，我们一般以环境温度为或者正常小电流设备温度为基准，将热像范围选择在以此基准向上10　k，向下10　k。

　　这样就形成范围为20　k的等温线，对应不同的温度，在测温仪面板上会有不同的颜色。

　　这张为吕梁500　kV变电站5053-2隔离开关发热照片，当时环境温度为10度，两张照片都形成了从0度-20度热像等温线，我们在做日常检测时，不需要再一个一个自己核对设备温度具体数值，只需在图像中观察无橘黄色、红色的图像，就可确认本测温间隔无发热设备。

　　这种热像范围的选择可以大大提高测温效率。

　　2)发射率选择。

　　在日常测温时，重点是对比同类设备在热图像中的颜色，发射率选取0.9即可，当发现发热设备后，再将进行热点精确测温，这时需要将发射率调整至与该设备相符合的发射率，并进行红外成像。

　　3)应用同类对比法，提高测温的效率和准确率。

　　所谓同类对比法，指在一个红外成像中，将同类的接头设备进行比较，从而发现是否有过热现象。

　　发现过热图像后，再拉近距离，针对设备进行精确测温。

　　同类对比法的优点：

　　1)可以在一个图像中比较最多12个接头，大大提高测温效率。

　　2)同类对比法只需比较图像中一类设备的热像颜色变比，无需对每个设备进行温度比较，使红外测温更直观话。

　　3)同类对比重点为比较一类设备或某一设备和周围相邻设备的热图像变比，对发射率、背景温度及环境温湿度选项无需严格要求，同时，改变背景温度、发射率选项，会对图像对比灵敏度有修正，如室外温度-15℃时，一般范围选择为-19℃--10℃，并将发射率调整为0.85或者0.8，已方便图像更明显的对比。

　　同类比较法的缺点：

　　1)要求运行人员有较高的测温经验，对红外正常图谱有深入认识，可以迅速判断设备发热异常。

　　2)对红外测温仪精度要求较高，越高的精度一次可测得的设备越多，图像对比越明显。

　　3)因为光线反射容易照成误判，必须闭灯或者在无太阳的傍晚进行。

　　3 结束语

　　红外技术的发展到今天，可以说已经比较成熟了，对于红外技术在变电站内的应用，也一步步在发展。

　　说到底，红外测温方法的研究，最终还是落在经验积累上，需要我们对不同设备在不同的电流负荷、不同环境温度、湿度等条件下进行测温，深入探讨其红外图像，并在积累中不断创新，发现测温技巧，真正让红外技术为变电设备保驾护航。

　　参考文献

　　[1]曾强，舒芳誉，李清华.红外测温仪—工作原理及误差分析[J].2007.

　　[2]张钦.红外测温仪的工作原理及检定数据处理方法探讨[J].2008.

　　[3]曾强，舒芳誉，李清华.红外测温仪工作原理及应用[J].2007.

　　[4]DLT　664-2008　带电设备红外诊断应用规范[M].

　　变电站巡视中红外测温技术的应用【2】

　　【摘要】随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，变电站作为电网的'中心，也变得越来越重要。

　　但是由于变电站的运行中，经常会出现一些有关热效应的问题，所以红外测温技术在变电站的应用中越来越广泛。

　　在电网的检测中大力运用红外测温仪不仅可以减少断电的情况、降低设备出现问题的次数，更能使得变电站在运行过程中更加安全、高效，本文就这一问题，展开讨论。

　　【关键词】红外测温技术巡视应用变电站红外诊断

　　1 前言

　　近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，对于用电的性能要求也越来越高，因而电网的重要性也变得越来越明显。

　　变电站设备是电网的重要组成部分，随着电网的增多，变电站设备也会越来越多，随之产生的问题也会日益增加。

　　所以要想方便人们的生活、保证用电设备的安全高效，电站设备的检测和检修是必不可少的。

　　红外测温技术在这一方面有显著的成效，不仅能够保障变电设备的高效、安全的运作，而且在提高效率方面也有其不可磨灭的作用。

　　2 红外测温技术的原理

　　利用红外线的技术来测量变电站设备的温度，就是红外测温技术的原理。

　　根据对变电站设备运行时的温度进行监测进而确保变电站运行设备的安全与否的监测，来确保设备安全、高效的运行。

　　红外测温技术的物理原理为：分子和原子构成物质，在一定情况下不同的分子和原子不同的排列方式能够构成新的不同物质，然而分子和原子的运动是伴随着热量产生的，而热量会向外辐射，这就是我们通常所说的热辐射。

　　而红外测温技术则是对变电站设备是否有热辐射现象进行的监测。

　　红外测温技术对这一过程实现的过程是先对变电站设备运行过程中向外辐射的热量进行收集，随后通过红外探测器等设备变成信号经由电路传输、分析、判断、得出结果，最后由工作人员检测是否处于发热状态并且进行实时的检修，从而避免了很多不必要的故障发生，也减少了变电设备损坏的几率，大大降低了国家的成本，及时有效的处理故障和问题也减少了工作人员不必要的额外工作负担，大大增加了工作人员工作的积极性，减少了对电网系统的损害。

　　3 红外测温技术在变电站中的应用

　　变电站中红外测温技应用的方法主要有以下几点：

　　第一点运行中的变电站设备，如果出现了因电流产生的发热异常情况，应该采用测量温度的方式进行测量利用已知的计算公式算出变电站中运行设备发热位置相对温差，下一步把参照体和发热点还有正常的相差温度带入公式算出准确温差值。

　　第二点对于同一个型号的变电站的运行设备的电压产生的热量的差异上来判断该设备运行的状况，根据同类设备的温差来判别设备是不是由于电压产生热量导致自身产生缺陷，查阅变电系统的相关文献来判断该设备是否有故障。

　　第三点可以通过对比正常情况下变电站设备运行时产生热量的热谱图和故障情况下变电站设备运行时产生热量的热谱图，通过热谱图的对比来判断变电站设备异常状态更具有科学依据，也更有说服力。

　　4 红外测温仪用的效果和情况

　　红外测温仪的应用对于变电站来说可以说是一项非常具有保障的应用。

　　变电站设备在正常运行过程中工作人员需要定期进行监控和检测，以保证设备的正常运行。

　　这不仅能够及时的发现变电设备存在的问题和隐患，而且一旦出现问题，可以立即停止设备以避免造成不必要的损失，导致变电站整体瘫痪。

　　这也是预防电网瘫痪的一大重要举措。

　　红外测温技术相比较传统的测温技术有很大的改进，传统的测温技术是通过人工的观察、触摸和测量来判断变电装备是否出现故障，这就增加了很多的偶然性，使得测量可能会不准确，而且消耗的人力、物力巨大，成本过高。

　　由于人工检测很多时候是凭借自己的经验来观察的，对于一些变电设备初期的故障很多热源是分散的，只有到了后期热源集中到一定程度才会发生故障，但是早期的故障如果用人工检测的话，很多是发现不了的工作人员会认为这是正常的，并不会当作设备故障来处理所以也就错过了最佳的解决时机，还要可能造成设备的损害甚至最后导致电网的瘫痪。

　　再有一点就是，如果人工去触摸设备来检测设备是否出现故障有可能会对人体造成伤害，会发生危险。

　　这在很大程度上也说明了人工检测是不可取的。

　　红外测温技术，相较于传统的测温技术是稳定的、可靠的、正确性非常高，并不会复杂和繁琐使得结果一目了然。

　　总而言之，红外测温技术在变电站设备故障检测过程中发挥着不可估量的，对设备的监测，将设备早期出现的问题反馈给工作人员，现在工作人员能够提早的进行检修和处理，从而节省了大量的时间和避免了很多不必要的损失。

　　而在另一方面红外测温设备的不断改进和发展，使得红外测温设备的价格在下降因而成本不会太高，这也大大提高了红外测温设备在变电站设备检测中的应用。

　　5 结语

　　相较于传统的人工监测，红外测温技术在监测设备、早期预防、检测检修等方面有着更为显著的性能，这也是红外测温技术的一大优势。

　　为了保证我国电网系统的正常运行以及变电站中变电设备的正常运作，在变电站中引进红外测温技术是相当必要的。

　　就目前形式而言，红外测温技术还有很多缺陷和不足，这也需要，我国科研人员和国家有关部门予以高度重视，积极设计并改进更为完善的红外测温技术设备，以期达到更好的效果，保证我国电网系统更安全、高效的运作。

　　参考文献：

　　[1]丘必养.红外测温技术在变电站设备巡视中的应用[J].广东输电与变电技术，2004，06：31-33.

　　[2]赵云祥.红外测温技术在变电站设备巡视中的应用[J].黑龙江科技信息，2015，36：1.

　　[3]李鹏程.基于红外测温技术的变电设备缺陷诊断分析[D].华北电力大学，2014.

　　红外测温在变电站的应用实践【3】

　　摘　要: 通过红外测温技术的应用，可有效掌握设备在正常运行状态下的发热规律及其表面温度场的分布和温升状况，结合各种电气设备的内部结构和运行状态，依据传导热能的途径，就能较好地对设备有无内部或外部故障进行诊断。

　　关键词：红外测温;发热;运行;环境

　　一、电气设备发热及原因

　　电气一次设备，以及它们与母线、导线或电缆之间的电气连接部位，常常因某种原因产生发热，严重时将影响变电站的安全运行，应该引起我们的重视。

　　电气设备工作时，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁心损耗发热等3种热源。

　　电气设备的热故障可分为外部故障和内部故障，长期暴露在大气中的各种电气接头因表面氧化而接触不良，是电气设备的外部故障。

　　而封闭在固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路和绝缘介质劣化等，依据传热原理，从电气设备外部显现的温度分布热像图，可以判断为内部故障。

　　众所周知，金属导体都有一定的电阻，其电阻与其本身的电阻率和平均温度系数有关，且有相应的熔点。

　　根据Q=I2Rt，当电气接头的接触电阻由于某种因素如接触表面状况不良、氧化程度严重、接触压力较小、有效接触面积减小而增大时，或电流增大时，其发热量(温度)将相应增大，电阻由于热效应而相应增大。

　　电阻增大又使温度增加，如此恶性循环，将使接触面的温度超过熔点而熔化。

　　当系统发生短路时，随着短路电流的急剧增加，接头因超温最容易发生熔化或熔断，同时会扩大为火灾事故和绝缘破坏事故。

　　导体之间接触面的接触电阻，除与环境温度和接触压力等因素有关外，还与接触面的材料、接触表面粗糙程度、接触面积的大小、接触表面氧化程度和接触压力等因素有关。

　　如设备的导体与引线的接触面由于压接不紧或接触面较小，在通过一定电流时产生发热。

　　发热后加速了接触面的氧化，使接触电阻增大;接触电阻增大后使发热更严重，导致接头处严重过热，造成接头烧坏或熔断。

　　可见，电气设备的局部发热，若不及时发现和处理，发热点会逐步扩大，可能会导致严重后果。

　　二、案例分析

　　笔者根据在变电站多年的运行经验及开展红外测温实践，进行案例分析如下：

　　(1)根据各相温差实践。

　　值班工作中，高峰负荷时进行普测，某35KV出线负荷侧隔离刀闸(GW5-35)开关侧：U相为26℃，V相为25℃，W相51℃，相间温差很大，判断W相接头有缺陷。

　　后来用旁母带出负荷检修，发现压接导线板螺丝松，造成接触不良而发热。

　　(2)主变压器套管内部严重缺油故障实践。

　　由于高压侧套管比较高，如不仔细观察，很难从窄玻璃管处观察到油位显示，在巡视设备时，发现2#主变高压侧电容套管油位显示三相基本相同，负荷高峰时测温，从热像显示U相套管严重缺油。

　　经生技部门核实，停电检查与热像诊断相同，油位显示管油位系假象，排除了一起事故重大隐患。

　　(3)避雷器受潮异常实践。

　　6月份某天,在对110KV东段PT避雷器测温中，发现避雷器两端温度低，接近0℃，中部温度有6.17℃，这种热分布异常引起了值班员注意,通过进行带电测试电导电流为660uA,而3月份预试时测试的电导电流值仅为107 uA,汇报生技部门后,第二天测得为766uA，决定停运检修，测得它的绝缘电阻为16MΩ，1mA的直流压降为19kv，说明该避雷器已严重受潮。

　　此次红外热像监测避免了一起避雷器爆炸事故的发生。

　　(4)设备连接正常发热实践。

　　在一次对运行中的电流互感器测温时，发现U相接头螺帽处温度达89℃，怀疑是螺帽松动造成接触不良引起的发热，停电处理时发现螺帽紧固，没有发现故障原因，经过对热成像图进行分析，发现为互感谢器内部缺陷引起发热。

　　经解体发现其内部接头已烧损。

　　三、测温数据分析

　　一般检测时环境温度一般不低于5℃，相对湿度不大于85%，天气以阴天、多云为宜，最好在夜间进行，在室内或晚上检测应避开灯光直射，宜闭灯检测。

　　风速一般不大于5m/s,应尽量避开视线中的封闭遮挡物。

　　检测电流致热设备，最好在高峰负荷下进行。

　　否则，一般应在不低于30%的额定负荷下进行，同时应充分考虑小负荷电流对测试结果的影响。

　　精确检测时除了满足上述要求外，还应满足;风速一般不大于0.5 m/s;设备通电时间不小于6h，最好在24h以上;检测期间天气为阴天、夜间或晴天日落2h后;被检测设备周围应具有均稳衡的背景辐射，应尽量避开附近热辐射源的干扰，在某些设备被检时还应避开人体热源等的红外辐射;避开强电磁场，防止强电磁场影响红外热像仪的正常工作。

　　实际工作还应注意的问题有：

　　(1)在对10KV开关柜进行测温时，现场很难直接实现，停电打开柜门测温一定不会准确，因为，此时已过去了一段时间。

　　如果利用牛顿冷却定律的原理，在两个不同的时间内对柜内设备进行测温，虽然可计算出设备运行中的初始温度，但计算起来有点麻烦。

　　(2)记录测温部位温度数据后，应打开后台微机查对测温设备当时的实际负荷电流，正确填入测温记录本中的各项，如：环境温度、额定电流、运行电压、实际位置等。

　　根据站运行曲线分析高峰时段，一般在负荷高峰时进行。

　　(3)正确掌握所用测温仪器，严格按照说明，选择被测设备的辐射率，如金属材料氧化对被测设备辐射率的影响等。

　　(4)在环境温度变化、负荷增加等情况下，还应增加测温次数和检查导体接触面的项目。

　　四、结论

　　在实际红外测温过程中，值班人员除了解设备性能状况，会对发热原因分析外，还应严格遵守气候条件、熟悉掌握红外测温设备使用环境、操作规范以及一般检测和精确检测的要求，正确的对所测的数据进行判断分析。

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