变电运维中红外技术的应用

变电运维中红外技术的应用

范春燕

国网山西省电力公司忻州供电公司 , 山西省 忻州市 034000

摘要：在变电运行中，红外技术的应用还能够有效提高工作效率。随着电力领域的快速发展，近年来电力设施的复杂程度不断提升，变电设施的数量也在随之增多，而随着状态检修的广泛开展，现阶段电力工作人员存在较大的工作量负担。基于感官系统开展的电力设施检测存在效率低下、无法满足现状需要等问题，很多电力故障因此无法被检测出来，因此留下的隐患必须得到重视。基于此，本文主要分析

关键词：红外技术；变压器；应用

引言

对红外检测技术来说，其具有无接触，检测结果可视化、测温范围广、检测速度快等诸多应用优势。红外检测技术是利用红外热成像系统来实现机械零件内部缺陷检测的，而红外热成像系统的结构组成则包括采集、激励、处理、控制单元以及热成像仪。

1变电运维的重要性

电力系统拥有发电、输电和变电等各种环节，起始点在发电厂，经过大面积覆盖的输电线路传送到变电站，最后从变电站传送到居民住所和工业用户当中。变电运维在电力系统运行质量方面具有非常大的影响力，需要定期检测变电设备来确保电力供应能够正常运行。也就是说，变电维护就是变电设备的运行维护，通常由变电运维操作站以及变电运维队组成。变电运维操作站主要是对电站电力运行进行管理，在值班工作人员人数比较少的状况下深入管理电站的电力运行。变电运维队是负责巡逻和检修基站的队伍，分为操作队以及巡检队两个队伍。变电运维是在电网公司的检修工作中，技术人员在关注到变电的日常运行后加强变电检修工作，借此防止变电设备出现运行安全问题，使供电质量得到保障。

在具体的应用过程中，变电运维技术具有以下几个特点，首先，变电运维技术的检修范围非常的广泛，可以实现对多种变电设备的检测和修理，降低设备出现故障的几率，保证设备处于正常运行的状态；其次，检修的环境存在多变性。在电力系统中，各种变电设备所在的空间非常的复杂，而且不同的设备需要不同的运行环境，这样的环境特点，给设备的检测和修理工作带来了一定的困难，变电运维工作非常的难以开展；最后，变电设备的故障出现几率非常高。由于变电设备的工作频率比较高，很容易出现各种问题，而且变电设备种类繁多，问题发生的位置不固定。变电运维技术的应用必须要有一定的专业性，可以实现高效的设备检测，同时，针对变电设备存在的问题可以及时的进行维护，保证电力系统的稳定运行^[1]。

2红外技术介绍

红外线是一种频率介于微波与可见光之间的电磁波，其波长在760nm～1000μm之间。它是频率比红光更低的不可见光。红外线在自然界中是普遍存在的，一切温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体都在不停地发射红外线，物体红外辐射能量的强弱与其温度直接正相关，温度越高则辐射的能量越强，这便是红外测温的基本理论依据。

目前，用于电力系统红外检测的仪器有四类：红外测温仪、红外热电视、红外热像仪、红外行扫仪。其中，红外热像仪应用最为广泛。红外热像仪是红外技术发展的主要标志，基本结构由光学系统、扫描机构、红外探测器、前置放大器、视频信号预处理电路、显示记录系统和外围辅助装置等组成。它的核心器件是红外探测器，可分为单元探测器、多元探测器和带有内处理功能的探测器。

红外热成像摄像机内置红外探测器，可以接收物体发出的红外辐射，根据物体与物体之间、物体与背景之间的温度差和发射率差，可将红外辐射转换为可见的灰度图像或伪彩色图像，这种按照某种特定显示方式转换的可见图像我们通常称之为热像图，热像图体现了被测物体的温度分布。根据普朗克公式可推导出物体的红外辐射与其表面温度的对应关系，从而得出红外探测器的响应电压与被测物体温度的定量关系，以面源黑体为参考源，可以较为准确地标定出被测物体的温度。红外测温主要具备以下特点：

1）采用非接触式测温，响应时间短，对被测物体温度无扰动，可远距离或者对不易接触到的目标测温，温度分布直观可见；

2）红外热成像是被动成像、测温，无需日光、灯光等外界光源辅助照明，隐蔽性好；

3）红外热成像一般工作在3～5μm和8-14μm的波段，相比可见光具备更好的烟雾穿透能力，而且不受强光和眩光的影响，可全天时工作。红外测温的以上特点使得红外热成像摄像机在电力预防检测、工业测温、工矿企业及森林防火监测、医疗检疫等领域得到了广泛的应用^[2]。

3变电运行中红外测温技术的应用

红外测温技术一般有两种不同的检测方式，一种是一般检测，另一种是精确检测。一般检测通常是大面积常规扫描变电设备，并在同时完成检测工作，因此不必特别要求检测装置及周围环境。精确检测对检测装置及周围环境的要求相对较高，检测时，必须达到排除风速和辐射等影响因素的条件，主要检测由设备电压制热所造成的缺陷。在实际检测时，可以联系实际情况科学合理地结合这两种检测方式，先用一般检测方式对疑似有故障的设备进行详细的检查，找到存在的可疑之处，确定好范围，最后利用精确检测方式确定故障的类型、严重性以及处理方案等等。利用这种检测方式可以有效地减短检测周期，发现并处理故障的效率也会得到有效提升。

3.1变电运行高危处的应用

安全系数高属于红外测温技术具备的显著优势，这使得其能够较好用于变电运行中的高危处，在变电站的较为危险情况下，红外测温技术的应用可实现远距离的故障检测，意外情况对电力人员人身安全带来的威胁可由此降到最低。变电站存在很多人无法进入或不容易接触的地方，红外测温技术在这类地方的应用同样具备较高实用性，变电运行的安全性可得到更好保障^[3]。

3.2发热和温度检测中的应用

变电运行中红外测温技术可较好用于发热和温度检测，如开关刀口发热情况检测、发夹异常发热检测、电压互感器温度异常检测。自身电阻增大的开关刀口会阻碍电流流通，自身热量的增加情况会因此出现，刀口长时间暴露在外形成的表面养护膜属于其电阻增大的源头，而通过应用红外测温技术进行针对性的温度检测，即可快速发展开关刀口温度异常，保证检修的及时性，相关隐患自然可随之消除。

3.3故障产生预防中的应用

基于观测到的数据，红外测温技术的应用开展精准的数据分析，变电站的检测可由此获得更为准确的分析结果。在变电站的检测工作中，很多异常情况在短时间内不会引发故障，但随着时间的推移，这类异常很容易最终引发故障，而由于传统的检测方法无法有效发现这类异常，这种传统检测的盲区往往会直接影响变电站的安全稳定运行。在红外测温技术支持下，很多异常情况均能够在引发故障前被检测出来，隐患可由此做到及时排除，各类故障的预防可获得红外测温技术提供的有力支持^[4]。

结束语

随着电力系统的发展，红外测温技术在变电运行中的应用越来越广泛。红外成像技术具有抗电磁干扰、远距离探测、成像清晰、方便、灵敏度高及保证被测设备完整性等优点，因此在电力系统故障诊断，特别是发热问题检测中得到广泛的应用。在变电运行中常采用测温仪对设备进行定期巡检，而变电站设备繁多，测量点多，进行红外测温，能快速有效地检测设备运行状态，及时发现设备隐患和故障，降低事故概率，因此对电力系统设备进行红外诊断技术研究，具有非常重要的实用价值和理论意义。

参考文献

[1]张金龙，唐培新.远红外测温技术在变电站中的应用[J].神华科技，2018，

08（6）：54-56.

[2]闻玉凤，李艳林，李岭.红外测温技术在变电站设备缺陷诊断中的应用[J].

中国新技术新产品，2017（22）：37.

[3]郭铭基.于红外成像技术的变电站电气设备热故障诊断研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2019.

[4]李德刚.红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用[D].济南：山东大学，2010.