(内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电局,内蒙古包头市014030)
摘要:红外测温技术是相对于传统的测温仪更加科学的一种测温技术,本文从红外线测温技术的原理、与传统测温仪的区别以及红外线测温技术的应用三个方面介绍了其在变电系统中发挥的重要作用。
关键词:红外测温;变电运行;应用分析
一、红外测温技术浅析
就物理范畴而言,物体温度越高,所散发的红外辐射越强烈,红外测温就是借用专门仪器将物体的红外辐射转化为人们肉眼能见的图像,以直观判别发热是否正常。
1.1红外测温技术的基本原理
红外测温技术的工作原理:任何物质均会由于内部电子等构成成分的运动产生热辐射,变电设备在运行中也会因多种因素产生不同的热辐射。而红外测温技术主要用于采集变电设备产生的热辐射,利用该技术自身的功能将热辐射转化成图像信号,以检测环境温度,进而判断设备的运行状态,达到检测设备是否出现异常或故障的目的。
1.2红外测温的技术优势
(1)一般情况下,红外检测设备都是设计成手持式的中小型设备,当工作人员需要检测某些大型设备的时候,便可以灵活地使用它。相较于传统的检测设备,它可以离开其他辅助性的设备,并人工独立地从多角度来进行检测。
(2)设备自身所具有的红外辐射功能,让它拥有非常准确的检测结果,并且能够及时地让检测信息得到线性反馈,不仅简化了检测步骤,还使检测效率得到空前提高。
(3)我们在变电运维中应用红外测温技术的过程中,可以不对设备进行直接的物性接触,红外测温仪器所释放的红外线能够有效地定位到检测设备的各个位置,就算在离得相对较远的地方,也能够及时做出准确的判断,这种非接触型设计就增加了检测过程中的工作人员的安全性。
(4)它可以远程与计算机显示技术相结合,图像与数据处理能够直接直观地体现在计算机屏幕上面,并且快速储存检测结果。最后,这种科学的检测技术所得出来的数据基本上都是客观的,争议不大,可靠性较强。
1.3红外测温的适用场合
(1)电气设备的导流回路(含一次、二次),主要指回路中的触头或接头处。若这些部位存在缺陷或故障,会体现在接触电阻的明显增大上,而根据安培定律,负荷电流一定时,电阻越大所产生的热量必然越大,这样就可通过红外成像仪方便地找到异常点。(2)电气设备的绝缘部分。绝缘介质虽然近似不导电,但其在运行电压的作用下,是会产生损耗热量的。而介质一旦呈现劣化趋势,其介损会显著增加,外在表现就是绝缘面的不同部分的温升产生较大梯度。(3)含有铁磁材料的设备,如互感器、变压器等。正常情况下,磁回路的铁损呈现均衡弥散,但若出现漏磁、磁饱和或片间短路等异常现象,则会导致局部环流(涡流)发热,即红外辐射在空间分布发生独特变化。(4)内部结构为片式的设备,如氧化锌避雷器。片式设备内部异常会导致各片之间的电压分布发生改变,并最终使泄漏电流增大,从而方便被红外测温设备探测到。
1.4红外测温的方法分类
(1)温度判断法。温度判断法主要是对变电设备温度的普通测量,并根据一些测量经验的数值,来判断该变电设备有没有明显发热现象。温度判断法的要点为:第一,适用一些热点较不容易聚焦的变电设备;第二,为了避免有太阳的照射,同时还得保证变电设备具有较大的通流,通常可以在负荷晚峰阶段进行。(2)温差比对法。温差比对法实际上是一种横向比对法,它是根据对比两台一样的电流型设备中的两个对应测点之间的温度,来判断该变电设备是否存在故障。这种测温方法虽然不需要选择相应的时段,但是却需要事先确定好所要监测设备的部位,比如隔离开关触头等会发生变化的部位。(3)档案分析法。档案分析法事实上是一种纵向对比法,它主要是分析在不同阶段某一变电设备的红外图谱来了解变电设备的发热状态,从而判断出该变电设备的内部是否存在缺陷。档案分析法的要点为:要在监测之前建立相应的历史图谱,该历史图谱主要分为正常图谱和典型故障图谱两类,这样有利于后续监控环节的对比工作。
二、红外测温技术在变电运行中的应用
2.1提高设备巡视质量
基于变电站的运行的作用的重要性,在变电站有一项重要工作是每天必须进行的,就是设备巡视工作,巡逻工作不仅可以有效及时的查处各种安全隐患,也可以随时检测各种设备的运行状况是否正常。在巡视过程中一般利用目测、手摸和耳听三种手段方来确定设备的运行情况,目测是这三种方法里最主要的一种,但是目测法存在着很大的局限性,对于有些发展性的缺陷很难准确发现。比如一些设备在运行过程中很容易发热,刚开始发热时我们很难发现,要等到设备发热到一定的程度后才会被发现,这给运行设备造成了不同程度的损坏,给发现、处理设备缺陷造成了一定地延误。随着注油设备的减少,设备渗漏油的现象相对减少,但是设备异常发热的问题仍然比较严重,在设备缺陷中占了一半以上。示温蜡片检测设备的发热缺陷,但有时对已存在的故障却发现不了,有时还会误判是出线接头发热,导致开关本体内的故障无法得有及时有效地处理。而耳听和手摸方法对于一些不适合接触的设备是比较不好采用的,因为设备的运行的复杂性,导致了设备在运行的过程中存在一定的危险,所以一般情况下,不建议采用手摸的方式对其进行检测。这种情况下,就需要一种更加行之有效的检测方式,实践中我们发现如果在设备巡视中能够利用红外成像测温技术,上述存在的问题就会很好地被解决,运行人员发现设备缺陷的能力也因此而提高,这对于保证供电起到的作用是非常大的。
2.2隔离开关刀口发热的检测
隔离开关刀口发热的主要原因是由于隔离开关长时间地裸露在空气中,经过一段时间后连接件表面容易被氧化,然后形成氧化膜,最后使得表面电阻和接触电阻增加而发热,因为氧化膜使得电流在通过的时候无法正常的流通,导致了部分的电阻的堆积,从而导致该部位的温度上升;根据变电系统的运行的需要,导致了隔离开关被操作的次数非常多,又加上长期受到机械应力的作用,合闸不到位,使得刀口接触面压力不均衡,造成接触电阻增大,也就增加了其表面的温度;另外,在初期的安装或检修时没有按照要求进行也会造成合闸不到位,这也是发热的原因之一,有了红外测温技术的帮忙就能很好的解决这一问题,我们就可以在隔离开关的刀口的安装之初,就对其进行温度检测,以免日后无察觉的情况下的持续发热所导致的安全事故的发生。
2.3线夹发热的检测
所谓线夹发热,就是变电系统的线路中的导线的接触部位的发热,导线长时间地裸露运行是导致线夹发热的主要原因,弹簧垫片氧化后使得线夹松动,连接不良,不仅不利于电路的调整和操作,也存在一定的安全隐患。接触电阻增大导致发热,同样在安装和检修过程中有漏装或者安装弹簧垫片不符合要求也会造成线夹松动。而红外测温技术会有效的解决这一问题,即在检测的过程中会通过该处的热辐射的异常而提醒相关的操作员该处的接触存在问题。
结语
在本文的概述下,我们大概了解了红外测温技术的工作原理,知道了红外测温技术的优势及其重要性,其在变电运维中的实际运用也有了一定的框架概念,这种新科技手段可以说是创新,也可以说是沿袭旧风格的突破性挑战,但是不管怎样,相信在未来的时间里,这种技术一定会被广泛地运用,因为未来总是与科技挂钩的。
参考文献
[1]梁敬铸.浅析红外测温技术在变电运行中的应用[J].企业技术开发,2013,11:121-122.
[2]郑红霞.红外测温技术在变电运维中的应用[J].科研,2015(62):18-19.
[3]叶剑新.试析红外测温技术在变电运行中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,35:13.
[4]燕赵龙,张葛亮.红外测温技术在变电运维中的应用探析[J].建筑工程技术与设计,2016(28):5-8.