摘要：红外成像测温法被认为是电力设备在线监测的一项行之有效的技术手段和重要内容。对那些始终处于在高电压、大电流的生产设备，利用红外热成像检测设备进行实时检测，不需停电中断生产，即可捕捉到故障隐患，从而防止事故的发生。该文介绍了变电设备红外诊断技术的原理、特点和方法，分析了红外成像诊断技术在变电站设备运行维护方面所发挥的作用。
关键词：变电站设备；运行维护；红外诊断技术；运用
1 红外诊断技术概述
在电力系统中，变电设备发挥着十分重要的作用，电力系统安全稳定运转离不开变电站设备有序运行的支持，而红外诊断在状态勘测修整环节中更是扮演着十分重要的角色。就每一个有着温度的物件而言，其无时无刻不在以电磁波方式向外界散发能量，而对应散发的能量则与其温度呈正相关关系。红外测温仪正是基于此特性，有效省去了接触的过程，属于一项非接触的技术。红外测温技术是利用红外探测得到装备的红外辐射热量，再将这些热量转化成温度予以呈现的新型技术。红外测温技术实践应用过程中，可对某点局部范围温度均值予以检测，再结合这一温度对设备运行状况开展评定。设备散发出的红外辐射会以大气为介质常红外测温仪传输，红外测温仪则能够依据自身光学系统将散发能量变换成电信号，呈现最终检测结果。
2 变电站设备运行维护中红外诊断方法
2.1表面温度判断法
表面温度判断法是遵照已有的标准，对设备显示温度过热的部位进行检测并按相关的规范、结合检测时的环境、设备的负荷电流判断它的状态正常与否，主要适用于电流致热型和综合致热型设备。利用这种方法可以判定设备故障部位的情况，但不可能充分显示红外诊断技术超前诊断的优越性。
2.2相对温差判断法
相对温差判断法是为了排除设备负荷不同、环境温度不同对红外检测和诊断结果造成影响而提出的，主要适用于电流致热型设备，特别是在负荷电流较小的情况下，可以降低设备缺陷漏判的几率。当环境温度过低或设备负荷较小时，设备的温度必然低于高环境温度和高负荷时的温度。但大量事实说明，此时的温度值没有超过允许值，然而并不能说明设备没有缺陷存在，往往会在负荷增长之后，或环境温度上升后，就会引发设备事故。
“相对温差”是指两台设备状况相同或基本相同（指设备型号、安装地点、环境温度、表面状况和负荷）的两个对应测点之间的温升之差与较热点温升之比的百分数，而温升指设备表面温度与环境参考体温度之差。
2.3同类比较判断法
同类比较判断法是指在同一类型被检设备之间进行比较。所谓“同类”设备是指它们的类型、工况、环境温度和背景热噪声相同或相近，可以相互比较的设备。具体作法是将同类设备的对应部位温度值进行比较，这样更容易判断出设备状态是否正常。在进行同类比较时，要注意排除它们同时存在热故障的可能性。
2.4图像特征分析法
图像特征分析法是根据同类设备在正常状态和异常状态下热谱图的差异来判断设备是否正常的方法，主要适用于电压致热型设备。
2.5档案分析法
档案分析法是将测量结果与设备的红外诊断技术档案相比较来进行分析诊断的方法。这种方法有利于对重要的、结构复杂的设备进行正确的诊断。应用这种方法的前提要求比较高，需要预先为诊断对象建立红外诊断技术档案，从而在进行诊断时，可以分析该设备在不同时期的红外检测结果，包括温度、温升和温度场的分布有无变化，掌握设备热态的变化趋势，同时还应参考其他相关检测结果以综合分析判断。
3 变电站设备运行维护中红外诊断技术的运用
3.1对内外接头故障的检测
高压套管的部分结构长期暴露在外部环境中，而连接头是电力设备故障时，其热像特征图的中心。例如：35kV的变压器套管通常都与内部接头在下端的位置进行连接，同时接头还直接侵入到了内部的箱体油中。此时，如果发生热故障问题，热量会从油管、套管中散发出来。针对这样的问题，工作人员可以使用红外技术对故障进行检测，确定热故障的具体位置，然后结合实际情况确定处理方案，实现对高压套管内部接头故障的合理处理。对套管绝缘故障的处理。在电力设备的长期使用中，其中的绝缘介质常常会产生受潮、老化等现象，增加了介质发生故障问题的几率，而在发生故障时由于其会出现发热的特征，所以可以使用红外技术进行故障检测，确定其故障的主要位置，帮助工作人员制定处理方案。对套管内外放电故障的诊断。在电力设备的运行中，如果出现内部放电的故障现象，其主要原因为：其一在真空处理电容式套管芯子时，会有残存的气泡对介质产生不良的影响，进而出现局部放电的问题；其二在制造设备的过程中，电容屏的很多参数不符合相关规定，通常会出现局部放电的问题。在放电以后，套管的温度就会升高，所以可以使用红外技术进行故障诊断，制定具有针对性的解决方案。
3.2早期故障的诊断
利用红外测温技术对电力系统变电站设备进行早期故障诊断是电力企业的研究和应用方向，符合电力系统的发展趋势。这样，变电站设备的预防性试验就可以发展成为设备的预防性维修。电网的稳定运行和电力系统的可靠运行对电力系统具有重要意义。目前，随着科学技术的飞速发展，科学技术在电力领域的应用越来越广泛。红外状态监测技术和红外诊断技术能够有效地监测和诊断变电站设备故障的所有缺陷。其优点是距离远、无采样、无接触、无倒塌，而且能直接、快速地诊断出变电站设备的早期故障。
3.3隔离开关触头发热情况
在变电站隔离开关运行中，常出现触头发热情况，这是因为隔离开关长期暴露在空气中，触头表面与氧气发生反应，在触头表面生成氧化膜，触头表面电阻因此增大，影响了电流的正常流通，进而导致触头发热。另外，在隔离开关安装过程中，若相关人员并未依照规范安装、养护及定期检修，极易导致隔离开关因合闸操作不合理出现触头过热的情况。对此，采用红外测温技术，实时监测触头情况，以便及时发现触头异常发热位置，利于工作人员及时采取措施，降低故障发生几率，提高变电设备运行的安全性与稳定性。
3.4提高设备巡视工作质量
变电设备的质量安全巡视是十分值得重视的工作，因为在变电运行中，变电设备发生故障很多情况下，是因为接触电阻由于输电网的电气元部件松动、锈蚀、甚至破裂而增加从而导致设备温度升高。而变电站的设备运行人员每天的巡视方法主要是耳听、目测和手摸，而在这之中常用的直接巡视方法是目测，这就有一定的局限性，由于人有限的视力范围只能发现表面的和容易看到的问题，一些不易看到的延展性问题则很难被察觉，而这往往会白白损耗人力物力。对此红外测温技术则恰恰能够通过实时监测设备而解决这一缺点，因此利用其来提高设备巡视工作质量，以求保证变电运行的安全性和可靠性。
4 结语
综上所述，利用红外技术，可以完成变电站设备的定期诊断和重大保供电工作，通过电压发热型、电流发热型和综合发热型的判断，结合故障类型和相关细则，可以采取不同处理办法来让变电站设备故障得到及时解决，为变电站运行的平稳性和可靠性提供保障。
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