红外测温技术在配网设备运行维护中的应用
发布时间：2017-01-05来源：互联网 编辑：俏电工
红外测温技术在配网设备运行维护中的应用
配电网在运行过程中由于受电流、电压等因素的影响，会出现不同的热效应征象，造成设备的损耗或者故障，因此需要加强对于配网设备的运行维护和管理。红外测温技术在电网的维护、状态检修方面有着很好的效果。文章结合红外测温技术的特点，对其在配网设备运行维护中的应用进行了全面分析。
随着经济的飞速发展，我国的电网工程不断完善，电网覆盖面积越来越广泛，社会对于电力的需求不断增加，要求电网具备更好的可靠性和安全性。而受电流、电压、环境等因素的影响，配网设备在运行中可能出现各种各样的问题，做好运行设备的状态检修工作是十分重要的。运用红外测温技术对电网运行设备进行检测，可以及时发现设备中存在的问题，预防事故的发生，保证电网的安全运行，具有重要的现实意义。
1 红外测温技术概述
1.1 原理
红外测温技术，是一种利用红外线作用的基本原理，对电网系统运行设备进行测温的技术手段，其技术原理为：自然界中的任何物质都是由各种各样的分子、原子和电子构成的，在物质内部它们始终处于规律性的运行状态，相互之间的作用会产生一定的能量，也就是通常所说的热辐射。红外测温技术正是针对这种热辐射现象进行观测，从而判断设备的运行状态是否正常。
1.2 优点
1.2.1 便捷性。红外测温技术可以在一定距离内，实现对于发热点温度的实时、定量、在线测量，并绘制出相应的温度梯度热像图，同时灵敏度高，抗干扰能力强，设备携带方便，便于进行线路的日常巡检。
1.2.2 精确性。红外热像仪的测量精度在±2℃以内，可以在-20℃～2000℃的温度范围内进行精确测温，误差仅在0.05℃。同时，通过红外图像与数字照片的结合，可以实现故障的精确定位。
1.2.3 安全性。红外测温技术可以实现远距离、不停电、不接触测量，可以在允许范围内对难以接近的目标温度进行读取，有效保证了电力工作人员的人身安全。
2 红外测温技术的影响因素
2.1 设备运行状态
一般情况下，电气设备故障多是由电流效应以及电压效应引起的发热故障，因此，设备的工作电压和负荷电流直接影响着红外测温的准确性以及故障诊断的结果。只有当设备处于额定电压下，负载越大，设备存在明显的温度升高，故障点的特征性热异常才会暴露出来。因此，为了保证测量结果的准确性，在测量时要尽可能保持设备处于额定电压，且满负荷运行，使得其故障部分达到一定的温度。
2.2 设备表面反射率
红外测温计数主要是通过对设备表面红外辐射功率的测量，获取设备的温度信息，设备表面发射率不同，得到的测量结果也存在较大的差异。因此，在测量设备温度时，需要充分了解其发射率的数值，将其作为温度计算的重要参数，对测量结果进行修正，保证结果的准确性。
2.3 气候和环境条件
雨雪天气、大雾天气、高温天气等都会对测量结果造成不利影响，而如果空气中存在大量的灰尘，同样会影响结果的准确性。因此，在应用红外测温技术时，应该尽量选择大气环境比较干燥和洁净的时间段，在环境温度相对稳定的阴天、夜间进行测温。
2.4 人为因素
人为因素对于红外测温成果的影响同样是十分巨大的，如果电力工作人员缺乏相对熟练的专业技能，在操作红外测温仪时出现误差或者违规操作，必然会对测量结果造成影响。因此，应该对技术的应用进行不断的规范和完善，重视对于工作人员的技术培训。在对相对复杂的线路进行测温时，需要充分应用技术分析，合理选择测温角度和测温点，减少测量误差，同时对红外测温仪上的数值进行准确读取，保证测温结果的准确性。
3 红外测温技术在配网设备运行维护中的应用
3.1 设备故障的检测方法
应用红外测温技术对设备的运行状态进行检测时，可以采用以下几种方法：
3.1.1 相对温差判断法。这种方法主要是根据设备所处的环境温度、自身的物理属性、表面状况等，对两个相同或者基本相同的对应点的温度差异进行对比，通过相关公式，计算出相对温差值，从而对设备是否存在故障进行判断。公式为：
其中，代表发热点温度，表示正常相温度，表示环境参照体的温度。
3.1.2 同类比较法。指让同类的设备进行比较，结合对应点温度升高的差异性，对同一类型电网设备的正常运行规律进行判断。这里的“同类设备”，是指同一回路的同型设备或者同一设备的三相。在进行比较时，需要严格注意三相设备可能发生的发热故障。
3.1.3 热谱图分析法。主要是利用同类的设备依据在不同情况下，观察热谱图的差异性，从而对设备的故障情况进行判断。这种方法精确性高，合理有效，在配网运行维护中的应用十分广泛。
3.1.4 档案分析法。指利用电力系统数据库中的相关信息，对同一设备在不同时间段表现出的检测数据（温度、相对温差、热谱图等）的变化情况进行分析，根据数据的变化，找出设备的运行状况、参数变化等是否符合正常规律。这种方法需要建立在良好的档案管理基础上，对配网设备进行精确归档。
3.2 红外测温技术的应用
一般来说，在配网运行维护中，红外测温技术的应用主要是红外测温仪以及红外热像仪的应用。红外测温仪一般为手提式，具有便于携带、操作简单等优点，可以在日常线路巡视中对配网设备进行快速检测。但是相对来说，这种仪器只能发现设备的异常发热现象，无法对是否存在故障进行准确判断。而红外热像仪具有直观、稳定、可靠、高灵敏度、抗干扰能力强、便于进行计算机分析的优点，可以对设备的温度场分布进行清晰显示，直观看到设备的整体发热情况，准确判定设备故障，但是其自身体积大，重量大，使用不便，在日常巡检中不可能全部配置。因此，电力工作人员应该结合实际情况，合理选择测量仪器，确保检测结果的有效性和准确性。
在实际工作中，要对隔离开关刀口、持续金具、线夹等部位的发热情况进行重点检测。以隔离开关刀口为例，如果出现发热情况，很可能会导致供电的中断和设备的损坏，而应用红外检测技术可以很好地对其进行温度检测，避免安全事故的发生。
4 结语
总而言之，红外测温技术在配网设备的运行维护中是十分重要的，可以及时发现电网中存在的问题，减少运行设备事故发生的几率，应该引起电力工作人员的重视，对其进行合理应用。
参考文献
[1] 郭勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用体会[J].低碳世界，2013，（22）.
[2] 许小勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用[J].广东科技，2008，（2）.
[3] 刘仁祥.配电线路运行中红外测温技术的应用[J].中国城市经济，2011，（30）.
作者简介：林世元（1981-），男，福建福清人，国网福建福清供电有限公司工程师，技师，研究方向：电气工程及自动化。来源中国论文网
配电网在运行过程中由于受电流、电压等因素的影响，会出现不同的热效应征象，造成设备的损耗或者故障，因此需要加强对于配网设备的运行维护和管理。红外测温技术在电网的维护、状态检修方面有着很好的效果。文章结合红外测温技术的特点，对其在配网设备运行维护中的应用进行了全面分析。
随着经济的飞速发展，我国的电网工程不断完善，电网覆盖面积越来越广泛，社会对于电力的需求不断增加，要求电网具备更好的可靠性和安全性。而受电流、电压、环境等因素的影响，配网设备在运行中可能出现各种各样的问题，做好运行设备的状态检修工作是十分重要的。运用红外测温技术对电网运行设备进行检测，可以及时发现设备中存在的问题，预防事故的发生，保证电网的安全运行，具有重要的现实意义。
1 红外测温技术概述
1.1 原理
红外测温技术，是一种利用红外线作用的基本原理，对电网系统运行设备进行测温的技术手段，其技术原理为：自然界中的任何物质都是由各种各样的分子、原子和电子构成的，在物质内部它们始终处于规律性的运行状态，相互之间的作用会产生一定的能量，也就是通常所说的热辐射。红外测温技术正是针对这种热辐射现象进行观测，从而判断设备的运行状态是否正常。
1.2 优点
1.2.1 便捷性。红外测温技术可以在一定距离内，实现对于发热点温度的实时、定量、在线测量，并绘制出相应的温度梯度热像图，同时灵敏度高，抗干扰能力强，设备携带方便，便于进行线路的日常巡检。
1.2.2 精确性。红外热像仪的测量精度在±2℃以内，可以在-20℃～2000℃的温度范围内进行精确测温，误差仅在0.05℃。同时，通过红外图像与数字照片的结合，可以实现故障的精确定位。
1.2.3 安全性。红外测温技术可以实现远距离、不停电、不接触测量，可以在允许范围内对难以接近的目标温度进行读取，有效保证了电力工作人员的人身安全。
2 红外测温技术的影响因素
2.1 设备运行状态
一般情况下，电气设备故障多是由电流效应以及电压效应引起的发热故障，因此，设备的工作电压和负荷电流直接影响着红外测温的准确性以及故障诊断的结果。只有当设备处于额定电压下，负载越大，设备存在明显的温度升高，故障点的特征性热异常才会暴露出来。因此，为了保证测量结果的准确性，在测量时要尽可能保持设备处于额定电压，且满负荷运行，使得其故障部分达到一定的温度。
2.2 设备表面反射率
红外测温计数主要是通过对设备表面红外辐射功率的测量，获取设备的温度信息，设备表面发射率不同，得到的测量结果也存在较大的差异。因此，在测量设备温度时，需要充分了解其发射率的数值，将其作为温度计算的重要参数，对测量结果进行修正，保证结果的准确性。
2.3 气候和环境条件
雨雪天气、大雾天气、高温天气等都会对测量结果造成不利影响，而如果空气中存在大量的灰尘，同样会影响结果的准确性。因此，在应用红外测温技术时，应该尽量选择大气环境比较干燥和洁净的时间段，在环境温度相对稳定的阴天、夜间进行测温。
2.4 人为因素
人为因素对于红外测温成果的影响同样是十分巨大的，如果电力工作人员缺乏相对熟练的专业技能，在操作红外测温仪时出现误差或者违规操作，必然会对测量结果造成影响。因此，应该对技术的应用进行不断的规范和完善，重视对于工作人员的技术培训。在对相对复杂的线路进行测温时，需要充分应用技术分析，合理选择测温角度和测温点，减少测量误差，同时对红外测温仪上的数值进行准确读取，保证测温结果的准确性。
3 红外测温技术在配网设备运行维护中的应用
3.1 设备故障的检测方法
应用红外测温技术对设备的运行状态进行检测时，可以采用以下几种方法：
3.1.1 相对温差判断法。这种方法主要是根据设备所处的环境温度、自身的物理属性、表面状况等，对两个相同或者基本相同的对应点的温度差异进行对比，通过相关公式，计算出相对温差值，从而对设备是否存在故障进行判断。公式为：
其中，代表发热点温度，表示正常相温度，表示环境参照体的温度。
3.1.2 同类比较法。指让同类的设备进行比较，结合对应点温度升高的差异性，对同一类型电网设备的正常运行规律进行判断。这里的“同类设备”，是指同一回路的同型设备或者同一设备的三相。在进行比较时，需要严格注意三相设备可能发生的发热故障。
3.1.3 热谱图分析法。主要是利用同类的设备依据在不同情况下，观察热谱图的差异性，从而对设备的故障情况进行判断。这种方法精确性高，合理有效，在配网运行维护中的应用十分广泛。
3.1.4 档案分析法。指利用电力系统数据库中的相关信息，对同一设备在不同时间段表现出的检测数据（温度、相对温差、热谱图等）的变化情况进行分析，根据数据的变化，找出设备的运行状况、参数变化等是否符合正常规律。这种方法需要建立在良好的档案管理基础上，对配网设备进行精确归档。
3.2 红外测温技术的应用
一般来说，在配网运行维护中，红外测温技术的应用主要是红外测温仪以及红外热像仪的应用。红外测温仪一般为手提式，具有便于携带、操作简单等优点，可以在日常线路巡视中对配网设备进行快速检测。但是相对来说，这种仪器只能发现设备的异常发热现象，无法对是否存在故障进行准确判断。而红外热像仪具有直观、稳定、可靠、高灵敏度、抗干扰能力强、便于进行计算机分析的优点，可以对设备的温度场分布进行清晰显示，直观看到设备的整体发热情况，准确判定设备故障，但是其自身体积大，重量大，使用不便，在日常巡检中不可能全部配置。因此，电力工作人员应该结合实际情况，合理选择测量仪器，确保检测结果的有效性和准确性。
在实际工作中，要对隔离开关刀口、持续金具、线夹等部位的发热情况进行重点检测。以隔离开关刀口为例，如果出现发热情况，很可能会导致供电的中断和设备的损坏，而应用红外检测技术可以很好地对其进行温度检测，避免安全事故的发生。
4 结语
总而言之，红外测温技术在配网设备的运行维护中是十分重要的，可以及时发现电网中存在的问题，减少运行设备事故发生的几率，应该引起电力工作人员的重视，对其进行合理应用。
参考文献
[1] 郭勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用体会[J].低碳世界，2013，（22）.
[2] 许小勇.红外测温技术在配网设备运行维护中的应用[J].广东科技，2008，（2）.
[3] 刘仁祥.配电线路运行中红外测温技术的应用[J].中国城市经济，2011，（30）.
作者简介：林世元（1981-），男，福建福清人，国网福建福清供电有限公司工程师，技师，研究方向：电气工程及自动化。来源中国论文网