红外热成像仪在变电运维工作中的应用

1红外热成像仪原理

红外线是由物体内部发射出来的,而一切温度高于绝对零度的物体都在向周围空间发出红外辐射能量,物体辐射的能量决定了其发射出的红外线的波长,在千摄氏度以下的物体中,物体表面辐射出的最强电磁波是红外波。所以,对物体红外辐射能量进行测量便可以得出物体的表面温度,这就是红外热成像仪测温的客观基础。红外成像利用红外探测器读取物体表面的红外辐射能量,将物体表面的温度分布规律转化为直观的人眼可识别的图像。

2变电设备中发热缺陷的常见形式

在设备运行的过程中,影响发热的主要因素是电流和电压。电流致热型设备的发热一般是由于导线的截面积太小以及触头接触不良造成的,而电压致热型缺陷一般是设备内部绝缘降低、电压分布不均、泄漏电流较大等原因造成的。对于电压和电流造成的设备发热缺陷类型,又可分为设备的外部发热缺陷和内部发热缺陷。

2.1变电设备外部缺陷致热

变电站内设备的外部缺陷过热,一般是由于设备长期暴露在空气中,风吹雨淋及氧化作用使线路电阻过大,从而造成设备急剧发热。这种缺陷产生于设备的外部,一般能够直观地观察到。还有一种情况是在设备的维护或检修过程中,水渍、油污、油漆等掉落在了设备上,使设备发生漏电现象,温度不断上升,进而造成发热缺陷。

2.2变电设备内部缺陷致热

内部缺陷致热,主要是由于设备内部的故障造成发热现象,这些发热部位一般都密封在一个空间内,无法通过变电人员自身识别得知。发热的主要来源是设备内部电气零件故障,比如设备内部电路接触不良,或者电气连接不充分。我们可以利用手持式红外热成像仪来描绘设备内部温度,然后结合现场的实际情况具体分析,从而明显提高处理缺陷的能力和变电人员的运维水平。

3红外热成像技术在变电运维中的实际应用

在对实际设备进行测温时,一般晚高峰是最合理的数据测量时间,此时为用电高峰期,并且环境因素干扰较小,测量效果最佳。此时,可以根据测得的红外云图和设备的综合状况,进行横向和纵向对比,来判断设备的运行情况。

状态检修是一种根据设备的健康状态来有计划地进行的设备检修,首先要预知设备的状态信息,预知设备的故障,然后根据预知的故障信息合理安排检修项目和周期。在变电设备的状态检修中红外测温技术发挥着不可替代的作用,通常运维人员的定期巡视和检查仅仅是对设备的运行指标和技术指标进行了检查,便视为设备的运行状态正常,而实际上很多细微的变化并不能很快体现出来,红外测温技术则进一步弥补了我们巡查的内容,使电气设备内部缺陷和隐患的检查方式得到了完善,避免了故障的发生。

3.1红外测温在导线线夹处的应用

导线线夹作为电力系统中的重要组成核心,若出现发热,不仅会对系统的运行造成威胁,严重时还有可能造成整个电网瘫痪。而红外测温仪能发现导线线夹的异常发热部位,预防电力事故的发生,提高电网供电的可靠性。线夹发热的主要原因是其长期暴露在空气中,经过风吹雨淋线夹的弹簧垫发生氧化,致使线夹出现松动,从而造成线夹接触不良,给线路的运行带来了不安全因素。所以运维人员要定期对线路上的线夹进行检测,对温度有明显异常的导线线夹,上报缺陷,及时消缺,减少对线路的威胁。图l是利用手持式红外测温仪测得的某35kv进线处线夹正常工作时的红外温度云图。

图1某35kV进线处线夹红外测温图

3.2红外测温在隔离开关处的应用

隔离开关又称为"闸刀",无灭弧能力,作为一种作为高压开关设备,在变电运行过程中多面临发热问题,尤其是在电阻值增加、合闸不到位等情况下,闸刀的温度会出现持续攀升的趋势。严重时不仅会对设备和电网造成严重的威胁,若持续发热还有可能引发安全事件。隔离开关发热主要是由以下两种原因造成的:首先,隔离开关暴露在空气中,致使刀口发生氧化,两个触头接触面会形成一层氧化膜,从而增加了接触电阻,进而导致出现发热现象:其次,在倒闸操作过程中,可能会出现合闸不到位的情况,使开关动静触头接触面积和压力不足,导致开关局部发热,甚至因为电流过大烧蚀焊接,无法分开,严重者可能产生电弧,造成相间或对地短路。而利用红外测温技术,运维人员可以尽早发现发热部位,及时消除缺陷。图2是某母线闸刀正常运行情况下的红外测温云图。

图2某母线闸刀正常运行情况下红外测温图

3.3红外测温在穿墙套管处的应用

穿墙套管是变电站内常见的电气设备,常见故障是发生绝缘老化,一旦绝缘遭到破坏,可能出现电晕、火花、辉光、电弧等放电形式,最终发生击穿。而绝缘老化一个主要因素是套管处温度过高,故运维人员日常巡视时应定期检测穿墙套管处温度变化。图3是正常运行状态下主变l0kv穿墙套管处红外测温云图。

图3正常运行状态下主变10kV穿墙套管处红外测温图

4结语

综上所述,科技的迅速发展,使得红外测温技术在变电运维工作中的运用越来越成熟。作为一项带电检测技术,红外测温技术在电网检测和维护过程中正发挥着越来越重要的作用,其在缺陷预知、状态检修、故障排查、监控工作等方面有着很高的实用性。在变电运维工作中引进红外测温技术,能够使得运维人员精准地发现设备运行过程中出现的异常和缺陷,不仅提高了工作效率、经济效益,还保证了电网的安全可靠运行。