输配电设备发热故障温度指示技术研究综述

输配电设备发热故障温度指示技术研究综述

卢常亮

欧瑞康巴马格惠通（扬州）工程有限公司 江苏 扬州 225101

摘要：影响电力系统安全运行的因素众多，其中一个重要且常见的因素是输配电设备的发热问题。由于输配电设备大多采用封闭式结构，导致散热差，热量逐步积累，设备局部温度升高，危害设备的正常运行甚至减少设备的使用寿命。此外，许多输配电设备在运行过程中，故障发生前温度都会大幅上升，如果不能够及时发现易造成重大的电气事故。因此，对输配电设备温度进行直观、有效的监测不仅关乎设备使用寿命，而且关乎电网的安全运行。

关键词：输配电设备；温度指示；指示技术

引言

随着国家经济水平的持续提升，我国的用电量也在不断的提升。对以往数据进行统计分析，我国当前用电量提升的幅度在15%左右。持续提升的用电量需要有输变电设备为其提供可靠稳定的运行保障。一旦输变电设备发生故障，则会影响用户的正常用电。当前输变电设备产生问题大部分都是因为设计上存在缺陷和线路出现老化等，在故障出现之后，如果仍然使用传统的方式，经常需要对其进行持续的排查，这种情况将导致供电被迫中断，产生财产损失十分巨大。近几年，伴随着科技的持续发展，红外诊断技术开始被应用到对输变电设备问题的诊断中，基于此，本文对其相关内容进行分析和总结。

1输配电设备发热故障特点分析

1.1设备环境因素

避雷器、绝缘子等设备处于自然环境中，当设备所处环境为污秽等级较高地区，长期运行过程中不断积污，下雨或雾霜条件下，污秽受潮，电阻分布不均，导致电压分布异常，泄露电流增大，从而引起设备发热，严重时造成相间短路，线路电流激增几倍甚至几十倍导致温度异常。

1.2电网结构复杂，管控能力要求教高

在运行的输变电设备规模大且增长迅速，交直流混联大电网结构复杂，设备及通道环境隐患多，故障影响大，对运维人员的技术水平和管控能力要求越来越高，缓慢增长的运维人员数量不能匹配现代电网发展的要求，迫切需要采用设备状态智能感知、信息处理高效可靠、业务流程简捷规范的远程运维模式。

1.3电介质性能下降

当输配电设备绝缘介质在长期运行过程中老化受潮后，其绝缘性能下降，介质损耗增大，在同样的运行环境中发热增多，热量堆积最终导致设备发热。

2温度指示技术

2.1红外测温技术

在当前生活中，无论是何种物体其自身都会散发出红外辐射，并且伴随着物体自身热量的提高物体产生的能量也会有一定程度的提升，其红外辐射的能量也更容易被获得。因此可通过对物体表面温度实际的分布情况去完成测量，在当前变电设备运行过程中，输变电设备可以被当成是红外线辐射自身的发射源，在正常运行中，红外线辐射量本身并不会产生明显的变化，而如果设备在运行过程中存在异常，则红外线辐射则会出现异常的情况。也正是基于此种原理，红外线诊断技术随之产生。合理的使用传感器可以对输变电设备红外线相关信号数据进行收集，在将这些数据通过计算机汇总并且完成整理后，可以将总结的结果给予呈现，这样的方式可以让维修人员在不使用拆解方式的情况下，第一时间寻找到故障点，采取相应的措施。线路发热量目前的计算公式为:P=KfI2R。式中P其本代表的是热功率；K代表的是损耗的系数；I表示的是电流值；R代表的则是导体直流电阻产生的数值；f其本身属于附加损耗系数。在P值出现显著变化时，就说明相应的区域产生了异常。使用公式可以了解到，输变电设备本身的热功率与线路电阻是一种正比关系，而在实际情况下，输变电设备一旦出现了异常，那么一般其自身的系统电阻值会产生转变，而红外诊断技术使用的就是这样一种原理，在输变电设备检测出现红外辐射异常后，可以得出这一电阻值的变化情况，完成对故障位置的精准判断。

2.2热电偶温度传感器技术

热电偶温度传感器测量结构简单，测温范围大，能很好地适应不同复杂结构的测量对象，可以在断路器、电动机、变压器、避雷器和电缆接头等复杂结构的温度测量中广泛应用，也能应用在运行温度较高的输配电设备测温中。由于热电偶温度传感器测量的是电动势，需要进行大量的信号调理工作，将其转换为温度信号。热电偶温度传感器需要与被测物体直接接触，达到热量平衡，但被测物体与热电偶的热端之间在进行热交换时，处于一种不平衡的状态，所以二者的温度也并不相同，两者之间的传热越强，温度偏差就越大，因此热电偶温度传感器测量精度较低，一般在1℃到2℃之间。热电偶温度传感器除了在使用前需要检定外，在使用过程中也要定期检定，因为热电偶一般为金属材料，在长期使用后很容易被腐蚀氧化，热学特性会发生改变，测量误差增大，因此需要重新检定减小误差。

2.3紫外成像检测技术原理

输变电设备的正常工作是电力系统安全可靠运行的重要保障，输变电设备在不同的大气环境下工作，随着长期运行、外力破坏及自然灾害等原因，会出现绝缘性能降低、设备结构损坏和表面污秽等问题。紫外成像检测技术能快速地对输变电设备进行巡检并找出故障点，以便于进行维修。紫外成像作为新兴的检测技术主要应用在绝缘子放电故障检测、架空导线放电故障检测和均压环放电故障检测中。它主要由接收光学系统、紫外成像模块、可见光摄像模块、数据采集系统和图像融合等模块组成。入射光进入接收光学系统后分成两束，一束可见光进入可见成像通道，另一束紫外光进入紫外成像通道，可见光通道用于接收可见光信号，即拍摄环境物体图片，可见光经电荷耦合器件（chargecoupleddevice,CCD）探测器后进入数据采集系统；紫外成像通道用于接收放电过程中发射的紫外线辐射，紫外光经紫外日盲滤波镜进行滤波，滤过波长240nm至280nm以外的紫外光，再通过光电阴极、增益放大通道将紫外光信号转换为可见光信号，后经CCD探测器进入数据采集系统。两路光信号最后经过图像融合模块进行融合处理，从而将紫外成像通道的图像叠加到可见光通道的图像上。

2.4示温变色材料技术

示温变色材料是一种在不同温度情况下，材料的物理或化学性质发生变化，自身吸收光谱发生改变，从而呈现出不同的颜色的材料。将示温变色材料制备成涂料涂覆在电气设备表面或制成贴片，当电气设备表面温度升高，示温变色材料温度变化达到变色温度时，示温变色材料呈现出不同的颜色。在示温变色材料中，根据示温是否可逆，可将示温变色材料分为可逆示温变色材料和不可逆示温变色材料。不可逆示温变色材料在使用过程中，只能记录以往的温度情况，但不能实时地监测温度。可逆示温变色材料可以较好地反映当前状态下被监测区的温度状况。

结束语

综上所述，在城市化建设的过程当中，电力系统发挥着十分关键的作用。电力线路的故障会给城市发展带来严重的影响。对此，确保配电线路和电气设备连接的可靠性，保障配电线路运行的安全性和稳定性，促进电力事业的健康长久发展，最终推动社会的不断向前进步

参考文献

[1]马龙岩,孙权,王芳.输变电设备状态检修的应用研究[J].机电信息,2019(26):76-77.

[2]庞峰雷.物联网技术在输变电设备管理中的应用[J].通讯世界,2019,26(08):237-238.

[3]刘伟.输变电运行设备的状态检修的建议[J].科技经济导刊,2019,27(17):38+42.

[4]刘云鹏,裴少通,武建华,纪欣欣,梁利辉.基于深度学习的输变电设备异常发热点红外图片目标检测方法[J].南方电网技术,2019,13(02):27-33.

[5]郑云海,王门鸿,吴奇宝,高阿娜,林盛强.紫外探伤仪在输变电设备电晕放电检测中的应用[J].电世界,2019,60(02):6-9.