电气设备维护中红外测温设备的运用浅析

电气设备维护中红外测温设备的运用浅析

朱立斌

国网山西省电力公司晋中供电公司 山西 晋中 030600

摘要：近年来随着中国科技高速发展，社会对电气设备维护标准提出更严格更高的要求，红外测温技术逐渐走进电气设备维护领域。红外测温技术作为一种非常重要的科学技术，在电气设备运行维护中的应用越来越广泛。在电气设备维护中采用红外测温设备，能够早期预测电气设备故障与缺陷，提前解除过热故障，能使预防性试验维修提高为预知状态检修，以免电气设备出现急性故障。谨针对红外测温设备在电气设备维护中应用分析，剖析不足之处并提出处理方法，并其今后的发展道路进行探析。

关键词：电气设备维护；红外测温设备；运用

1 引言
电力系统的各种电气设备及机械转动设备常会遇到各种各样的设备故障，故障初期时设备局部温度会出现异常升高的现象，而接触不良、过载运行及涡流热效应往往是引起电气设备局部温度升高的主要原因。利用温度异常升高这一故障前兆特征，对电气设备运行温度进行连续监测和定期监测，可根据温度变化速率和温度值，快速诊断出设备的潜在隐患，对由绝缘降低引发的电气设备故障做出早期预测。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，物体温度愈高，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量就愈大。红外测温技术的主要核心就是收集目标红外辐射能量，获得红外辐射分布范围。所以应用红外测温技术监测电气带电的区域温度分布情况和主要接触点（面）的温度变化，作为诊断故障的依据，就能发现和预测电气设备的大多数故障，及时采取措施，消除设备过热原因，避免绝缘下降或事态扩大。目前，红外测温技术在电力系统中已得到广泛应用，但存在管理粗放、现场操作随意性较大、安全问题不被重视、对诊断方法及影响测量精度的因素考虑不全面等诸多问题，本文就上述问题加以探讨，确保电气设备红外诊断技术的正确运用。

2 红外测温设备的组成及工作原理
红外测温仪的技术原理，是利用红外探测器、光学成像物镜（目前，先进焦平面技术将光机扫描系统全部省去）接受被测目标的红外辐射能量分布图形，反映到红外探测器的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，通过光机扫描，扫描被测物体的红外热像，聚焦在单元或分光探测器之上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，然后作放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。该热像图与物体表面的热分布场相对应，实质上是被测目标物体各部分红外辐射热像分布图，由于信号非常弱，与可见光图像相比，缺少层次和立体感，由此，在实际操作过程中，技术人员为更有效地判断被测目标的红外热分布场，常采用一些辅助措施来增加仪器实际应用功能，譬如像对比度与亮度的控制，实标校正，伪色彩描绘等技术。

3 电气设备维护中红外测温设备的运用分析
3.1红外热像仪
要按照电气设备具体的运行参数和性能等选用红外热像仪，要使其测量的目标在红外热像仪聚焦的可清晰范围里，测量目标切记太远或者太小，使其测量的精度降低，并且按照电气设备需要的温度范围来确定红外热像仪器的量程。其次，选择时，还要进行外观检查，特别是对光路系统的检查，避免出现破损。还有就是应用红外测温设备的环境大多都是恶劣的环境，输配电线路、发电厂和变电站、的带电设备及运转设备都带有一定的安全风险，所以，进行测量作业的工作人员要保持有一定的距离，对设备周围的温度进行拍摄，做好非接触性检测工作，测量所需要的部位温度值，并按照这些信息分析和诊断设备的故障，使电网运行的稳定性和相关人员的安全得到保证，减少不必要的经济损失，使电气设备的温度测量工作更加方便有效而且快速准确。
       3.2红外点温仪
       在使用红外点温仪测量电气设备温度时，必须首先确定其温度范围，从而选择合适的仪器，因为每种红外点温仪的型号都有其特定的测温范围，实际测量中的温度范围要与所选仪器的温度范围相匹配。同时，还应根据黑体辐射定律，尽可能选择短波来测量。由于红外点温仪在小目标、远距离上的测量精度较低，不利于远程遥控，同时，自动化、智能化程度较低。在对电气设备进行温度测量时，其测温结果也不利于保存分析，限于局部没有全局效果，不利于及时为提供电气设备的整体温度走向，也不利于发现问题，但是在很多精度要求不高的应用场合，红外点温仪由于其操作简单，方便，应用也比较广泛。
       3.3红外检测周期
       红外检测能够在电气设备正常运行时及时发现存在的隐患，为有计划的停电检修提供检修目标，所以应在设备计划性检修前、设备年度预防性试验时、季节性检修前分别进行热成像检测，一般每年检测不少于两次。在高温季节和设备大负荷运行时应将红外检测与日常巡回检查相结合，增加检测次数，每运行班次都必须使用便携式测温仪，有目的地对重要设备、重点部位进行红外测量一次，并做好测量记录.各类变压器、开关等设备大修前都应进行红外检测，为检修提供指导。对有可能发生电压致热的设备，如避雷器、电容器、互感器、断路器、变压器、套管等，每年进行一次精确测温。对一些特殊运行设备，如运行环境差、设备老旧及缺陷的设备应适当缩短检测周期。所有检测工作均应做好记录，并录入台账和存入红外数据库，以便和历史数据进行比较对照。

       3.4红外测温设备应用注意问题
       ①红外测温仪发射率甄选。选择正确辐射率，才能使得红外测温设备在进行红外测温工作时避免造成测量误差，才能更准确判断电气接头过热的故障。黄铜镜面是使用手册中所建议的，要在红外测温设备的选取过程中提取0.03左右，一定要按照标准来，当然氧化黄铜也要取0.61至0.59之间，铜丝和氧化变黑的铜都要取0.87至0.88左右，按照使用守则来做必然是好的，若不按照手册胡乱选取红外测温仪的发射设备，那只会让红外测温仪测得到的温度和红外热像仪不符，而且会有很大的出入，这样红外测温设备的发射率选取不好只会误了红外测温设备对电气设备的维护，导致误差过大。除此之外，温度也很关键，应准确控制好温度，才能保证检测的正常进行。②密切关注环境对测温的响影。鉴于大气吸收作用，能量衰减时常出现，近地面大气中，水蒸气、二氧化碳都会吸收红外辐射能量的。因此，在室外进行红外测温工作时，应选择在干燥、无雾、相对湿超过75％的环境条件下进行。空气的流动也会加速发热物体表而的散热，因此必须选择在无风或风力很小的天气条件下对电气设备进行测温。
       3.5电气设备过热缺陷类型
       气温低于60℃，比表面温度高，在运行电气设备的过程中，热像特征被轻微地显示在红外热像仪的上面，这是当电气设备的温度过热并且波动于10-20℃区域内的时候。不过表面的温度太高并且有严重缺损的情况下，发热处温度在20℃到40℃浮动，此时有大于60℃的表面温度，红外热像仪就表现出了显著的热像特征。有时严重的烧伤会表现在电气装置的外观上，前提是存在高于标准的或者是超过90℃的表面温度。

4 结束语
       综上所述，红外测温技术在电力设备的运行和维护中起着重要的作用。在对电气设备进行维护时，通过对红外测温技术及其设备的使用不仅能够可靠地预测出电气设备早期出现的一些故障和缺陷还能对过热故障进行提前解除，最终实现将预防性的试验维修到预知性状态检修的提高，使电气设备的维护工作更加顺利。

参考文献：
[1] 刘彦武.电气设备维护中红外测温设备的运用分析[J].决策探索（中），2018（03）：59-60.
[2] 王敏.红外测温技术在电气设备维护中的应用与管理[J].科技经济导刊，2018，26（04）：84.