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摘要：红外测温技术具有可以迅速、准确的对运行设备进行检测的特点，因此在变电站设备运维中得到广泛的应用。运用红外测温技术能够迅速、准确的对变电站的设备缺陷、异常以及故障状况进行监测，从而可以及时有效的采取预防及检修措施，以确保变电站的设备能正常运行。正因为红外测温技术的这些优势，所以其能在变电站中应用将更为广泛，并且动态红外测温技术会成为其发展的一个重要趋势。
关键词：红外测温技术；变电站；应用
1 电气设备发热及原因
电气设备工作时，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁心损耗发热等3种热源。电气设备的热故障可分为外部故障和内部故障，长期暴露在大气中的各种电气接头因表面氧化而接触不良，是电气设备的外部故障。而封闭在固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路和绝缘介质劣化等，依据传热原理，从电气设备外部显现的温度分布热像图，可以判断为内部故障。
众所周知，金属导体都有一定的电阻，其电阻与其本身的电阻率和平均温度系数有关，且有相应的熔点。根据Q=I2Rt，当电气接头的接触电阻由于某种因素如接触表面状况不良、氧化程度严重、接触压力较小、有效接触面积减小而增大时，或电流增大时，其发热量（温度）将相应增大，电阻由于热效应而相应增大。电阻增大又使温度增加，如此恶性循环，将使接触面的温度超过熔点而熔化。
当系统发生短路时，随着短路电流的急剧增加，接头因超温最容易发生熔化或熔断，同时会扩大为火灾事故和绝缘破坏事故。导体之间接触面的接触电阻，除与环境温度和接触压力等因素有关外，还与接触面的材料、接触表面粗糙程度、接触面积的大小、接触表面氧化程度和接触压力等因素有关。如设备的导体与引线的接触面由于压接不紧或接触面较小，在通过一定电流时产生发热。发热后加速了接触面的氧化，使接触电阻增大；接触电阻增大后使发热更严重，导致接头处严重过热，造成接头烧坏或熔断。可见，电气设备的局部发热，若不及时发现和处理，发热点会逐步扩大，可能会导致严重后果。
2 红外测温技术的基本原理和特点
2.1 基本原理
从物理学的角度来讲，世界上的一切事物都会发射人眼无法看见的红外辐射能量，而且这种能量会随着物体的温度的升高而变得更强。带电设备的红外测温技术属于一种新发现的技术，它能够在带电设备致热效应的协助下，接收物体辐射出的红外线能量，进而得到被测物表面温度。这一技术实施的原理是不管哪一物体，当其温度高于绝对零度（-273℃）时，其自身的分子运动就会辐射出波长不一样的红外线。我们可以通过红外测温仪得到被测物的表面温度，这一仪器通过镜头接受功能，将被测物体辐射出的红外线转换成相应的电信号，经过系统的自动处理转换成视频，之后热图像会通过屏幕显示出来，以上就是红外测温技术的工作原理。这种方法，能够在很远的范围内对目标进行热状态图像成像和测温并分析判断。
2.2 技术特点
红外测温技术的一些特点表现在：
①不接触、不停运、不取样、不解体。我们运用红外测温技术对设备进行监测时，设备正常工作时，要想实现其监测功能，需要找出设备故障引起的异常红外辐射和异常温度场。
红外测温技术在设备检测中的应用是比较广泛的，操作也比较简单，可保持原来的系统运行状态。运用这一技术进行监测，能够监测到真实可靠的信息，保障操作安全。
②采用被动式检测，操作上不复杂也不麻烦。因为红外监测探测设备相关部位自身发射的红外辐射能量，可以不利用辅助信号源，也可以不利用其他的检测装置，便能够尽快的找到运行中设备的一些不正常情况，这样能够保障操作的安全性。所以，这一技术不管是从诊断手段上来讲，还是从操作上来说都不麻烦。
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③扫描成像的范围大，速度快，通过屏幕显示出的状态快捷、灵敏、形象、直观，可实现高效率的检测功能，劳动强度也不高。
④有利于计算机分析，不断走向智能化。红外成像诊断仪器除了能对设备的工作情况分析处理，还可从设备红外图像有关参数中得到某些运算结果，进而再作进一步的分析和处理，他可以很快的发现设备中存在故障的属性、发生的部位以及有多严重。
⑤不仅能够定性反映是不是有设备故障，还能从量上体现出故障的严重性。能够在一定程度上增加设备试周期，慢慢实现代替预试，降低停电频率，避免某些不正确的操作等不安全情况的发生。这样我们不管是在人力、物力还是时间上都能够减少很多。
⑥如果设备使用的时间过长，或者是存在某种安全隐患，能够对其进行随时的跟踪监测，保障其正常运行，充分利用其可使用时间。它能更好的完成电力设备的状态管理和向状态检修体制的过渡，能够管理其管辖范围内的全部设备的运行状态的温度，还可以对不同设备的状态演变情况进行合理的维修，同时能够对设备维修质量进行点评。
3 影响红外测温的因素
3.1发射率
发射率也称辐射系数，是一个物体相对辐射能力大小的物理量，与它的材料、结构、尺寸、形状、表面性质、加热条件及周围的环境和其内部是否有故障、缺陷等诸多因素是密切相关的。不同的物质，发射率是不同的。物质处于不同状态，发射率也是不同的。例如：新铜的发射率为0.07~0.2，被氧化的铜为0.6~0.7，因重度氧化而变黑的铜为0.88左右。
3.2距离系数
距离数D:S，即测温仪到被测物体的距离与被测物体的直径的比值。此系数越大，表明在同样的距离下，能测更小的目标。由于温度是显示一定范围的平均温度，所以最有有一定的裕量，一般取1.5。例如距离系数是100的测温仪，在2m处可以测量2m/100=2cm的目标,为了测试准确,目标直径值应为2cm*1.5=3cm，工作中有人忽略了此事，造成测量误差。
3.3环境因素
当被测物体处于灰尘过多会影响红外线的传播；被测物体周围有温度比较高的物体，其辐射会严重影响测量结果。
3.4测试方向
测试的方向对测量结果也很敏感。当发射率在0.9以下时，测量仪最好垂直于被测物体的表面，至少使测量方向与被测物体法线保持在30°角之内，任何情况下不要超过45°角。否则误差会随着角度的增大变得越来越大。
4 红外测温技术在变电站中的应用
4.1隔离开关的检测
隔离开关发生异常或故障的原因有以下几个方面：首先隔离开关长期暴漏在空气中，其刀口容易氧化，氧化后在刀口表面形成一层氧化膜，氧化膜会阻碍电流的流通从而导致电阻增大、发热。其次，隔离开关在多次拉和后，从而使合作不到位，电阻增加从而发热。另外，操作合闸不到位也会导致发热。应用红外测温技术在运行中对刀口测温，可以有效避免隔离开关持续发热引起的故障和安全事故。
4.2线夹检测
线夹的弹簧片长期暴漏在空气中备氧化，使线夹松动出现接触不良的情况，不仅影响正常运行，同时也存在安全隐患。将红外测温技术应用于线夹温度检测，及时了解其动态，熟知“健康”状态。
4.3变压器器身及风机检测
由于红外测温技术具有非接触特性，因此可以用来测量温度过高、高速运转、温度计不易测量的变压器器身或风机等。
4.4二次专业检测
二次专业的工作特点是检修、安装工作中有大量的拆线和接线工作，为避免设备在检修安装过程中出现接线松动，在设备投运后对设备回路、元器件进行测温检查。这样可以发现设备检修遗留的问题，避免更大设备问题的出现。在实际应用中，可以发现CT二次回路接线情况，防止保护误动或拒动。
5 结论
红外诊断技术可以提高设备巡视质量，也可以在设备运行中发现隐患，杜绝了电力系统由于设备发热引发的重大事故和非计划停电，提高了缺陷诊断率，保证设备安全运行。
参考文献：
[1]陈衡.我国红外诊断技术的现状与展望[J].激光与红外，1998，28（5）：292-296.
[2]陈衡，侯善敬.电力设备故障红外诊断[M].北京：中国电力出版社，1999.
论文作者:王伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/29
标签：测温论文; 设备论文; 技术论文; 物体论文; 故障论文; 电阻论文; 接触面论文; 《防护工程》2019年12期论文;