摘要：电力设备故障一般是由于过流、过载、老化、接触不良、漏电、设备内部缺陷或其它异常导致的，而上述故障一般都会伴有发热异常等现象，通过对设备的温度变化就能监控设备的运行状态。本文主要论述了各类变电设备目前适合采取的三种有效测温方法，解决目前变电站无人值守后人员紧缺、维管设备多等现状。提高变电设备和电网的安全运行系数。
关键词：接触式温度传感器；手持式红外成像测温仪；远程全视场红外成像测温；遥视
1引言
如何保证供电系统安全运行和保障电力设备时刻处于稳定良好的状态，是电力管理的重点问题。电力设备故障一般是由于过流、过载、老化、接触不良、漏电、设备内部缺陷或其它异常导致的，而上述故障一般都会伴有发热异常等现象，通过对设备的温度变化就能监控设备的运行状态。
2红外成像测温技术介绍
在光谱图中，波长2.0~1000μm之间的部分称为热红外线。自然界中所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会不停地向外辐射热红外线。因此热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，这就是红外测温技术的基本物理原理。红外热成像系统一般工作在中波红外区域（波长3~5μm）或长波红外区域（波长8~12μm）。通过探测物体发出的红外辐射，将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。
3常用测温方法的对比分析
目前，变电设备测温的方法主要有：接触式温度传感器、红外点温仪、手持式红外成像测温仪、全视场红外成像测温系统，下面对这4种测温方法的优缺点进行简述。
（1）接触式温度传感器测温。将温度传感器与测温目标紧密接触，测温结果采用有线或无线通信的方式发送给测控主机。
（2）红外点温仪。红外点温仪虽然采用的是红外测温技术，但使用的红外传感器是非成像的，因此尽管能够进行非接触测温，但不能成像。
（3）手持式红外成像测温仪。手持式红外成像仪是目前最普及的输变电设备测温方式，采用非制冷红外焦平面作为温度传感器，具有非接触成像测温的显著优点。
（4）远程全视场红外成像测温与前3种测温方法相比，具有多点同时测温、无需人工操作、汇总、支持远程遥视等优势。
4各种测温方法的技术特点
4.1接触式温度传感器测温
4.1.1系统由无线温度传感器、测温通信终端（温度显示仪）、温度监测预警工作站组成。
无线温度传感器由控制单元、无线传输单元及温度测量三部分组成，主要安装在容易发热的地方（比如：电缆的终端头连接处、变压器与电缆的连接处，高压开关的表面等）。无线温度传感器每隔一定时间（时间可调）自动发射一次温度数据给温度显示仪，当发现温度异常，立即报警，不受发射周期限制。
测温通信终端主要用来显示无线温度传感器发送来的温度数据，并通过总线连接，把数据上传到温度监测工作站计算机，并响应管理软件发出的各种命令。
温度监测预警工作站从测温通信终端采集各监测点的温度数据并进行保存，实时显示各监测点的温度变化曲线，并进行分析，如果某一点超过预置温度值则立即报警。还可以通过软件调节测温通信终端和无线温度传感器的温度报警预置值，和测量时间（发射数据的时间）。另外还可以接入网络进行WEB发布。
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4.1.2没有复杂的引线，完全绝缘，造价低廉。
4.1.3可安装在封闭的柜体内，温度仪无线的方式发出。
4.1.4可直接安装到高压触点上测量运行温度，通过无线方式传输温度数据，完全绝缘，绝缘性能有保障。
4.2手持式红外成像测温仪
手持式红外成像测温仪可以成像，利用图片分析发热点，比较直观，所有设备必须测试到位，进行对比分析，方能及时发现缺陷。以下是我工区所辖变电站发热图像：
4.2.1表面温度判断法
主要适用电流致热型和电磁效应引起发热的设备。根据测得的设备表面温度值，对照《带电设备红外诊断应用规范》（DL/T664—2008）的有关规定，结合环境气候条件、负荷大小进行分析判断。
4.2.2同类比较判断法
根据同组三相设备、同相设备之间及同类设备之间对应部位的温差进行比较分析。对于电压致热型设备、电流致热型设备，应结合《带电设备红外诊断应用规范》（DL/T664—2008）进行判断。
4.2.3图像特征判断法
主要适用于电压致热型设备。根据同类设备的正常状态和异常状态的热像图，判断设备是否正常。注意应尽量排除各种干扰因素对图像的影响，必要时结合电气试验或化学分析的结果，进行综合判断。
4.2.4相对温差判断法
主要适用于电流致热型设备。特别是对小负荷电流致热型设备，采用相对温差判断法可降低小负荷缺陷的漏判率。
4.2.5缺点：设备运行时必须关闭柜门，而这时红外测温方式则不能透过金属柜门测量内部温度。
4.3远程全视场红外成像测温
远程全视场红外成像测温视频监控系统可以定时定点对变电站自动进行数次温度和图像扫描，通过网络实时将各点温度、图像上传并存储于监控主机，同时能够在温度越限后自动报警。
4.3.1相对差分测温和绝对测温相结合。系统采用相对差分测温和绝对值测温相结合的测温算法，共同分析全视场内各节点的温度变化情况。相对差分测温是对同一测温目标点前后两个时刻的温度值进行比较，分析其差值，若差值过大，则表示该目标点的性能发生了急剧的变化，值得高度重视，该方法有利于发现突发性故障，如过流等；绝对值测温是对测温目标点进行绝对温度测量，若高于预先设定的允许阈值，则发出报警，绝对值测温主要针对缓慢性发展的故障,如锈蚀等。
4.3.2具备全视场测温能力。每个变电站里，需要测量的目标点大约有数百个之多。本系统具有全视场测温能力，可以对镜头视场内的每一个像素点进行准确测温，真正达到“能见即能测”。
4.3.3目标距离的自适应补偿。测温目标与红外镜头之间的距离对测温的准确度有较大的影响。手持式红外测温仪需要对每一个测量目标进行距离估计。系统采用了红外雷达的一些技术，能够自动对目标进行分析并对测温准确度进行自适应补偿，保证了大范围内的目标测温准确度。
4.3.4自动化程度高。系统无需人工干预和人工巡检，在无人为操作的情况下，系统会自动记录测温目标正常运行情况及故障情况,且在被监控设施发生故障时会自动报警，真正实现了全程自动化。
5结语
变电设备如果能够将三种方法组合应用，既提高了设备运行管理水平，又保证了电网安全优质供电。
论文作者:罗丽娟1,谢菊梅1,魏雯1,丁戈2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：测温论文; 温度论文; 设备论文; 视场论文; 温度传感器论文; 目标论文; 测量论文; 《电力设备》2018年第26期论文;