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电力设备红外测温有效测量距离的研究

摘要：红外热成像技术用于检测电力设备的热故障，为电力设备状态维护提供

有力技术依据。红外测温能准确发现变电站设备发热部位，并为运维人员判定高

压设备缺陷与隐患提供依据，从而能够及时消除设备缺陷与隐患，保障电网的可

靠供电。随着电网建设，电力设备越来越多，红外测温工作量越来越大，如何缩

短有效的红外测温时间成为运维人员面临的突出问题。在保证红外测温质量的基

础上，本文提出一种缩短电力设备红外测温时间的方法，并以220千伏电力设备

为例验证了该方法是切实可行的。

关键词：有效测量距离；电力设备；红外测温

引言

1800年英国的天文学家Mr.WilliamHerschel用分光棱镜将太阳光分解成从红

色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。通过反复试验证明，在红光

外侧，存在一种人眼看不见的“热线”，也就是后来为人熟知的“红外线”[1]。随着

工业的发展，各种检测技术日趋成熟。从历史上看，红外技术的发展与红外探测

器的研究密不可分。Mr.WilliamHerschel在1830年提出了热电偶探测器，1840年

根据物体不同的温度分布，制定了温度谱图。60年代初，世界上第一台用于工业

检测领域的红外热成像仪（THV651）诞生，尽管其体积庞大，但是很快作为一种

检测工具应用于工业生产当中，特别是在电力维修保养中体现了它的重要价值。

据统计，近90%的变电站事故是由电力系统的设备故障引起的，而大约一半的故

障设备在早期都有热异常现象。在电力系统中，红外热成像检测技术应用于各个

方面。利用红外热成像技术对主要电气设备进行红外成像，通过分析红外图的变

异，即可判断电气设备可能存在的各种故障缺陷。英国的中央电业局、前苏联电

业管理部、瑞士的国家电业局制定出了使用红外热成像检测技术在电力设备运行

应用的标准和规程。在1990年，国际大电网会议（GIGRE）充分肯定了红外热成

像技术在电力设备检修中的发展前景[2-4]。

随着智能电网建设的日益推进，国家电网公司要求无人值守的变电站也可以

保证足够的生产安全与稳定。红外诊断技术是近年来广泛应用于电力设备故障诊

断的一种新方法，该技术具有不停电、操作安全等优点，可以实现实时、快速、

准确的对运行设备进行状态监督的功能。根据《青岛供电公司变电站红外检测管

理规定》要求，如遇到特殊运行方式、特殊天气、重大保电任务等，上级有明确

要求时，应增加红外检测次数。从以上看出，在运维人员的日常工作中，红外测

温工作繁重，缩短红外测温时间，提高变电站设备红外测温效率势在必行。

红外成像测温技术的1特点

在高压电气设备的温度监测中，红外热像仪已被广泛的应用，对高压电气设

备异常发热的诊断是十分有效的。这种诊断方法的基本原理是，根据正常状态下

设备的发热规律及其表面温度场的分布和温升状况，即设备的基础热像，结合设

备结构及传热途径，进一步分析设备在各种故障下的热像及温升，再结合其他检

测结果，就能较好的诊断出设备故障及故障点的类型［5-10］。

（1）红外成像测温技术能够在线检测设备温度。根据电气设备表面温度及其

分布不均的特点进行监测﹑分析和判断。可以以此作为依据对电气设备的运行进

行准确无误的判断，，它能在无灯光、大雾和雨雪天气下发现故障，从而使故障

的类型由部分事故检修转为预见性检修。运用红外测温诊断技术，我们可以实现

设备在运行的状态下进行远方操作，就能准确无误地检测出电气设备故障引起的

异常，不用关闭电源、不用接触电器设备、也无需从电气设备中取样。从而达到

有效判断由于温度过高引起的设备存在的内外部缺陷，实现有效遏制电气设备在

发生故障。给电力系统线路状态监测提供了一种先进手段。

由于一次设备的红外检测是在运行状态下，通过红外成像测温仪检测设备内

部探测红外热量。在整个检测过程中，不需要与电气设备直接接触，就可以安全

有效地检测出设备在运行状态下的真实信息。而且可以做到提高工作的安全性，

降低劳动强度，减少设备的维修费用，大大提高电网供电可靠性。

（2）能够实现远方获取信号是红外测温技术的特点之一，并能够做到将探测

到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别取样和严格分析得到结

果。当使用红外成像测温仪检测时，它能够以图像的形式很直观的方法显示给运

维人员并能准确记录设备的运行状态。与设备以往人工观察试温腊片溶化情况和

红外点测的检测方法相比，不仅高质量地完成工作任务，大幅度降低运