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【摘 要】 红外测温技术以其能够准确、快速地进行运行设备检测的特点，在变电运行过程中得到了广泛的应用。针对红外测温在变电运行中的应用开展研究，介绍了红外测温仪器在带电设备缺陷诊断中的运用与效果、红外诊断技术对主设备的诊断方法，结合案例，对红外诊测温技术在变电运行中的应用进行分析，剖析存在不足并提出应对措施，对今后的发展前景进行了展望。
【关键词】 红外测温技术；变电运行；应用
1 红外测温技术简介
红外测温技术是在最近几年才在我国电力行业中广泛应用起来的，但已经取得了非常不错的效果。由于红外测温技术具有方便快捷的特点，并且能够准确找出电气设备中的故障，在电力行业中前景巨大。红外测温技术主要被用来检测电力设备的温度，保证设备不会由于温度过高而发生故障，保证设备安全运行。随着科技的不断发展，红外测温技术也取得了可喜的成就，电力设备状态红外监测设备、红外热成像仪等先进的设备被不断研发出来，为电力系统的安全性、可靠性、稳定性提供巨大的帮助。
2 红外测温技术的基本原理
红外测温技术的基本工作原理是：任何物质都会因内部电子等构成成分的不断运动而产生热辐射，运行中的变电设备也会产生不同的热辐射。红外测温技术就是通过采集这些设备的热辐射，将热辐射转变为图像信号，用以判断设备是否处于正常温度，从而达到监测设备是否存在异常或者故障的目的。
3 红外测温仪器在带电设备缺陷诊断中的运用与效果
红外测温仪：由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚集在光電探测器上并转变为相应的电信号，再经换算转为被测目标的温度值。电气设备外部的热故障可分两类：一类是电气接头连接不良；一类是因表面污秽或机械力作用造成外绝缘性能下降。红外测温仪可有效应用于外部热故障的检测。
红外热像仪：利用光电探测器、光学成像物镜和光机扫描系统（焦平面技术）接受目标红外辐射能量分布图形，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、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。这种热像图与物体表面的热分布场相对应。目前的热成像仪产品大多己具备测温功能。电气设备内部热故障下要发生在导电回路和绝缘介质上，其内部发热机理因设备内部结构和运行状态的不同而异，一般可概括为：导体连接或接触不良；介质损耗增大；电压分布不均匀或泄漏电流过大；因绝缘老化、受潮、缺油等，产生局部放电；磁回路不正常等等。红外热像仪通过对设备温度的感应形成热分布图，以图像的明暗反映能量辐射（温度）的高低，对于设备内部热故障、外部热故障的判断更直观有效，是红外测温仪无法达到的，应用也更广泛。
电力设备事故的发生大多有一个逐渐变化过程。电气元部件逐渐出现松动、破裂、锈蚀等，造成接触电阻增加，致使电气元部件温度升高，出现热故障现象。采用红外诊断技术直接观察和测量就可发现这些异常现象，掌握潜在故障的位置和严重程度，该技术己成为电力设备监测、普查、及时发现隐患进行抢修、杜绝恶性突发性设备事故的一种先进手段。
4 红外诊测温技术现场应用
在日常运维与使用红外过程中，总结如下规律：断路器、隔离刀闸、变压器、导线等以金属为主的设备辐射率一般可取0.90，带漆部位金属类选0.94，瓷套类选0.92。对于精确检测，检测温升所用的环境温度参照体应尽可能选择与被测设备类似的物体，且最好能在同一方向。测温时从同一视场中选择相临的两相设备作为对照，效果较好。测量距离时要在保证电气设备安全距离的条件下，红外测温仪器宜尽量靠近被测设备，使被测设备充满整个视场，以提高红外仪器对被检设备表面细节的分辨能力及测温精度，必要时可使用中长焦镜头。精确测量跟踪应事先设定几个不同的角度，确定可进行检测的最佳位置，以后的复测仍在该位置，能提高作业效率。
某站2010年，750kV主变投入低压侧电抗器后，红外测温发现6601B刀闸B相与C相温度过高，导线与元器件接触部分温度高达116℃。经检查，系动触头表面氧化，操作杆安装不到位，经调整打磨处理后恢复运行，复测温度正常。
某站2012年，大负荷红外测温特巡时，发现33A12刀闸B相靠II母侧刀口发热，发热温度达到120℃，电流为340A左右，A、C相测温为15℃。停电检查，发现刀闸静触头表面污秽较严重，在动触头与静触头接触的面上，静触头的镀银层部分已磨损，刀闸静触头触指不一个平面，分析原因为触指下面的弹簧压力减小，造成刀闸动、静触头在合闸的过程中，接触电阻增大，发热增加，而发热增加，又使触头氧化，接触电阻进一步增大，形成恶性循环，在负荷高峰时期，易发生触头过热。更换触指后，刀闸接触电阻试验正常，运行良好。
实践证明，通过开展红外诊断，发现和处理了一些设备缺陷，其中不乏主设备方面的严重缺陷。该技术在一定程度上弥补了电气设备年检预试中所不易或无法发现缺陷的不足，并填补了许多高压设备缺少在线监测的空白，己经成为电气设备从定期检修向状态检修转变中一个不可缺少的技术手段。
5 红外测温技术在变电运行中的应用
5.1隔离开关检测。隔离开关发生异常或故障的原因有以下几个方面：首先，隔离开关长时间暴露在空气中，其刀口容易被氧化，氧化后会在刀口表面形成一层氧化膜，氧化膜会阻碍电流的正常流通，从而导致电阻增加而发热；其次，变电运行过程中隔离开关的开合次数很多，多次的使用可能会使得合闸不到位，也会引起刀口接触电阻的增加，从而引起发热；另外，安装和检修过程中也可能因为操作不当而造成合闸不到位的情况。因此运用红外测温技术在安装和检测过程中进行对隔离开关刀口的测温，可以有效的避免由隔离开关持续发热引起的故障和安全事故。
5.2线夹检测。变电系统中的导线长期暴露在外，是导致线夹发热的主要原因。线夹的弹簧垫片在暴露过程中氧化，会使线夹松动，出现接触不良的情况，不仅影响线路的正常运行，同时也存在一定程度的安全隐患。同样，在安装或者检修过程中，操作不符合要求的情况也会造成线夹的松动或者接触不良的情况。因此将红外测温技术应用于线夹安装与检修过程中，检测到线夹的温度异常则可以避免因线夹松动的问题引起的安全事故。
6 红外诊测温技术不足与展望
目前，红外诊断的主要不足在于标定较困难。尽管红外诊断仪器的测温灵敏度很高，但因准确度受被检测表面发射率及环境条件的影响较大；不同检测人员掌握的检测方法存在差异等，因此很难获得十分准确的测温结果。由于红外热成像对被测环境包括环境温度、湿度、风速的要求比较高，因此要尽量避开日光，灯光直射和雷雨雾雪，防止其他高温辐射干扰。
在实际应用中，红外测温技术要不局限于对一次主设备如套管、接头、引流线等的检测，还要加强对二次设备如空气开关、端子排、接线等的检测应用。同时，进一步加强运行人员在红外热成像技术应用上的培训；开展带电设备缺陷的分类和成因分析；结合设备构造掌握缺陷的热像特征；按照检测结果、判别依据和标准进行缺陷性质的判断等方面的能力。把红外热成像技术和状态检修结合起来，使之发挥更大作用。
今后，随着智能变电站的发展，红外测温技术将会与现有视频监控技术相结合，形成更为先进的在线红外监测技术，即在普通的远程视频监控系统中加入高精度的数字云台和红外测温仪，组成了视频、温度远程自动检测系统，每天自动定时巡视测温，对检测到的异常通过监控系统提示给运行人员，并留下记录，既保证测量及时性，又节省人力物力，势必将进一步推动变电运行维护技术的智能化、集约化发展。
在变电运行中运用红外测温技术，特别是动态红外测温技术，可以大大提高工作效率，实时监控变电系统运行，及时准确的发现安全隐患，保证变电系统安全可靠地运行。
参考文献：
[1]范永洪.红外测温技术在变电运行中的应用[J].科技信息，2010，（35）.
[2]唐伟华.红外测温技术在变电运行中的应用分析[J].中国新技术新产品，2012，（16）.
[3]赵琴琴.浅析红外测温技术在变电运行中的应用[J].城市建设理论研究，2012，（16）.
【关键词】 红外测温技术；变电运行；应用
1 红外测温技术简介
红外测温技术是在最近几年才在我国电力行业中广泛应用起来的，但已经取得了非常不错的效果。由于红外测温技术具有方便快捷的特点，并且能够准确找出电气设备中的故障，在电力行业中前景巨大。红外测温技术主要被用来检测电力设备的温度，保证设备不会由于温度过高而发生故障，保证设备安全运行。随着科技的不断发展，红外测温技术也取得了可喜的成就，电力设备状态红外监测设备、红外热成像仪等先进的设备被不断研发出来，为电力系统的安全性、可靠性、稳定性提供巨大的帮助。
2 红外测温技术的基本原理
红外测温技术的基本工作原理是：任何物质都会因内部电子等构成成分的不断运动而产生热辐射，运行中的变电设备也会产生不同的热辐射。红外测温技术就是通过采集这些设备的热辐射，将热辐射转变为图像信号，用以判断设备是否处于正常温度，从而达到监测设备是否存在异常或者故障的目的。
3 红外测温仪器在带电设备缺陷诊断中的运用与效果
红外测温仪：由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚集在光電探测器上并转变为相应的电信号，再经换算转为被测目标的温度值。电气设备外部的热故障可分两类：一类是电气接头连接不良；一类是因表面污秽或机械力作用造成外绝缘性能下降。红外测温仪可有效应用于外部热故障的检测。
红外热像仪：利用光电探测器、光学成像物镜和光机扫描系统（焦平面技术）接受目标红外辐射能量分布图形，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、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。这种热像图与物体表面的热分布场相对应。目前的热成像仪产品大多己具备测温功能。电气设备内部热故障下要发生在导电回路和绝缘介质上，其内部发热机理因设备内部结构和运行状态的不同而异，一般可概括为：导体连接或接触不良；介质损耗增大；电压分布不均匀或泄漏电流过大；因绝缘老化、受潮、缺油等，产生局部放电；磁回路不正常等等。红外热像仪通过对设备温度的感应形成热分布图，以图像的明暗反映能量辐射（温度）的高低，对于设备内部热故障、外部热故障的判断更直观有效，是红外测温仪无法达到的，应用也更广泛。
电力设备事故的发生大多有一个逐渐变化过程。电气元部件逐渐出现松动、破裂、锈蚀等，造成接触电阻增加，致使电气元部件温度升高，出现热故障现象。采用红外诊断技术直接观察和测量就可发现这些异常现象，掌握潜在故障的位置和严重程度，该技术己成为电力设备监测、普查、及时发现隐患进行抢修、杜绝恶性突发性设备事故的一种先进手段。
4 红外诊测温技术现场应用
在日常运维与使用红外过程中，总结如下规律：断路器、隔离刀闸、变压器、导线等以金属为主的设备辐射率一般可取0.90，带漆部位金属类选0.94，瓷套类选0.92。对于精确检测，检测温升所用的环境温度参照体应尽可能选择与被测设备类似的物体，且最好能在同一方向。测温时从同一视场中选择相临的两相设备作为对照，效果较好。测量距离时要在保证电气设备安全距离的条件下，红外测温仪器宜尽量靠近被测设备，使被测设备充满整个视场，以提高红外仪器对被检设备表面细节的分辨能力及测温精度，必要时可使用中长焦镜头。精确测量跟踪应事先设定几个不同的角度，确定可进行检测的最佳位置，以后的复测仍在该位置，能提高作业效率。
某站2010年，750kV主变投入低压侧电抗器后，红外测温发现6601B刀闸B相与C相温度过高，导线与元器件接触部分温度高达116℃。经检查，系动触头表面氧化，操作杆安装不到位，经调整打磨处理后恢复运行，复测温度正常。
某站2012年，大负荷红外测温特巡时，发现33A12刀闸B相靠II母侧刀口发热，发热温度达到120℃，电流为340A左右，A、C相测温为15℃。停电检查，发现刀闸静触头表面污秽较严重，在动触头与静触头接触的面上，静触头的镀银层部分已磨损，刀闸静触头触指不一个平面，分析原因为触指下面的弹簧压力减小，造成刀闸动、静触头在合闸的过程中，接触电阻增大，发热增加，而发热增加，又使触头氧化，接触电阻进一步增大，形成恶性循环，在负荷高峰时期，易发生触头过热。更换触指后，刀闸接触电阻试验正常，运行良好。
实践证明，通过开展红外诊断，发现和处理了一些设备缺陷，其中不乏主设备方面的严重缺陷。该技术在一定程度上弥补了电气设备年检预试中所不易或无法发现缺陷的不足，并填补了许多高压设备缺少在线监测的空白，己经成为电气设备从定期检修向状态检修转变中一个不可缺少的技术手段。
5 红外测温技术在变电运行中的应用
5.1隔离开关检测。隔离开关发生异常或故障的原因有以下几个方面：首先，隔离开关长时间暴露在空气中，其刀口容易被氧化，氧化后会在刀口表面形成一层氧化膜，氧化膜会阻碍电流的正常流通，从而导致电阻增加而发热；其次，变电运行过程中隔离开关的开合次数很多，多次的使用可能会使得合闸不到位，也会引起刀口接触电阻的增加，从而引起发热；另外，安装和检修过程中也可能因为操作不当而造成合闸不到位的情况。因此运用红外测温技术在安装和检测过程中进行对隔离开关刀口的测温，可以有效的避免由隔离开关持续发热引起的故障和安全事故。
5.2线夹检测。变电系统中的导线长期暴露在外，是导致线夹发热的主要原因。线夹的弹簧垫片在暴露过程中氧化，会使线夹松动，出现接触不良的情况，不仅影响线路的正常运行，同时也存在一定程度的安全隐患。同样，在安装或者检修过程中，操作不符合要求的情况也会造成线夹的松动或者接触不良的情况。因此将红外测温技术应用于线夹安装与检修过程中，检测到线夹的温度异常则可以避免因线夹松动的问题引起的安全事故。
6 红外诊测温技术不足与展望
目前，红外诊断的主要不足在于标定较困难。尽管红外诊断仪器的测温灵敏度很高，但因准确度受被检测表面发射率及环境条件的影响较大；不同检测人员掌握的检测方法存在差异等，因此很难获得十分准确的测温结果。由于红外热成像对被测环境包括环境温度、湿度、风速的要求比较高，因此要尽量避开日光，灯光直射和雷雨雾雪，防止其他高温辐射干扰。
在实际应用中，红外测温技术要不局限于对一次主设备如套管、接头、引流线等的检测，还要加强对二次设备如空气开关、端子排、接线等的检测应用。同时，进一步加强运行人员在红外热成像技术应用上的培训；开展带电设备缺陷的分类和成因分析；结合设备构造掌握缺陷的热像特征；按照检测结果、判别依据和标准进行缺陷性质的判断等方面的能力。把红外热成像技术和状态检修结合起来，使之发挥更大作用。
今后，随着智能变电站的发展，红外测温技术将会与现有视频监控技术相结合，形成更为先进的在线红外监测技术，即在普通的远程视频监控系统中加入高精度的数字云台和红外测温仪，组成了视频、温度远程自动检测系统，每天自动定时巡视测温，对检测到的异常通过监控系统提示给运行人员，并留下记录，既保证测量及时性，又节省人力物力，势必将进一步推动变电运行维护技术的智能化、集约化发展。
在变电运行中运用红外测温技术，特别是动态红外测温技术，可以大大提高工作效率，实时监控变电系统运行，及时准确的发现安全隐患，保证变电系统安全可靠地运行。
参考文献：
[1]范永洪.红外测温技术在变电运行中的应用[J].科技信息，2010，（35）.
[2]唐伟华.红外测温技术在变电运行中的应用分析[J].中国新技术新产品，2012，（16）.
[3]赵琴琴.浅析红外测温技术在变电运行中的应用[J].城市建设理论研究，2012，（16）.