红外测温技术在电力设备故障诊断中的应用

肖云

【摘 要】以往电力设备故障检测采用的多是人工检测的方式，不仅效率底下，而且容易出现误诊的情况，影响设备故障的及时有效处理。红外测温技术的应用，能够实现对于电力设备故障的非接触检测，提升故障诊断的准确性，为电力设备的运行维护提供良好保障。本文从红外测温技术的原理出发，对其在电力设备故障诊断中的应用进行了讨论，希望能够促进电力设备运行可靠性的提高。

【关键词】红外测温技术；电力设备；故障诊断；应用

科学技术飞速发展背景下，智能电网不断拓展，对于电力系统运行的稳定性和可靠性提出了许多新的要求，做好电力设备运行维护工作也就显得非常重要。传统电力设备检测主要是依靠目测、耳听、手摸等方式，技术性不强，难以发现设备内部存在的缺陷和问题，而且检测过程存在一定危险性。对此，可以将红外测温技术应用到电力设备故障检测及诊断中，提升故障诊断的效率和效果。

一、红外测温技术概述

自然界中，任何温度在绝对零度以上的物体，都会散发红外线，红外线辐射度主要受物体本身温度的影响，红外测温技术的基本原理，就是利用相应的红外线探测器，接收电力设备表面的红外辐射度，通过转换得到设备温度，以此来对其是否存在故障以及故障严重程度做出较为准确的判断。结合红外辐射的特点分析，影响红外热辐射检测精度的核心参数有两个，一是观测距离，二是观测视角，在针对电力设备进行检测的过程中，需要确保设备处于观测允许范围内，尽可能沿设备表面法线方向进行正向测量。如果不对数据进行相应的修正处理，则最大允许观测视角不能超过±30°，否则可能会导致误差的增加[1]。

二、红外测温技术在电力设备故障诊断中的应用

对于正在运行中的电力设备而言，无论是电流效应引起的发热又或者电压效应引起的发热，归根到底都会在故障区域乃至周边区域引起温度的显著变化，参照红外辐射理论，向外辐射的红外线强度会有所增加，基于此，运用红外测温技术对电力设备故障进行诊断也就具备了相应的可行性。就目前来看，红外测温技术在电力设备故障诊断中的应用方法大致可以分为以下几种：

（一）同类比较法

同类比较法常见于设备状态检测中，这种方法的基本原理，是针对同一个电气回路，在确保三相或者两相设备相同，三相电流对称的情况，分析比较电流致热型设备相关部委的温度升高值，就可以判断设备是否存在异常。如果三相设备同时出现异常，则可以将其与同回路相同类型的设备进行比较。同类比较法的优势主要体现在其可以有效排出设备运行负荷以及环境温度的影响，保证诊断结果的精确性，因此在同类型设备或者同设备三相诊断中有着较为广泛的应用，不过这种方法同样存在比较明显的缺点，即在面对不同类型设备群时，因为对比目标的欠缺，在实际应用中存在较大的限制。

（二）温度阈值法

在以温度信息判断电力设备运行故障的规则下，温度阈值法最为常见，其基本原理，是设定相应的阈值，如果电力设备温度超出该阈值，则判定设备存在故障，低于该阈值就认定设备状态正常。在相关国家标准中，如果需要利用温度来界定电力设备是否正常运行，通常都会采用温度阈值法，因为其本身向能够对简单。不过，伴随着科学技术的发展，电力设备的类型越发繁杂，加上数量众多，单一阈值并不能对所有电力设备的运行状态进行准确判断，加上电力设备的损坏很多时候都是渐进式，如果簡单地以正常和故障两种状态进行划分，显然并不能满足实际需求。不仅如此，电力设备的运行会受到外界环境因素的影响，当其处于不同运行环境时，出现故障的温度界限也会有所差异，过于绝对的判断标准使得温度阈值法在对电力设备进行故障诊断的过程中，很容易出现误判的问题[2]。

（三）人工智能诊断法

人工智能的发展，为电力设备故障诊断提供了许多新的技术和方法，人工智能诊断法的出现，在提高故障诊断效率和准确性等方面发挥出了积极作用。在实际应用中，人工智能诊断法包含了多种方法，如神经网络诊断法、模糊诊断法、专家系统等。以模糊诊断法为例，其基本原理，是参照热故障对电力设备的影响和危害性，将电力设备中存在的热缺陷分为多个不同故障等级，其中，正常状态指设备温度虽然有所升高，但是出于其自身工作允许范围内，依然能够保持正常运行；一般故障指温度升高对设备产生了一定影响，不过依然在允许范围内，在强化监视的情况下，可以正常使用；扬中故障则是指设备温度升高的情况下，如果继续运行，可能引发严重危害，需要立即停止运行，做好检修维护工作。

（四）相对温差法

事实上，相对温差法是为了弥补温度阈值法的缺陷而开发出来的一种新型检测方法，其基本原理，是运用同一个检测设备，对电力设备表面温度以及环境温度参照体的表面温度进行分别测量，得到温度差值，在实际应用中可以分为绝对温度判断法和相对温差法两种类型，前者主要是将设备过热部位的测定温度与相关标准（DL/T664-2008等）中规定的物体最大工作温升以及相对温差表进行对比，后者则是通过对两个检测点之间温差与较热点温升比的百分数进行分析，判断设备是否存在异常。相对温差的计算公式如下：

公式中，t1和t2分别表示发热点温升及正常对应点温升，T1和T2则表示发热点温度与正常对应点温度，T0表示环境温度参照体温度[3]。

三、结语

总而言之，红外测温技术在电力设备故障诊断方面的应用有着非常显著的优势，不仅能够提升故障诊断的有效性，保障故障诊断效果，还可以避免操作人员与电力设备的直接接触，保证人员人身安全。需要注意的是，在运用温度信息对电力设备故障进行诊断时，需要充分考虑设备本身的使用年限及运行环境等因素的影响，实现综合评估，保证良好的评估效果，为电力设备的稳定可靠运行提供可靠支撑。

【参考文献】

[1]王刚，朱亚飞，张改杰，等.红外测温技术在氧化锌避雷器故障诊断中的应用[J].智慧电力，2012，40（12）：79-81.

[2]张志军.红外测温技术在电气设备温升故障检测中的应用[J].机电信息，2016，（27）：70-71.

[3]高逸君，杨冲.关于红外线检测技术在电力设备故障中的应用[J].科技创新与应用，2015，（30）：188.