伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)和變電設備的使用頻率也逐漸增大，負荷也隨之加大，運行故障也逐漸頻發(fā)，采用紅外測溫技術可以對運行中的各種電力設備進行實時監(jiān)控，能夠及時有效的檢查出電力設備在運行過程中的故障。

　　《電力技術經(jīng)濟》由國家電網(wǎng)公司主管、國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術研究院、湖南省電力公司、中國電力財務有限公司主辦的科技類刊物。1988年創(chuàng)刊，大16開本，雙月刊，全國公開發(fā)行，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN11-5537/TK，國際標準刊號：ISSN1008-1682，郵發(fā)代號：80-601，定價：12.00元/冊。

　　在實際的變電運行中由于設備缺陷或是運行故障等造成的問題也會隨著增加，紅外測溫技術具有無需停電、檢測準確性極高、無需接觸電力設備等優(yōu)勢，使得其廣泛的應用于變電運行中。

　　1 紅外診斷技術及其工作原理

　　1.1 紅外診斷技術

　　紅外線診斷技術是把紅外線輻射的特性應用到變電設備故障的診斷中，紅外線技術主要包括紅外診斷技術，其是診斷變電設備故障的一種技術手段。根據(jù)物理學的相關理論知識，如果物體的絕度溫度大于零，那么物體就會散發(fā)出紅外輻射能量，而且，如果物體的溫度還很高的話，那么，這種情況下，物體發(fā)出的紅外線能量就會比較強。

　　1.2 紅外診斷技術的原理

　　大自然中的任何物體都會發(fā)出一種人類肉眼無法看到紅外輻射能量，也包括人類。如果物體的溫度比較高，那么紅外輻射的能量就會比較強。變電設備一旦出現(xiàn)故障，那么基本上可以斷定是由于整個或者是局部過熱， 或者是溫度分布異常所造成的。因此，如果用可續(xù)的技術設備對變電設備運行中發(fā)射出來的紅外輻射能量進行相應的測定， 并通過一些設備把這些能量轉(zhuǎn)化成電信號，那么經(jīng)過相關的處理，就可以清楚掌握變電設備表面的溫度分布情況，從而判斷變電設備潛在的故障信息以及事故隱患可能發(fā)生的位置、性質(zhì)和大小程度等。

　　1.3 紅外診斷技術的特點

　　紅外診斷技術根據(jù)紅外輻射原理來檢測變電設備表面所散發(fā)出來的紅外輻射能量，通過一系列的工序，然后把變電設備表面的溫度分布情況轉(zhuǎn)化成肉眼能夠識別的熱圖像。工作人員可通過觀察熱圖像來具體了解變電設備的溫度變化情況，從而能夠快速且準確地診斷出變電設備的故障。紅外診斷技術的優(yōu)點是：在診斷變電設備的故障時，工作人員無需接觸變電設備，這樣就切實減少了對工作人員生命安全的威脅，節(jié)省了大量的人力、物力和財力，且維修和養(yǎng)護的費用也比較低;紅外線檢測技術直觀形象，具有極高的敏感度，適用面比較廣。但是其缺點主要有，其僅僅可以測定變電設備表面的溫度分布，測定的準確度比較低等。

　　2 電力設備故障及其診斷原理

　　2.1 電力設備故障及電力設備診斷機理

　　受電壓和電流兩者作用的影響，變電設備在運行過程中，一般有四種發(fā)熱的來源：

　　(1)介質(zhì)損耗發(fā)熱

　　受到交變電場作用的影響，電氣絕緣介質(zhì)極化方向會造成損耗，最終造成發(fā)熱情況。介質(zhì)損耗發(fā)熱是一種因電壓效應所引起的發(fā)熱現(xiàn)象。

　　(2)電阻損耗增大的故障分析

　　在電力系統(tǒng)導電回路中，如果所有的金屬導體均會產(chǎn)生電阻，那么符合電流在通過時，就會有相當一部分的電能以熱損耗的形式損耗掉。在這個過程中，符合電流和發(fā)熱功率是的平方是正比例的關系，但和電力系統(tǒng)的電壓沒有關系，其僅屬于電流效應所造成的發(fā)熱。

　　2.2 泄露電流增大以及其分布異常故障

　　一般情況下，會存在一部分的高壓電力設備，比如輸電線路絕緣子以及避雷針等， 這些變電設備均可能存在泄露電流的狀況，因此存在一定的電壓分布，那么，變電設備如果出現(xiàn)了故障，就會改變泄露電流I、分布電壓U 的大小，而且還會造成表面溫度出場的異常分布。

　　2.3 鐵損增大的故障

　　如果把工作的電壓施加于勵磁回路上，受鐵芯磁滯、渦流影響損耗電能，就會造成變電設備的發(fā)熱。

　　2.4 電氣設備的熱故障分析

　　(1)電氣設備的內(nèi)部故障

　　造成電力設備內(nèi)部故障的因素有很多，主要有設備殼體、油絕緣封閉電氣回路以及固體絕緣、絕緣介質(zhì)等。電氣設備的故障由于是發(fā)生在金屬外殼，而且是絕緣材料的內(nèi)部，因此，紅外線的穿透能力非常弱，幾乎無法穿透電氣設備的外殼、絕緣材料，因此不能進行內(nèi)部缺陷的檢測。但是，由于電氣內(nèi)部的缺陷一般具有較長的發(fā)熱時間，而且相對來說比較穩(wěn)定。故故障點與周圍的導體以及絕緣材料能夠通過對流轉(zhuǎn)化等方式來傳遞熱量，可以引發(fā)這些部位的高溫，尤其是傳熱導體的升溫會比較顯著。

　　(2)電氣設備的內(nèi)部故障

　　電氣設備外部故障的因素主要有兩方面：①外部的接頭由于接觸不良而袒露在外面，或者是由于連接管件不良可造成過熱的故障，比如套管、線夾以及斷路器等等;②由于絕緣的強度比較低，從而造成了絕緣性能的降低，進而引發(fā)過熱的故障。比如絕緣子劣化、嚴重污穢也會造成電流泄露的增大，從而引發(fā)發(fā)熱的故障。那么，如果發(fā)現(xiàn)不處理，就會造成局部的燒斷和斷線，從而可能引發(fā)設備事故等。在電氣設備外部和內(nèi)部故障中，外部設備所占的比例比較大。

　　3 紅外診斷技術應用實例

　　機電設備如果出現(xiàn)故障，那么總會伴隨著的溫度的變化，而紅外線診斷技術的基本工作原理就是測定變電設備的紅外輻射能量，經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)化，顯示出變電設備的溫度分布情況，從而可以判定變電設備的熱狀態(tài)，判斷變電設備是不是健康，從而采取措施預防故障的發(fā)生。按照紅外線診斷進行分類，變電設備的故障一般可劃分為兩類：①外部的故障;②內(nèi)部的故障。外部的故障主要指的是可直接檢測出設備故障，可根據(jù)紅外檢測技術來產(chǎn)生溫度分布圖。造成外部故障的主要原因有變電設備長期暴露在空氣中或者是其表面有垃圾等。

　　紅外線幾乎無力穿越任何的物體，因此，紅外線技術無法診斷變電設備的內(nèi)部故障。但如果變電設備的內(nèi)部出現(xiàn)了故障，由于其熱量無法排除，則發(fā)熱持續(xù)的時間通常情況下會比較長，而與機電設備相連接的物體，會把其產(chǎn)生的熱量不間斷地傳輸?shù)皆O備的表面，因此也就改變了機電設備表面的溫度分布狀況。在一般情況下，在日常工作中采用的是相對溫差法來判斷變電設備的故障大小狀況。而診斷變電設備內(nèi)部故障的形式有：內(nèi)部的不良連接導致內(nèi)部內(nèi)熱;變電設備內(nèi)部老化或者是受潮;設備比較劣質(zhì)、設備的絕緣狀況不良等等。

　　3.1 變電設備接頭處發(fā)熱

　　變電設備經(jīng)常出現(xiàn)的故障便是電纜頭發(fā)熱，而工藝不良、接觸過熱損失電纜絕緣是造成電纜頭事故的最為主要的原因。因此，檢測電纜熱像也就等于是檢測電纜頭。這類電纜頭故障由于是從外向電纜頭的根部傳導， 其溫度往往要高于電纜的本體，不過其總體的溫度并不是很高。