浅谈红外测温技术在配电线路运行中的应用

学术论文 2018-01-11 11:13:10
    一、红外测温技术的运用原理
    在物理学中,任何温度高于绝对零度的物体都会向外发射出红外线,并且其所发射的红外线波长随温度的变化而变化,如果温度越高,则其波长就越短,反之其温度越低,则其波长就越长。红外测温技术正是利用这一光学原理,利用红外线温度计接收并测量到物体所发出的的红外线的波长,经过计算就能得到物体对应的温度。在配电线路的运行过程中,配电线路会一直在电流与电压的作用下保持一定的温度,红外测温技术能够很好的对配电线路运行情况下的温度进行测量和记录,向传递仪器发送相应的温度参数,绘制出相应的热反应谱曲线图,进而长期的对配电线路的运行温度进行观察和记录,方便工作人员的管理。
    红外测温仪的主要有三种类型,包括红外热像仪、红外热电视和红外测温仪(点温仪)。红外测温仪的组成包括光学系统、测温仪、光电探测仪、信号处理器等等组成,其中光学系统负责收集其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定;光电探测仪负责将收集的红外能量转变为相应的电信号,该信号经过放大器和信号处理电路,按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度。红外测温仪具有不需要人体与配电线路接触、温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高、稳定性好等诸多优点。
    二、红外测温技术在配电线路运行中的具体应用
    将红外测温技术应用在配电线路的日常管理与维修中,能够及时的发现配电线路运行过程中出现的温度异常情况。其采用的方法主要包括以下几种:
    (一)表面温度判断法
    表面温度判断法的具体原理是在部分配电线路的运行过程中,由于电流输送或者电磁效应而引发的线路发热情况,红外测温技术能够通过其测得的设备表面温度值,将其与高压开关设备、设备的控制部件、材料和绝缘介质的温度以及其温度升高极限的标准,同时结合设备周围的环境情况以及其运行的电流负荷来判断设备是否出现故障。由于表面温度判断法的操作简单、能适应诸多情况的特性,因此表面判断法是红外测温技术中较为常见的配电线路故障判断方法。然而值得注意的是,当配电线路的负荷较小或者线路故障点的发热并不明显时,使用表面判断法很容易导致对配电线路故障的判断遗漏或者判断错误等等。
    (二)相对温差判断法
    相对温差判断法,是指在检查配电线路或者设备的故障情况过程中,设置两个相应的测量点,从而对配电设备的诸多状态,包括其物理属性、环境温度、表面状况以及负荷电流等参数相同或者相近的两个对应的测量点进行温度的相减,再将其相减的差值与其中温度升高幅度较大的比值,其表达公式如下:
    T=(t1-t2)/t0=(T1-T2)/(T1-T0)
    其中t1和T1指的是被测的发热点的温度升高值和温度;t2和T2指的是正常相对应店的温升和温度;T0指的则是环境参照体的温度。相对温差判断法一般被用于因为电流而导致的配电线路过热的故障情况中,其能够有效的排除电流负荷以及周围环境温度对红外测量温度的影响。
    (三)同类比较法
    同类比较法是指在同一电气回路中,当三相电流对称和三相(或者两相)设备相同时,比较三相(或者两相)电流致热型设备对应部位的温度升高值,并通过温升值的情况来判断配电线路是否出现故障。在使用同类比较法的过程中,如果三相设备同时出现异常,可以将三相电流与其同回路的同类设备进行比较;当三相负荷电流不对称时,应该考虑负荷电流以及工作电压对其造成的影响。对于同等规格的电压致热型设备和线路,可以通过相应的测量点的升温情况的差距来判断设备以及线路的故障情况。如果电压致热型设备和线路存在缺陷时,可以使用温度升高或者同类允许的温度升高的情况来判断其缺陷的情况。通常情况下,当同类温差超过允许温度升高的30%,就可以定义为重大缺陷。
    (四)热图普分析法
    热图普分析法,是指通过红外测温仪器对配电线路长时间的监测和记录,将配电线路运行过程中的温度变化情况以及变化参数绘制成相应的热谱图曲线图,并且通过相应的配电线路在正常状态下以及异常状态下的热谱图的差异情况,来判断或者预测配电线路的运行是否出现了故障,判断配电线路的运行情况是否
正常。
    (五)档案分析法
    档案分析法是指在对配电线路的长期监测以及异常情况的诊断中,对配电线路的诸多参数进行记录和归类整理,当配电线路发生故障时,将其故障与记录的档案进行比较和分析,检查配电线路的故障情况;同时,还可以将配电线路在不同时期的监测数据进行比较,通过其监测数据的不同来找出配电线路运行过程中的故障情况,判断配电线路的运行是否正常。
    三、结语
    红外测温技术是一种诊断配电线路故障情况的先进测温技术,能够对配电线路的正常运行情况进行实施的监测和记录,对及时发现、处理和预防配电线路安全事故的发生可以起到关键的作用。工作人员应该熟悉红外测温技术的操作规程,对配电线路进行严格、严谨、有序的管理和维护。
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