分析影响电气设备相对温差判断法的因素

分析影响电气设备相对温差判断法的因素

葛存林

葛存林

河北腾升市政工程有限公司河北邯郸056000

摘要：通过实践研究表明，电气设备在长期的运转过程中，经常会出现各种各样的问题，传统的故障诊断技术在实践过程中，逐渐暴露出来了一系列的问题和弊端，如没有较高的诊断效率，诊断精确度无法得到保证等等；针对这种情况，为了在电气设备热故障诊断中更好的应用红外检测技术，本文重点分析和研究了电气设备相对温差判断法的影响因素，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：电气设备；相对温差；影响因素

1前言

如果有故障出现于电力系统的各种电气设备中，经常会有一些前兆出现，通常情况下，有异常情况出现于设备表面温度，其中，这种异常变化特别显著的存在于各种接点处。因此，为了更好的诊断电气设备接点的热故障，就需要对电力设备表面温度的变化情况进行检测。如可以利用热电偶或光纤测温技术来测定地高压电缆等设备的表面温度。1。而更多的不便于采用热电偶或光纤测温技术的场合，红外成像测温技术具有独到的优势。红外成像检测和诊断工作具有不停电、不取样、直观、准确、大面积、灵敏度高、快速、安全及应用范围广等优点．为电网和电力设备的安全运行提供了可靠的保障。同时为开展电力设备状态维修创造了条件。国外应用红外技术检测与诊断电力设备的热缺陷，始于20世纪60年代。我国电力部门从20世纪80年代末开始引进红外成像仪，相继开展了理论探讨与工程实际应用研究。其中，在规范电气设备故障红外诊断中的监测方法与故障判据中，确立与研究具有相对科学的技术原则或物理参量是现代热学和电学理论的重要课题之一。1998年，内蒙古超高压供电局的赵墨林提出了温差比诊断法；河北省邯郸电业局的胡世征则提出了电气设备红外诊断的相对温差法及判断标准．并作为标准写入了《带电设备红外诊断技术应用导则》。他们在相对温差定义的基础上，导出了相对温差与接触电阻相对偏差间的关系，认为相对温差法可以排除负荷电流、风速、环境温度、测量距离以及发射率选择等因素的影响。考虑到影响红外测温的因素较多。其中有些因素对相对温差的影响不可忽略．因此。对这些因素的研究显得尤为重要。海军丁程大学的杨立根据红外辐射理论和红外成像仪的测温原理，推导了相对温差影因素的计算公式，并进行了有益的探讨。

2相对温差与接触电阻相对偏差的关系

在这个公式中，t1和T1为发热点的温升和温度；t2和T2为正常相对应测点的温升和温度；To为环境参照体的温度，环境参照体是指用来采集温度的物体．它可能不具有当时的真实环境温度．但具有与被测物体相似的物理属性，并与被测物处在相似的环境之中。因此，环境参照体温度也可以认为是在环境一样的条件下未通电参照体设备的温度。结合相关的参考文献，就可以对其进行推导。

在这公式中，两侧点和和散热条件相关的系数以及两侧点的接触电阻值都被包含进来。在通常情况下，正常接触电阻比较接近于厂家的规定电阻值，那么就可以将发热相的接触电阻给求出来。通过相关的试验表明，如果运行温度不超过200摄氏度，那么就可以将接触电阻和温度之间的关系给求出来。

3相对温差判别法的影响因素分析

一是相对温差与发射率及环境温度之间的关系式：由于影响红外测温的因素较多。有些冈素对相对温差的影响不能忽略，而目前对影响相对温差的因素还没有深入细致的研究，因此，文中对环境温度和设备表面发射率对相对温差的影响进行了讨论。结合相关文献的研究结果，红外成像仪测温的计算公式可表示为：

在这个公式中，被测物体的表面发射率、表面吸收率以及大气发射率、大气通过率、成像仪指示的辐射温度、物体的真实温度、环境温度、大气温度等都涵盖了进来，随着成像仪的工作波段变化，会在较大程度上改变n的值。通过一系列的计算可以得知，相对温差和辐射率无关，和环境温度、测量距离也没有关系、也就是说，相对温差判别法适朋于被测表面温度远大于环境温度的情况。

如果无法忽略物体表面发射率环境温度的影响，表面发射率为1时，那么就可以得出相应额定表达式。也就说是，如果当被测表面温度不满足远大于环境温度的情况时．相对温差判别法只能在表面发射率为l(也就是被测表面为黑体)的特殊情况下适用。通过研究可见：环境温度、设备表面发射字和红外测温波段对相对温差都有影响。因而用红外成像仪测温时。应准确测定周围环境温度和电气设备的表面发射率。

二是发射率变化对相对温差的影响：文中选取的数据为某变电所三相输入线的红外实际检测结果，其中触点A的温度为41．5℃(最高温度)，触点B为正常温度20．1℃。检测时的环境温度为5℃。上述检测温度都是在表面发射率为o．90时测得的．表面发射率是按相关文献规定的方法测定的。为了研究发射率变化对相对温差的影响，发射率的取值范围为0．10—O．90。可以看出：发射率对相对温差有较大的影响。对工作在8～13“m波段的非制冷成像仪的最大误差在12％左右．显然发射率不同，判断设备故障的严重程度也不同。所以。在用成像仪测温计算相对温差时。发射率的设定要尽量准确。如下图所示：

表面发射率对相对温差的影响

三是不同环境温度下表面发射率对通电正常相真实温度的影响：当环境温度小于正常相的辐射温度时，随着表面发射率的增加，正常相的真实温度呈上升趋势：当环境温度接近于设备的正常相辐射温度时，随着表面发射率的增加，设备的正常真实温度呈下降趋势。在这里选取环境温度F为5℃和20℃．

4结语

本文简要分析了电气设备相对温差判断法的影响因素，还存在着诸多的问题和不足，需要相关人员继续努力，以便更好的诊断电气设备出现的各种故障。

参考文献：

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[2]陈金福．杨宝祥．光纤测温技术在韶关发电厂电缆防火中的应用[J]．高电压技术．2004．30(12)：65-66．

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