引言

隨著社會生產和生活中用電設備的增多,人們對輸電線路的運行可靠性提出了更高的要求。由于線路線芯材料存在一定的電阻,在輸電過程中,會有部分電能轉化為熱能而散失。如果單位時間內通過電流過大,就會導致線路溫度過高,加速線路老化,甚至引起用電安全事故的發生。通過設置紅外測溫觀察窗,可以及時了解線路目前的運行溫度,一旦觸碰到預警紅線,工作人員可以及時采取措施對其進行處理,有效提高輸電線路運行的穩定性。

1電氣柜的傳統測溫方法分析

1.1發光材料法

在電氣柜的傳統測溫方法中,發光材料法的使用成本相對低廉,應用時間也相對較長。在具體應用中,該技術的具體操作方法如下:首先,選擇發光材料,該材料需要具備溫感變化的特性,在不同的運行溫度下,可以變換不同的顏色,常用的材料有感溫貼片、測溫紙（變化不可逆性）等。其次,對母線進行清理,清除母線上的雜質,對于已經出現破損的母線應及時修復,必要時應更換新的母線后再進行發光材料的施工。最后,在線路表面貼上感溫貼片或測溫紙,根據材料變化的顏色確定目前輸電線路的運行情況。此方法在應用過程中,只能確定溫度的大致范圍,無法完成定量測量,可以作為預警措施,確保線路運輸的安全性。

1.2溫度傳感器法

與發光材料法類似,在對輸電線路運行溫度進行監測時,溫度傳感器法也是常見的方法之一。在具體應用過程中,該方法主要依托于熱電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器或半導體溫度傳感器完成溫度監測任務。以熱電阻溫度傳感器應用為例,在實際應用過程中:首先,選定合適的位置安放熱電阻溫度傳感器,通常情況下,傳感器位置與電氣柜開關觸點進行關聯,以確保數據信息采集的時效性。然后,傳感器在工作過程中會將目前線路運行情況進行實時反饋,反饋的相關信息若達到預警值,系統便會發出預警信息,提醒人員對線路進行排查,從而提升線路運行的安全性。需要注意的是,該方法所采用的傳感器絕緣性較差,因此在實際應用過程中不能與高壓開關觸點進行關聯。

1.3紅外測溫法

除了上述溫度檢測方法外,紅外測溫法的研發時間雖然不長,但是目前已經取得了不錯的發展。該技術主要應用原理是借助紅外檢測儀器對輸電線路溫度進行實時監測。該技術在應用過程中,不需要和線路直接接觸,采用的是紅外線反饋目標溫度,安裝操作過程無需停電。相比其他的應用技術,該技術的測量精度較高,可以獲取瞬時區域的溫度變化情況,但是對于操作人員的技能水平要求較高,操作工序也相對繁瑣。

2一種具有互鎖機構的紅外測溫觀察窗

2.1紅外測溫觀察窗的應用特點

（1）不同于傳統的單點測溫方式,紅外測溫觀察窗可以實現區域溫度監測,借助成像了解區域電路運行情況,保證監測的全面性。

（2）觀察窗可以幫助監測人員進行實時檢測,紅外成像可以實時反饋目前線路的運行情況,提高檢測過程的安全性。

（3）為了確保線路整體的運輸安全性,在實際檢測過程中,需要對一些危險區域進行預防性監測,可以在窗口架設紫外線成像設備,因為窗口的透視性較強,所以可以準確獲取到線路是否存在局部放電現象,提高設備運行的可靠性。

（4）相比其他的監測模式,紅外測溫觀察窗的應用成本較低,可以在線路正常運行的基礎上完成測量,測量便捷。

2.2紅外測溫觀察窗的工作原理

在紅外測溫觀察窗工作過程中,其主要應用原理在于將光學窗口安裝在電氣設備外殼上,該光學窗口對于可見光、紅外線、紫外線具有較高透射率,在進行檢測時,可以借助紅外測溫儀,采集窗口反饋的紅外線信息,結合相關參數判定設備是否存在發熱故障,同時還可以對設備進行無損檢測,提高了實際線路運行檢測的效率。該技術最大的應用優勢在于可以免除電磁信號的干擾,提高測量結果的準確性。

2.3紅外測溫觀察窗的應用分析

目前提出了3種不同的紅外測溫觀察窗設計方案,如表1所示。第一種,孔洞加蓋測溫窗,此類型窗口是在柜門上鉆孔,外加一個帶鎖蓋板,在具體測量過程中通過柜門上的孔洞直接測溫。該方案最大的優點在于簡單、直接,但柜內與柜外沒有屏蔽,甚至人手都能伸進柜內,達不到安全標準:同時,因為每個孔都得加鎖,所以操作較為繁瑣。第二種,固定式紅外測溫窗,此類型窗口是在柜門上鉆孔,將紅外玻璃（可紅外測溫）固定在孔上,封堵空洞。在測量過程中通過固定的紅外光學玻璃（透紅外線特殊材料制作）測溫,測溫方便,但價格昂貴,每個孔制造費用大概在2000～5000元。第三種,活動式紅外測溫窗,此類型窗口是在柜門上鉆孔,將窗口通過螺栓或者焊接固定在柜門上,日常用防爆玻璃密封,測溫時通過通用的一塊紅外玻璃測溫,并通過內部彈簧與防爆玻璃組成聯鎖機構,實現測溫孔始終呈密閉狀態。本文重點研究活動式紅外測溫窗的相關內容。

2.3.1結構組成

如圖1所示,活動式紅外測溫窗的主要零件包括頂蓋、底蓋、防爆玻璃片、防爆玻璃卡槽、隔層、紅外玻璃卡槽、紅外玻璃片、螺栓和彈簧。

其中,紅外玻璃片是進行紅外測溫的主要部件,而防爆玻璃片則起到保護窗口的作用,確保檢測過程的安全性。在具體應用中,各零件的相關應用尺寸如圖2所示。

2.3.2安裝步驟

如圖3所示,在活動式紅外測溫窗的構建組成過程中,具體的安裝步驟如下:第一步,將防爆玻璃卡槽固定在底蓋上,同時將彈簧固定在防爆玻璃卡槽的兩端,使其作為固定防爆玻璃片的應用結構。第二步,將防爆玻璃固定在防爆玻璃卡槽中,同時用螺栓固定,此時需要校驗安裝位置的準確性,為后續步驟做準備。第三步,進行紅外玻璃卡槽的安裝,其安裝步驟與防爆玻璃卡槽安裝大體一致,但是不需要進行彈簧的固定操作。第四步,將頂蓋安裝在整體結構上方,將螺栓固定在既定結構上即可。在實際應用過程中,將紅外玻璃放入卡槽中進行固定,同時在彈簧作用下,解鎖防爆玻璃,將其從結構中抽出,完成一次測溫工作后,將防爆玻璃放回原位后將紅外玻璃抽出,從而實現聯鎖。

3結語

現階段電能已經成為支撐社會經濟發展的重要能源,隨著用電量的激增,提高了輸電線路的運行載荷,容易導致線路溫度過高,出現線路老化或絕緣皮破損的情況,造成線路局部放電,存在安全隱患。通過在被測設備上加裝紅外測溫窗,不僅可以提升溫度觀測的便捷性,而且能夠對其進行定量測量,提高測量結果的準確性。