李余超 尚玉祺 鑒超

摘 要： 分析了紅外測(cè)溫技術(shù)相對(duì)于其他測(cè)溫方法的優(yōu)勢(shì)，并探討了設(shè)備熱點(diǎn)的識(shí)別、線路與連接部位的檢查以及設(shè)備預(yù)熱與冷卻等紅外測(cè)溫技術(shù)在特高壓?jiǎn)?dòng)調(diào)試過(guò)程中的具體應(yīng)用，最后展望了這一技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，研究結(jié)果表明：紅外測(cè)溫技術(shù)為特高壓設(shè)備的啟動(dòng)與調(diào)試提供了一個(gè)高效、安全和準(zhǔn)確的溫度監(jiān)測(cè)手段，這一技術(shù)的應(yīng)用大大提升了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

關(guān)鍵詞： 特高壓 紅外測(cè)溫 啟動(dòng)調(diào)試 溫度監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)： TM407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1679-3567（2024）04-0023-03

Analysis of the Application of the Infrared Temperature Measurement Technology in the Start-Up and Commissioning Process of Ultra-High Voltage Equipment

LI Yuchao SHANG Yuqi JIAN Chao

Shandong Taikai High Voltage Switchgear Co.， Ltd.， Taian， Shandong Province， 271000 China

Abstract： This paper analyzes the advantages of the infrared temperature measurement technology compared with other temperature measurement methods， discusses the specific application of the infrared temperature measurement technology in the start-up and commissioning process of ultra-high voltage equipment， such as the identification of equipment hot spots， the inspection of lines and connection parts， and the preheating and cooling of equipment， and finally prospects the development trend of this technology. The results show that the infrared temperature measurement technology provides an efficient， safe and accurate temperature monitoring means for the start-up and commissioning of UHV equipment， and that the application of this technology greatly improves the stability of equipment operation and prolongs the service life of equipment.

Key Words： Ultra-high voltage； Infrared temperature measurement； Start-up and debugging； Temperature monitoring

溫度作為影響設(shè)備穩(wěn)定性和安全性的一項(xiàng)關(guān)鍵因素，其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制必須得到重點(diǎn)關(guān)注。采用傳統(tǒng)的接觸式溫度測(cè)量方法存在著一些局限性，很難高效地進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，而非接觸式的紅外測(cè)溫技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸成為特高壓輸電啟動(dòng)與調(diào)試中的首選技術(shù)。為了更好地探明這一技術(shù)的應(yīng)用原理，使其在將來(lái)能夠在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用[1]，本文就這一技術(shù)進(jìn)行了深入探討，期望能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的科研工作提供有益的參考和借鑒。

1 紅外測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

紅外測(cè)溫技術(shù)在過(guò)去的幾年中已逐漸成為一種廣受歡迎的溫度測(cè)量手段，尤其在高風(fēng)險(xiǎn)和高壓環(huán)境中。與其他傳統(tǒng)測(cè)溫方法相比，其具有明顯的技術(shù)和操作優(yōu)勢(shì)，表1展示了紅外測(cè)溫技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)溫技術(shù)的一些差異，通過(guò)表1內(nèi)容，可以更好地了解紅外測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

1.1 非接觸性

紅外測(cè)溫技術(shù)以其非接觸性而受到工業(yè)界的廣泛青睞，其為測(cè)量溫度提供了一個(gè)獨(dú)特且高效的方式，尤其在高風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。特高壓設(shè)備或其他危險(xiǎn)環(huán)境中，直接的物理接觸可能帶來(lái)一系列的問(wèn)題，從輕微的燒傷到嚴(yán)重的設(shè)備故障，乃至操作者受到嚴(yán)重的傷害，都有可能發(fā)生。紅外測(cè)溫技術(shù)允許操作者從一個(gè)安全的距離對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這意味著沒有直接的物理接觸，從而極大地降低了操作風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 實(shí)時(shí)性

除了安全性，非接觸性測(cè)溫還提供了更高的效率。傳統(tǒng)的接觸式溫度測(cè)量方法可能需要時(shí)間來(lái)穩(wěn)定，并可能受到測(cè)量點(diǎn)的材料屬性或環(huán)境條件的影響[2]。紅外測(cè)溫技術(shù)帶來(lái)的實(shí)時(shí)性為現(xiàn)代工業(yè)的高效運(yùn)作提供了強(qiáng)大的支持。任何存在于環(huán)境中溫度的微小變化都可能影響到設(shè)備的性能和穩(wěn)定性，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是能夠幫助操作和維護(hù)人員獲取到即時(shí)的數(shù)據(jù)反饋，這一功能對(duì)于決策來(lái)說(shuō)尤為關(guān)鍵，例如：當(dāng)設(shè)備的某一部分突然升溫時(shí)，維護(hù)人員可以迅速地確定問(wèn)題所在并采取措施，避免可能存在的設(shè)備故障或損壞[3]。借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，工程師和操作員可以更加精確地優(yōu)化工作流程，使效率和效果大大提升。實(shí)時(shí)性的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是提高了操作安全性，在潛在的危險(xiǎn)或故障情況下出現(xiàn)快速的溫度讀數(shù)可以作為一種預(yù)警信息，操作員可及時(shí)采取相關(guān)措施來(lái)減少風(fēng)險(xiǎn)。紅外測(cè)溫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流程圖如圖1所示。

1.3 高分辨率

高分辨率也是紅外測(cè)溫技術(shù)的一大核心優(yōu)勢(shì)，其能精準(zhǔn)地進(jìn)行溫度測(cè)量，在一些工業(yè)應(yīng)用中，尤其是在一些涉及微小溫度變化或潛在風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)景中應(yīng)用這一技術(shù)，能夠體現(xiàn)出溫度測(cè)量的優(yōu)勢(shì)。高分辨率意味著紅外測(cè)溫設(shè)備可以捕捉到更多的溫度信息，在電子設(shè)備的故障分析或特高壓設(shè)備的檢查等一些關(guān)鍵應(yīng)用中，不僅能夠識(shí)別出微小的溫度差異，也能發(fā)現(xiàn)潛在的熱點(diǎn)，從而進(jìn)行故障或安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警[4]。

2 紅外測(cè)溫在特高壓?jiǎn)?dòng)調(diào)試中的應(yīng)用

2.1 設(shè)備熱點(diǎn)識(shí)別

特高壓設(shè)備在其運(yùn)行過(guò)程中常常會(huì)因材料缺陷、不良焊接、緊固件松動(dòng)、電氣接觸不良或其他裝配問(wèn)題出現(xiàn)局部過(guò)熱現(xiàn)象，如果不及時(shí)識(shí)別和處理這些熱點(diǎn)，就可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降，縮短設(shè)備壽命，甚至引發(fā)一些較為嚴(yán)重的安全事故。紅外測(cè)溫技術(shù)通過(guò)對(duì)設(shè)備表面的紅外輻射進(jìn)行測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、精確地?zé)狳c(diǎn)識(shí)別[5]。當(dāng)物體受到能量的作用或電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，都會(huì)引起溫度的上升，并會(huì)輻射出紅外光，此時(shí)紅外測(cè)溫儀器便能夠捕捉到這些紅外光，并將它們轉(zhuǎn)換為溫度值。

2.2 線路與連接部位的檢查

2.2.1 檢查線路與連接部位

線路和連接部位的健康狀況直接關(guān)系到設(shè)備的穩(wěn)定性和效率，當(dāng)連接不良時(shí)，可能會(huì)增加接觸電阻，從而導(dǎo)致過(guò)多的熱量生成，不僅降低了系統(tǒng)的效率，而且還可能引起火災(zāi)和其他安全隱患。因此，有必要對(duì)線路和連接部位進(jìn)行檢查。

2.2.2 紅外測(cè)溫在檢查中的應(yīng)用

使用紅外測(cè)溫技術(shù)，技術(shù)人員可以不直接接觸設(shè)備，即可實(shí)時(shí)捕捉和分析線路和連接部位的溫度分布。通過(guò)解析這些數(shù)據(jù)，可以迅速識(shí)別出可能存在的問(wèn)題區(qū)域。

2.3 設(shè)備預(yù)熱與冷卻

2.3.1 設(shè)備預(yù)熱的重要性

預(yù)熱是為了使設(shè)備漸進(jìn)地達(dá)到其最佳工作溫度，避免由于快速加熱導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力或物質(zhì)性質(zhì)的改變。過(guò)快的預(yù)熱可能會(huì)導(dǎo)致部件的變形、疲勞甚至斷裂。紅外測(cè)溫技術(shù)允許操作員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的溫度分布，并確保溫度均勻上升，沒有過(guò)熱或過(guò)冷的區(qū)域。

2.3.2 冷卻過(guò)程的管理

冷卻同樣重要，因?yàn)樗_保設(shè)備安全、平穩(wěn)地降至其休眠溫度，從而延長(zhǎng)其使用壽命。紅外測(cè)溫可以幫助識(shí)別設(shè)備中可能仍保持高溫的部位，這些部位可能需要額外的冷卻措施或時(shí)間。

3 未來(lái)展望

3.1 技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用擴(kuò)展

隨著技術(shù)的不斷更新，紅外檢測(cè)技術(shù)的分辨率和精確性會(huì)得到進(jìn)一步提升，且傳感器以及算法都將更為先進(jìn)，處理技術(shù)也會(huì)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷進(jìn)步，這些技術(shù)的發(fā)展會(huì)在一定程度上推動(dòng)紅外測(cè)溫技術(shù)邁向新的臺(tái)階。這些技術(shù)上的突破不僅將提高紅外測(cè)溫的精確性，還將提高其在各種復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性，從而讓它在更多應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。伴隨技術(shù)的不斷創(chuàng)新，紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)不斷拓展，如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，紅外技術(shù)可以被用于無(wú)創(chuàng)體溫測(cè)量、檢測(cè)炎癥或觀察血流分布，這些領(lǐng)域的應(yīng)用能夠給醫(yī)生提供更多的參考，并大大優(yōu)化醫(yī)療效率。而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，紅外技術(shù)也會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用前景，例如：對(duì)作物的健康狀況進(jìn)行檢測(cè)、觀察水分分布情況或在早期發(fā)現(xiàn)病蟲害等等，以上功能都可以通過(guò)紅外線測(cè)溫技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量也將得到提升。

3.2 整合與智能化

物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到了越來(lái)越多的領(lǐng)域，并逐漸替代了傳統(tǒng)的應(yīng)用。如今的紅外測(cè)溫技術(shù)正站在這樣一個(gè)交叉口，下一步需要與其他領(lǐng)先技術(shù)進(jìn)行深度融合，例如：在與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的情況下可以與其他傳感器設(shè)備連接，從而將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地上傳至云端，隨后這些數(shù)據(jù)可以被集中存儲(chǔ)在一起，并作為后期的大數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)，從而能為企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)提供豐富且準(zhǔn)確的信息。隨著跨技術(shù)的融合，紅外測(cè)溫技術(shù)的智能化也將邁上新的臺(tái)階，在與先進(jìn)的AI算法進(jìn)行結(jié)合后，紅外測(cè)溫技術(shù)的功能不再局限于溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，它能夠進(jìn)一步升級(jí)至數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，為潛在故障預(yù)測(cè)以及潛在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)提供了基礎(chǔ)。例如：當(dāng)某個(gè)特定部位的溫度突然上升時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)自動(dòng)識(shí)別這一異常，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，特高壓設(shè)備啟動(dòng)調(diào)試中的相關(guān)設(shè)備之所以能穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，紅外測(cè)溫技術(shù)功不可沒，這種非接觸式的溫度監(jiān)測(cè)方式為相關(guān)工作提供了便利，在特高壓環(huán)境中能夠更為迅速、準(zhǔn)確地測(cè)量溫度。隨著技術(shù)的更新，未來(lái)很可能會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的測(cè)溫技術(shù)。相關(guān)研究者應(yīng)當(dāng)持續(xù)關(guān)注技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，不斷完善現(xiàn)有的測(cè)溫方法，這樣才能夠確保特高壓輸電技術(shù)能夠始終保持穩(wěn)定與可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]江飛，閆全全，王媚，等.基于無(wú)源無(wú)線紅外測(cè)溫技術(shù)的特高壓電力設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].電力與能源，2023， 44（4）：370-372，375.

[2]張丕沛，師偉，郭晨瑞，等.環(huán)境因素影響下特高壓電壓致熱型設(shè)備表面溫差修正方法研究[J].紅外技術(shù)，2023，45（3）：328-334.

[3]馮強(qiáng)強(qiáng)，何寧安，樊長(zhǎng)海.南方區(qū)域超、特高壓輸電線路耐張引流板發(fā)熱原因分析及對(duì)策[J].紅水河， 2023，42（1）：105-108，117.

[4]鄭奇凱，黃松強(qiáng)，張志楊.特高壓閥廳紅外智能測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微型電腦應(yīng)用，2022，38（2）： 73-76.

[5]張丕沛，李杰，師偉，等.特高壓CVT不同缺陷時(shí)溫度特征的仿真研究[J].山東電力技術(shù)，2021，48（12）： 46-50.