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环境因素影响下特高压电压致热型设备表面温差修正方法研究

张丕沛 师伟 郭晨瑞 孙景文

张丕沛, 师伟, 郭晨瑞, 孙景文. 环境因素影响下特高压电压致热型设备表面温差修正方法研究[J]. 红外技术, 2023, 45(3): 328-334.
引用本文: 张丕沛, 师伟, 郭晨瑞, 孙景文. 环境因素影响下特高压电压致热型设备表面温差修正方法研究[J]. 红外技术, 2023, 45(3): 328-334.
ZHANG Pipei, SHI Wei, GUO Chenrui, SUN Jingwen. Correction Method of Surface Temperature Difference of UHV Heating Equipment under the Influence of Environmental Factors[J]. Infrared Technology , 2023, 45(3): 328-334.
Citation: ZHANG Pipei, SHI Wei, GUO Chenrui, SUN Jingwen. Correction Method of Surface Temperature Difference of UHV Heating Equipment under the Influence of Environmental Factors[J]. Infrared Technology , 2023, 45(3): 328-334.

环境因素影响下特高压电压致热型设备表面温差修正方法研究

基金项目: 

国家电网有限公司科技项目 520626180034

详细信息
    作者简介:

    张丕沛(1996-),男,硕士,工程师,主要研究方向为高电压及绝缘技术。E-mail:sddky_zpp@163.com

  • 中图分类号: TM216

Correction Method of Surface Temperature Difference of UHV Heating Equipment under the Influence of Environmental Factors

  • 摘要: 1000 kV电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer, CVT)、1000 kV气体绝缘金属封闭开关设备GIS(Gas Insulated Switchgear)出线套管、1000 kV避雷器是特高压变电站内主要的电压致热型设备,其内部缺陷具有表面温差小、热点不明显的特点,且易受环境因素影响,通常需要在理想环境条件下开展红外精确测温进行缺陷诊断。然而若现场环境条件短时间内无法满足要求,则可能导致缺陷的进一步发展,因此有必要研究非理想环境条件下测温结果的修正方法。本文建立了3类特高压电压致热型设备的温度场仿真计算模型,结合传热学理论研究了光照强度、环境温度、风速大小等环境因素对特高压电压致热型设备表面温差的影响规律,结果显示,3种因素的增强均会导致表面温差不同程度地下降,需将其修正至理想环境条件下的真实温差。最后利用数据拟合的方法,获得各类环境因素影响下实测温差与真实温差的曲线表达式,进一步总结出非理想环境条件下特高压电压致热型设备表面温差的修正方法,并通过变电站现场应用验证了修正结果的准确性。
  • 图  1  电压致热型设备仿真模型

    Figure  1.  Voltage heating equipment simulation model

    图  2  温度场计算流程

    Figure  2.  Temperature field calculation process

    图  3  电压致热型设备温度分布仿真计算结果

    Figure  3.  Simulation results of temperature distribution

    图  4  电压致热型设备现场红外测温图谱

    Figure  4.  Infrared temperature measurement spectrum

    图  5  表面温差随光照强度变化规律

    Figure  5.  Temperature difference changes with light intensity

    图  6  表面温差随环境温度变化规律

    Figure  6.  Surface temperature difference changes with environmental temperature

    图  7  表面温差随风速大小变化规律

    Figure  7.  Temperature difference changes with wind speed

    图  8  缺陷设备红外精确测温图谱

    Figure  8.  Infrared precise temperature measurement spectrum of defective equipment

    图  9  修正误差大小分布等值图

    Figure  9.  Contour of corrected error

    表  1  非理想环境条件参数

    Table  1.   Non-ideal environmental conditions parameters

    Non-ideal environmental
    conditions
    Light intensity Temp-
    erature
    Wind speed
    Condition 1: sunny summer day at noon 10000 lx 35℃ 2m/s
    Condition 2: overcast in autumn 200 lx 15℃ 6 m/s
    Condition 3: cloudy in summer 4000 lx 32℃ 4 m/s
    Condition 4: sunny winter 6000 lx 5℃ 2 m/s
    Condition 5: autumn evening 800 lx 23℃ 3 m/s
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    表  2  非理想环境条件下测温图谱

    Table  2.   Thermal images under non-ideal environmental conditions

    Environmental conditions Spectrum of CVT Spectrum of arrester
    Condition 1
    Condition 2
    Condition 3
    Condition 4
    Condition 5
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    表  3  非理想环境条件下测试数据

    Table  3.   Test data under non-ideal environmental conditions

    Condi-
    tions
    CVT Arrester
    τ/K τ0′/K Diagnostic results τ/K τ0′/K Diagnostic results
    Condi-
    tion 1
    0.22 2.21 Flawed 0.03 0.65 Flawed
    Condi-
    tion 2
    2.23 2.41 Flawed 0.66 0.71 Flawed
    Condi-
    tion 3
    0.86 2.28 Flawed 0.21 0.67 Flawed
    Condi-
    tion 4
    0.95 2.32 Flawed 0.35 0.67 Flawed
    Condi-
    tion 5
    1.84 2.36 Flawed 0.52 0.68 Flawed
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-02
  • 修回日期:  2022-05-11
  • 刊出日期:  2023-03-20

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