關(guān)于變電運(yùn)行工作中紅外成像檢測技術(shù)的應(yīng)用探討

謝伊霖（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西南寧530000）

關(guān)于變電運(yùn)行工作中紅外成像檢測技術(shù)的應(yīng)用探討

謝伊霖（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西南寧530000）

在電力企業(yè)中，變電設(shè)備對于輸送電壓的調(diào)節(jié)有著至關(guān)重要的作用，對整個電網(wǎng)也有決定性的作用，所以做好變電設(shè)備的巡視工作有助于提早發(fā)現(xiàn)問題提前預(yù)防的功效。本文分析了當(dāng)前我國變電設(shè)備運(yùn)行過程中紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對變電設(shè)備管理工作中運(yùn)用紅外線檢測技術(shù)的方法進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上指出紅外成像檢測技術(shù)在變電運(yùn)行過程中應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)對變電站工作人員進(jìn)行排班管理，加強(qiáng)變電站工作人員對溫度缺陷的認(rèn)識，希冀對相關(guān)人員有所裨益。

變電運(yùn)行；紅外成像

前言

為了保障變電設(shè)備的正常運(yùn)行，我國各地區(qū)的管理變電設(shè)備的工作人員都要進(jìn)行對變電設(shè)備進(jìn)行巡視以便提早發(fā)現(xiàn)問題早預(yù)防避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，工作人員的巡視工作大多是表面上的看、摸、聽等動作巡視，主要是用眼睛看，但是對于人的肉眼來說好多細(xì)微的問題用眼是觀察不到的，對于設(shè)備產(chǎn)熱可以用手去摸，但是電力設(shè)備有些是導(dǎo)電的，對于人工觸摸是非常危險(xiǎn)的，通過設(shè)備發(fā)出的聲音用耳朵去聽，多數(shù)情況下是不能有什么發(fā)現(xiàn)的，除非有非常大的不正常聲音才會引起巡視工作人員的注意，如果真到了那個地步，那說明這個變電設(shè)備已經(jīng)存在很大的故障了，對于這些只用人的感覺器官觀察的故障對于及時(shí)解決變電設(shè)備出現(xiàn)的故障不能及時(shí)采取措施，由于設(shè)備的缺陷會對供電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的威脅，所以要對變電設(shè)備實(shí)行高科技的巡視技術(shù)的應(yīng)用，本文就主要針對紅外成像技術(shù)在變電設(shè)備巡視中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 紅外熱成像技術(shù)

紅外熱成像是借助光電設(shè)備，通過非接觸形式，將人類視覺不可分辨的輻射能量信號轉(zhuǎn)換成人類視覺可以分辨的圖像信號的一門技術(shù)。紅外熱成像常用于檢測系統(tǒng)中，這項(xiàng)技術(shù)突破了人類感官觸覺和視覺的局限，促進(jìn)了多個領(lǐng)域檢測水平的提升。

1.1 紅外熱成像原理

人類的感官視覺可分辨光波波長范圍為0.38～0.78μm，人類感官視覺不可分辨的波長范圍為0.78～1000μm，這一波長范圍稱之為電磁波，又稱為紅外線、紅外輻射。自然界中任何溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體，在其構(gòu)成自身分子和原子的運(yùn)動下，均不停地向外輻射出一定波長的紅外線，并產(chǎn)生輻射能量（紅外熱能），物體輻射出的紅外線以及產(chǎn)生的紅外熱能未能為人類視覺和觸覺感知，但可以借助一定光電探測設(shè)備可以探測出，并將檢測到的信號轉(zhuǎn)換成圖像視頻信號形成圖像，測出該物體溫度與溫度場分布，從而判斷該物的運(yùn)行狀態(tài)。即根據(jù)物體溫度發(fā)生的微小變化，診斷其存在故障或缺陷的情況，或預(yù)測其可能性。根據(jù)紅外熱成像這一原理，借助智能機(jī)器人這一載體，將二者有機(jī)結(jié)合，定制紅外熱成像巡檢智能機(jī)器人，則可實(shí)現(xiàn)變電站等電力設(shè)備的安全巡檢，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障隱患早發(fā)現(xiàn)早處理，為電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測提供了科學(xué)和安全保障。

1.2 紅外熱成像檢測技術(shù)優(yōu)勢

1.2.1 應(yīng)用廣泛

紅外熱成像檢測設(shè)備在各大領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其原因在于：紅外熱成像檢測設(shè)備采用光電信號轉(zhuǎn)換技術(shù)，將不可見的紅外輻射轉(zhuǎn)換為可見圖像信號，故而，其不因周圍光照等條件的變化而受影響，可以對目標(biāo)物體實(shí)行晝夜檢測，甚至在霧霾、暴雨、大風(fēng)等惡劣環(huán)境下仍然提供準(zhǔn)確地檢測。

1.2.2 靈敏度高

采用紅外熱成像檢測技術(shù)對電力設(shè)備進(jìn)行檢測，其靈敏度很高，在基礎(chǔ)室溫在30℃溫度時(shí)，用一臺普通的紅外熱成像檢測儀進(jìn)行檢測電力設(shè)備系統(tǒng)，其靈敏精確度可達(dá)0.12～ 0.02℃。即普通紅外熱成像檢測儀即可分辨出被檢測的電力設(shè)備零點(diǎn)幾度的溫差，根據(jù)檢測到的溫差，通過數(shù)據(jù)推演，則可診斷出被檢測的電力設(shè)備溫度場的微小變化，為精準(zhǔn)診斷電力設(shè)備故障點(diǎn)和預(yù)測電力設(shè)備故障隱患提供有力的技術(shù)支撐。紅外熱像儀應(yīng)用的范圍隨著人們對其認(rèn)識的加深而愈來愈廣泛：用紅外熱像儀可以十分快捷，探測電氣設(shè)備的不良接觸，以及過熱的機(jī)械部件，以免引起嚴(yán)重短路和火災(zāi)。對于所有可以直接看見的設(shè)備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況，來發(fā)現(xiàn)其熱隱患，這種情況對傳統(tǒng)的方法來說，除了解體檢查和清潔接頭外，是沒有其它的辦法。斷路器、導(dǎo)體、母線及其它部件的運(yùn)行測試，紅外熱成像產(chǎn)品是無法取代的。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測到回路過載或三相負(fù)載的不平衡。

1.2.3 高效可靠

由于紅外熱成像檢測設(shè)備捕捉的是紅外輻射信號，即紅外熱成像檢測設(shè)備捕捉光波信號，因而不受電磁干擾，即使是在強(qiáng)電磁場的環(huán)境下（如輸變電站、高壓線網(wǎng)）工作，紅外熱成像儀檢測設(shè)備并未受到任何影響，性能仍然很優(yōu)越且穩(wěn)定可靠。目前應(yīng)用于電力設(shè)備上的紅外熱成像檢測技術(shù)均采用先進(jìn)的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的抗干擾性能，且能同時(shí)跟蹤多個檢測目標(biāo)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離精確檢測目標(biāo)和跟蹤目標(biāo)，大大提高了工作效率。

1.2.4 安全直觀

紅外熱成像檢測借助光電探測設(shè)備，通過獲取被檢測物表面熱輻射的紅外能信號實(shí)現(xiàn)檢測，因此，可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺操控設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)檢測，實(shí)現(xiàn)非接觸式即時(shí)檢測，負(fù)電狀態(tài)下的電力設(shè)備均可用紅外熱成像儀檢測。

2 遠(yuǎn)紅外熱成像檢測技術(shù)在電力工業(yè)中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用范圍

電力工業(yè)是一個龐雜的系統(tǒng)，電網(wǎng)縱橫交錯，變電站星羅棋布，電力設(shè)備及其組成元件多，分布地域廣，功能特性雜，其故障發(fā)生和故障隱患情況與緣由差異大，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，電力設(shè)備內(nèi)外接觸不良、絕緣體受潮劣化等是其電力系統(tǒng)故障產(chǎn)生的最主要因素。電力設(shè)備故障則可產(chǎn)生溫度變化，而溫度變化則可通過紅外熱成像檢測設(shè)備得知。目前，紅外熱成像檢測在電力工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用較為普遍，范圍也較為廣泛，通常包括：變壓器、避雷器、電容器、高壓線路等。

2.2 應(yīng)用效果

由于紅外熱成像檢測克服了光源要求和電磁干擾，可以在黑夜甚至完全黑暗無光的環(huán)境下進(jìn)行，且檢測的范圍大、距離遠(yuǎn)。因此，遠(yuǎn)紅外熱成像檢測設(shè)備可以為所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng)，包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器、以及所有的配電線、電動機(jī)、變壓器等。利用紅外熱成像檢測，可以發(fā)現(xiàn)潛在故障和隱患，不僅提高了檢測效果，有效防止故障隱患發(fā)生，也大大降低了人工檢測的不安全因素。

3 加強(qiáng)紅外線成像技術(shù)在變電設(shè)備巡視中的應(yīng)用管理

（1）對變電站工作人員進(jìn)行排班管理，輪班工作，以實(shí)行變電站24h紅外線成像技術(shù)反饋故障信號的接收管理制度，及時(shí)根據(jù)紅外線檢測設(shè)備反應(yīng)的故障信號采取相對應(yīng)的預(yù)防措施，同時(shí)將出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行記錄歸檔，以便后續(xù)工作人員對故障部位的分析，也給技術(shù)人員提供了設(shè)備改進(jìn)目標(biāo)的數(shù)據(jù)。而且對于紅外線成像這種高科技，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，還可以引進(jìn)紅外遙感測溫技術(shù)，開啟遠(yuǎn)程監(jiān)測管理，這樣工作人員不在現(xiàn)場也可以有效的接收紅外線成像設(shè)備反饋的信號，使變電設(shè)備的巡視工作更自動科學(xué)性。

（2）加強(qiáng)變電站工作人員對溫度缺陷的認(rèn)識，以降低變電設(shè)備的故障率。技術(shù)人員將溫度缺陷的重要性應(yīng)該普及給變電工作人員，提高變電站工作人員對溫度缺陷的重視，也提高工作人員對溫度缺陷引起變電設(shè)備故障的分析和判斷能力，使他們能夠準(zhǔn)確地處理溫度缺陷引起的設(shè)備故障問題。而且對于能夠準(zhǔn)確地分析溫度缺陷的原因，在紅外線成像技術(shù)的基礎(chǔ)上還可以聯(lián)合紅外線測溫技術(shù)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將收集到的溫度數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行更細(xì)微的分析，有效的找到溫度變化的原因，以便采取更有效的預(yù)防措施。

（3）加強(qiáng)對變電站工作人員新技術(shù)相關(guān)工作原理和理論知識的培訓(xùn)，是變電站工作人員熟悉新技術(shù)的工作原理，方便工作人員對設(shè)備故障的分析，以判斷設(shè)備中故障發(fā)生的精確部位，為修理人員節(jié)省檢查的時(shí)間，降低故障發(fā)生的概率，使設(shè)備更快的進(jìn)入到正常工作的范圍內(nèi)，降低經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)論

通過以上對紅外成像技術(shù)的工作原理、紅外成像技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀以及技術(shù)應(yīng)用中的改進(jìn)的闡述可知，紅外成像技術(shù)主要是通過感應(yīng)變電設(shè)備的產(chǎn)熱溫度來工作，可以有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備某一處的故障，能夠精確地進(jìn)行仿真成型，顯示出來告訴技術(shù)人員采取措施，防止變電設(shè)備出現(xiàn)故障，有效的提高了變電設(shè)備的工作效率，減少了因變電設(shè)備因故障引起的一系列不必要的經(jīng)濟(jì)損失，而且比傳統(tǒng)的變電設(shè)備監(jiān)測設(shè)施更能準(zhǔn)確的預(yù)測發(fā)生故障的位置。通過引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備、加強(qiáng)對電壓制熱型缺陷的重視、建立健全的檢測規(guī)范制度以及提高操作人員的技能，來有效地保障變電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高電力系統(tǒng)的工作效率。

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2095-2066（2016）33-0044-02

2016-10-31