淺談變電設(shè)備運行維護中紅外線診斷技術(shù)的應(yīng)用

劉強 王冰

摘要：隨著經(jīng)濟和科技水平的快速發(fā)展，伴隨著國家經(jīng)濟水平的持續(xù)提升，我國的用電量也在不斷的提升。對以往數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，我國當(dāng)前用電量提升的幅度在15%左右。持續(xù)提升的用電量需要有輸變電設(shè)備為其提供可靠穩(wěn)定的運行保障。一旦輸變電設(shè)備發(fā)生故障，則會影響用戶的正常用電。當(dāng)前輸變電設(shè)備產(chǎn)生問題大部分都是因為設(shè)計上存在缺陷和線路出現(xiàn)老化等，在故障出現(xiàn)之后，如果仍然使用傳統(tǒng)的方式，經(jīng)常需要對其進行持續(xù)的排查，這種情況將導(dǎo)致供電被迫中斷，產(chǎn)生財產(chǎn)損失十分巨大。近幾年，伴隨著科技的持續(xù)發(fā)展，紅外診斷技術(shù)開始被應(yīng)用到對輸變電設(shè)備問題的診斷中，基于此，本文對其相關(guān)內(nèi)容進行分析和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：紅外診斷技術(shù);電力系統(tǒng);診斷技術(shù)

引言

電力是維持人們生產(chǎn)、生活的基礎(chǔ)能源，一旦電力運行出現(xiàn)故障，將會對個人、乃至國家都造成極大的影響。電力供應(yīng)過程中，離不開各種電力設(shè)備的參與，如變壓器、配電器、輸電電路等，因此對電力設(shè)備運行風(fēng)險進行定期檢測與診斷是必不可少的工作。對于電力設(shè)備運行風(fēng)險檢測方法有很多，包括振動法、聲學(xué)法、沖擊能量與沖擊脈沖測定法、紅外檢測方法等。其中紅外檢測方法是較為常用的手段，而采用這一手段的原因在于電力設(shè)備故障的發(fā)生常伴隨著發(fā)熱、升溫現(xiàn)象。電力設(shè)備中充斥了各種導(dǎo)線和連接件，長期暴露在外界環(huán)境中，受到各種因素的侵蝕作用以及設(shè)計、施工上的問題，從而影響設(shè)備老化、損壞以及接觸不良，而這些故障的出現(xiàn)，會導(dǎo)致電力設(shè)備損耗增大、漏電流增大、接觸電阻增大等，這些問題都會相繼引發(fā)局部發(fā)熱，故障點溫度升高。

1紅外熱像技術(shù)概況

紅外熱像技術(shù)就是利用紅外輻射原理，通過測取目標(biāo)物體表面及背景的紅外輻射能，將被測物體表面的溫度分布轉(zhuǎn)換為形象直觀的熱圖像（灰度圖或彩色圖）。目前，用于電力系統(tǒng)紅外檢測的儀器有四類：紅外測溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀、紅外行掃儀。其中，紅外熱像儀應(yīng)用最為廣泛。紅外熱像儀是紅外技術(shù)發(fā)展的主要標(biāo)志，基本結(jié)構(gòu)由光學(xué)系統(tǒng)、掃描機構(gòu)、紅外探測器、前置放大器、視頻信號預(yù)處理電路、顯示記錄系統(tǒng)和外圍輔助裝置等組成。它的核心器件是紅外探測器，可分為單元探測器、多元探測器和帶有內(nèi)處理功能的探測器。

2紅外診斷技術(shù)具備的特點

紅外診斷技術(shù)出現(xiàn)的時間相對較晚，但是這種檢測方式已經(jīng)獲得了比較廣泛的應(yīng)用。通過對紅外診斷技術(shù)的分析可以看出其自身的優(yōu)勢主要包含以下幾種：（1）非接觸性。紅外診斷技術(shù)本身配備了便于攜帶的紅外線傳感器，這一傳感器可以快速的獲取輸變電設(shè)備的紅外輻射，并且紅外線傳感器最遠可以測試50米內(nèi)的紅外輻射，在實際進行測量的過程中維護人員和輸變電設(shè)備并不需要直接的接觸，同時也不需要使用傳統(tǒng)的方式去將輸變電設(shè)備整體拆分才能夠?qū)ふ业焦收宵c。非接觸的的特質(zhì)讓維護人員自身的安全得到了保障，并且也能夠減少拆分，從而能夠快速的完成輸變電設(shè)備的維修以及日常的檢查。（2）具有強大的直觀性。紅外診斷技術(shù)其主要的原理是將傳感器通過測量得到的紅外線輻射信號傳輸?shù)接嬎銠C中然后將其轉(zhuǎn)變成為一種比較直觀的圖形，并且在圖形中可以直接顯示不同地方的溫度，并最終確認故障點的位置，紅外診斷技術(shù)的直觀性強除了能夠提高檢測效率之外，因為其不需要直接接觸設(shè)備就能夠得到測量結(jié)果，所以在測量上的難度和所需要的工作量上都有不同程度的降低。

3變電站設(shè)備紅外診斷的策略

3.1電力設(shè)備紅外圖像采集

電力設(shè)備紅外圖像采集是進行故障風(fēng)險診斷的首要步驟，其用到的設(shè)備為紅外熱像儀。紅外熱像儀主要分為兩個單元，即探測單元和控制單元，前者主要拍攝和轉(zhuǎn)換，后者主要負責(zé)信號處理分析。其基本過程如下：首先輻射信號通過光學(xué)系統(tǒng)（垂直掃描鏡、水平掃描鏡以及鏡頭）投射到紅外探測器上，紅外探測器的主要作用是將入射的紅外輻射信號轉(zhuǎn)變成電信號，是整個紅外熱像儀的核心部件。轉(zhuǎn)換過來的電信號中部分信號較弱需進行放大處理，且部分信號會存在噪聲，需進行去噪濾波提高圖像質(zhì)量。最后將處理好的電信號通過顯示器顯示出來，并用于后續(xù)風(fēng)險診斷。

3.2相對溫差判斷法

這種方法主要被用于電流制熱型的設(shè)備，尤其是一些小負荷的設(shè)備，可以更好地減少漏判問題。這種方法主要是為了減少在電流較小，環(huán)境溫度較低的情況下產(chǎn)生的誤判。在這種情況下，變電設(shè)備的溫度并沒有超過國家的相關(guān)標(biāo)準，但是這些設(shè)備往往會出現(xiàn)一些故障。為了避免這一情況的出現(xiàn)，就需要利用相對溫差判斷法。這種方法主要是利用設(shè)備狀態(tài)基本相同的兩個對應(yīng)測點之間的溫差與其中較熱測點的溫升的比值進行判斷。

3.3變電站設(shè)備紅外診斷注意事項

（1）變電站進行紅外診斷，首先要求在視野相對開闊的區(qū)域去完成拍攝，這種方式能夠檢測出設(shè)備存在發(fā)熱點的具體位置，通過這樣的方式能夠快速的得出發(fā)熱點，并且還能夠有效的預(yù)防出現(xiàn)的遺漏問題。（2）使用針對多個設(shè)備檢測獲得的圖譜去對出現(xiàn)故障的點進行分析，針對當(dāng)前設(shè)備可能出現(xiàn)的問題給予精準的判斷，能夠把缺陷部位紅外熱像快速準確的展現(xiàn)給檢修人員，完成檢修工作。另外在檢修完成后，再進行一次紅外診斷，能夠保證設(shè)備檢測的質(zhì)量。（3）提升紅外檢測的效率。在現(xiàn)場需要把外部環(huán)境對于紅外熱像儀帶來的干擾給予排除，諸如陽光和燈光產(chǎn)生的干擾等。

4結(jié)語

紅外檢測技術(shù)進行研究。通過該研究證明了本文方法的有效性，但是受時間和精力的限制仍存在一些缺陷，即沒有與其他診斷方法進行對比研究，因此本文方法的診斷精度沒有得到檢驗，在未來的研究中有待進一步分析和探討。針對紅外輻射量出現(xiàn)異常的設(shè)備采取有針對性的、適當(dāng)?shù)臋z查。除此之外紅外診斷技術(shù)還可以十分精確的完成設(shè)備故障的定位。本文針對紅外檢測技術(shù)在我國的使用進行了相關(guān)的分析與總結(jié)，希望能夠在未來研究工作中，對于紅外診斷技術(shù)給予持續(xù)的開發(fā)，使其可以應(yīng)用的范圍不斷的提升。

參考文獻

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