紅外成像技術在電力設備狀態檢測中的實踐

福建和盛高科技產業有限公司 張少涵

紅外成像技術在電力設備狀態檢測中的實踐

福建和盛高科技產業有限公司 張少涵

電力設備狀態檢測是電力設備管理中的重要內容，主要是通過各種檢測方法盡早發現電力設備故障的早期表現，并準確判斷電力設備故障部位以及情節嚴重程度，從而確定設備檢修方法。這一工作對于設備檢測技術提出了較高的妖氣。紅外成像技術作為一種新興技術，在電力設備運維工作中具有重要作用，該技術主要是以設備熱量情況作為依據對狀態運行狀況進行判斷，具有不停電、不接觸、遠程控制、高效快捷的優勢。因此，文章主要針對紅外成像技術在電力設備狀態檢測中的應用展開分析。

紅外成像技術；電力設備；狀態檢測；應用效果

紅外成像技術是電力設備在線檢測系統中常用的一種技術，其能夠實現電力設備故障早期表現的發現與診斷，從而采取有效的處理措施，避免電力設備由于過熱引起的設備故障[1]。通過大量實踐證實紅外成像技術在于電力設備狀態檢測中具有較好的應用價值，能夠保障電力系統的正常運行，提高電力企業的經濟效益，避免供電故障的出現。

一、紅外成像技術

紅外成像技術主要是將被測設備的輻射轉變為數值形式來反映物體紅外輻射的大小。由于電能的測量較為便捷和精確，因此一般是采用將被測物體的紅外輻射能轉化為電能進行檢測[2]。目前電力設備檢測中使用的紅外成像設備主要包括紅外測溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等設備，其中又以紅外熱像儀在電力設備實際檢測中應用范圍最為廣闊。

紅外成像技術與其他電力設備故障診斷方法相比具有以下優點：①能夠實現在線檢測，無需接觸設備、采樣、解體設備、停運設備，儀器使用方法簡單；②檢測時間短、效率高，檢測一個大型變電站僅需要花費數個小時；③能夠直觀的觀察到故障所在部位以及故障嚴重程度[3]；④可應用于多種不同類型的電力設備中，適用范圍廣；⑤檢測結果的準確率高，提高電力設備狀態檢測的準確性，從而提升電力系統運行的穩定性。

二、紅外成像技術應用于電力設備狀態檢測中的注意事項

在實際檢測過程中，為了能夠保障紅外成像技術檢測結果的準確性與真實性，應當重點考慮以下幾方面問題：①氣候狀況：在溫度較高的情況下，或是在強風、下雨或是大霧天氣，是無法準確的到設備溫度狀況，因此可以考慮在多云、氣溫穩定的時候進行檢測；②測量時間：在同一氣候情況下，清晨與傍晚相比，設備溫度均比中午更加平穩，因此可以在早晨或傍晚進行檢測[4]。但是對于通電電流較大引發的設備過熱問題，應當根據相應的情況，權衡氣候狀況以及通電參數來選擇相應的測量時間；③測量位置：測量位置應當選擇距離過往測量部位或鄰近部位。若為首次檢測，應當選擇能夠覆蓋設備大范圍的位置，之后的檢測則需要選擇同一位置；④判斷方法：通常都采用對比分析法，例如暴露在空氣中的斷路器，通常是以周圍溫度、通電電流以及設備溫度作為依據，可做縱向、橫向的比較。對于絕緣設備來講，處于設備結構上的思考，主要測量部位是各結構以及進出線的連接情況，紅外成像技術能夠顯示異常升溫、溫差以及相對溫差等方面。在判斷時應女大該考慮到設備測量時以及前3h的通電電流變化狀況；⑤檢測周期：紅外檢測周期通常包括定期檢測與日常檢測兩種；定期檢測主要是通過有計劃、有組織的、全面的檢測，對電力設備中的異常情況進行檢測[5]。日常檢測主要是對檢查中發現的異常部位進行詳細監測計劃，直到異常消除后才算結束，并且需要對設備修理前后的運行狀況進行檢測，從而保障檢查的科學性與有效性。

三、紅外成像技術在電力設備狀態檢測中的應用與價值

1995年美國FSI公司研發了第一代紅外熱像儀，其能夠實現對目標設備的攝像，從而將采集到的信息傳輸到PC卡中，各種參數能夠通過計算機實現修改和計算。紅外成像技術在工業發達國家中得到了大力的推廣。早在上個世紀九十年代的國際大電網會議中就對紅外成像技術給予了較高的評價與肯定。紅外成像技術在電力設備檢測、維修與養護工作中具有重要作用，能夠有效避免電力設備出現突發故障。根據筆者的工作經驗分析，電力設備故障在出現前都會有一些先兆現象[6]。電器元件在出現松動、破裂、銹蝕等跡象后，導致電阻升高，從而造成電氣元件的溫度提升，出現異常高溫現象。使用紅外成像儀能夠直接觀察到這些異常高溫區域，從而觀察到安全隱患的所在之處。目前熱像儀在配電網絡檢查中主要觀察對象是發電機組裝置、輸電線路接頭、絕緣部位、變電站設備、變電器線圈以及、轉換開關、電路分配中心、控制臺等部位。在運維一體化管理的推動下，利用紅外熱像儀檢測變電站，能夠盡早發現安全隱患或故障，有助于保障配電網絡的穩定性。在無人變電站，可以通過安裝紅外熱成像監視探頭對重點設備進行監控，并通過通信網絡將熱像圖以及采集數據傳輸給管理中心，這也是現代無人變電站發展的主流方向。紅外熱成像監視器能夠加入變電站在線監測系統、數字監控系統以及防火防盜系統中，能夠通過對設備溫度的實施采集與分析，避免重大事故的出現。在應用紅外成像技術時，應當先對所有檢測設備進行全面掃描，然后找出異常發熱部位，對異常部位以及重要設備進行進一步檢測，提取熱譜圖并使用相應的分析軟件進行分析，確定故障的原因與性質，并得出處理建議，上傳檢測報告以及異常熱譜圖。

但是紅外線的穿透能力也存在一定的不足，在一些封閉性較高的電力設備中的應用價值不高，例如GIS、開關柜、封閉母線等設備中無法獲取完整的熱譜圖；且對于放置于電纜溝中的電纜也無法進行全面的診斷。若要實現對上述設備的良好診斷，就需要從檢測技術以及電力設備兩方面進行改進，對于全封閉的電力設備應當假裝紅外窗口，從而實現光及紅外線的穿透，主要安裝在金屬外殼上，從而便于紅外線檢測。對于隱藏在精電纜溝中的電纜，可以通過紅外光纖實現，利用紅外光纖傳像束與檢測設備相連，實現對電纜溝中電纜的實時監測。

四、結束語

電力設備狀態檢測是電力設備管理中的重要內容，主要是通過各種檢測方法盡早發現電力設備故障的早期表現，并準確判斷電力設備故障部位以及情節嚴重程度，從而確定設備檢修方法。紅外成像技術能夠直接發現設備外部中存在的接觸不良的問題，利用紅外熱像圖譜能夠及時發現設備內部存在的熱故障，從而為設備檢修提供科學依據，且該技術具有操作簡單、檢測速率快、工作效率高的優勢，這對電力設備狀態檢測來說具有積極意義。

[1]郭培恒,袁亞忠,李睿等．一種基于電平調節的紅外成像檢測方法研究與應用[J]．電工文摘,2016,23(21):10-13．

[2]陳鈺．紅外成像測溫技術在電力設備狀態檢測中的應用[J]．數字通信世界,2016,23(12):178-178．

[3]張國燦,蘇東青,葉玉云等．紅外成像技術在電力設備狀態檢測中的應用[J]．電工技術,2014,23(12):48-49．

[4]陳宇．變電設備紅外成像實際應用與缺陷診斷[J]．城市建設理論研究(電子版),2015,23(33):50-52．

[5]崔明,付亞波,王朔等．紅外成像法檢測電氣設備本體的溫度升高[J]．吉林電力,2014,37(6):38-40．

[6]吳啟衛．紅外成像技術檢測電力設備熱故障的應用研究[J]．產業與科技論壇,2015,23(10):51-52．