淺談紅外熱成像技術在變電設備中的運用

何志宏

摘 要：紅外熱成像檢測技術是利用紅外熱像儀將物體的熱輻射以掃描成像的方式進行遠距離實時在線診斷。在電力系統中，電力設備故障絕大多數都以局部或整體過熱或溫度分布異常為征兆，通過運用紅外熱像儀檢測電力設備運行中發射的紅外輻射能量，就可以獲得電力設備表面的溫度分布狀態及其包含的設備運行狀態信息，分析處理這些信息，就能夠對設備中潛伏的故障或事故隱患屬性、具體位置和嚴重程度作出定量判斷。

關鍵詞：紅外熱成像;變電設備;測溫技術

1.引言

美國德克薩斯儀器公司（TI）在1964年蔭次研制成功第一代的熱紅外成像裝置，對目標的熱輻射進行圖像分解掃描，然后應用光電探測器進行光一電轉換;最后形成熱成象視頻信號，并在熒屏上駐示，紅外熱成像系統至今仍是軍用飛機、艦船和坦克上的透要裝置。紅外熱成像檢測技術是利用紅外熱像儀將物體的熱輻射以掃描成像的方式進行遠距離實時在線診斷。在電力系統中，電力設備故障絕大多數都以局部或整體過熱或溫度分布異常為征兆，通過運用紅外熱像儀檢測電力設備運行中發射的紅外輻射能量，就可以獲得電力設備表面的溫度分布狀態及其包含的設備運行狀態信息.目前，變電站需要每月開展一次全面測溫及一次普測，以便及時發現設備發熱的缺陷并及時處理，確保設備和電網的安全穩定運行。隨著紅外熱成像技術的普及和應用，對原有設備測溫方式進行探索，并逐步進行改進。

2.紅外熱成像儀優點

紅外熱成像儀與紅外線點溫儀相比有以下優點：

一是操作簡單、攜帶方便、測溫精度高、測量結果不受測量環境中電磁場的干擾;

二是圖像清晰、穩定、具有較高的溫度分辨率和空間分辨率，測量精度和測溫范圍滿足現場測試要求;

三是能夠直觀反饋出受測設備的溫度分布情況，紅外圖象能夠進行存儲和導出，便于進行進一步分析和判斷。

紅外熱成像儀以其眾多優點迅速取代紅外線點溫儀成為變電站設備測溫的主要工具，紅外線點溫儀作為補充。

3.變電設備紅外測溫的不足

測溫工作仍然使用原先的全面測溫和普測的表格。每月的全面測溫工作開展時，對每個間隔的設備進行紅外成像，并記錄該間隔所有測溫點的最高溫度。

一是紅外熱成像儀能夠對一個測溫區域的最高溫度進行自動尋找和測量，并在液晶屏中顯示出來，因此，在設備接點測溫中就能夠很方便的查找到最高溫度點，可以保存下來作為檢修部發熱缺陷處理的重要參考。

二是紅外熱成像儀能夠將成像區域中的所有物體的溫度按照色標進行顯示，能夠從紅外圖象中根據色標的差異直觀看出溫差，能夠明確發熱點的溫升，便于進行類似位置不同相別之間的溫度比對。

三是使用紅外熱成像儀后能夠對設備的紅外圖片進行記錄，而全面測溫表格往往需要打印50-100頁，攜帶不便，填寫不便，依舊使用原始的紙質測溫記錄的方式將造成運行人員很大的工作負擔。特別是運維操作站成立后，一個運維操作站管轄數個甚至數十個無人值班變電站，再使用原來的紙質記錄模式不再適應新的運行模式的需要。

四是使用紙質記錄時存在不同程度的根據區域最高溫度編造各點溫度的情況，甚至存在未到現場測溫編造數據的情況，達不到進行全面測溫的目的。

五是執行過程中發現運行人員進行紅外圖片存檔時的留檔圖片的選擇方式各不相同，存在同一變電站有的運行人員保存了500張圖片，而有的保存200張圖片的情況，也存在存檔時沒有將最高溫度圖片保存的情況。

六是測溫中對于同一設備，在不同方向和角度進行紅外成像可能會有差異。如隔離開關的柱頭與引流線連接處線夾發熱，但若在柱頭靠動觸頭側進行測量將由于柱頭的遮擋而無法發現發熱點。

4.改進措施

一是改變使用紙質記錄的記錄方式，利用紅外熱成像儀的圖片存檔功能進行改進。

二是人員測溫后到現場進行抽查，對于發現的發熱點對照測溫記錄進行比對、考核。

三是檢測時以陰天、多云氣候為宜、晴天要避開陽光直接照射或反射入鏡，無霧。在室內檢測避開燈光的直射，某些設備應避開人體熱源的紅外反射，室內最好閉燈檢測。

四是對站內每個間隔設備的斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、阻波器、耦合電容器、支持瓷瓶、引流線、端子箱進行紅外熱成像測溫，并按照間隔順序保存圖像，以錄音形式對設備名稱進行區分和明確。GIS設備應對進出線接頭、引流線、支持瓷瓶、匯控柜進行測溫。封閉式高壓開關柜應對柜體進行測溫。

五是購置有紅外與可見光結合的熱成像儀，并配置廣角鏡頭，在圖象留檔時能夠根據所測設備上下方或周邊的設備標識，通過可見光圖片直觀確定所測設備。運維站制定適合每個變電站的測溫順序，如：確定間隔順序進行測溫，先拍攝本間隔斷路器的設備標示作為起始圖片，然后測試斷路器、隔離開關，隔離開關的編排順序可以從母線側至線路側，然后是電流互感器、電壓互感器等，最后以下一間隔斷路器作為本間隔的終止。由于熱成像儀圖片是按順序編號，在查找定位時可以節省工作量。

參考文獻

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[2] 李磊.網絡通信中的數據信息安全保障技術分析[J].網絡安全技術與應用，2019