关于变电运行工作中红外成像检测技术的应用探讨

谢伊霖（广西电网有限责任公司南宁供电局，广西南宁530000）

关于变电运行工作中红外成像检测技术的应用探讨

谢伊霖（广西电网有限责任公司南宁供电局，广西南宁530000）

在电力企业中，变电设备对于输送电压的调节有着至关重要的作用，对整个电网也有决定性的作用，所以做好变电设备的巡视工作有助于提早发现问题提前预防的功效。本文分析了当前我国变电设备运行过程中红外检测技术的应用现状，并对变电设备管理工作中运用红外线检测技术的方法进行了研究，并在此基础上指出红外成像检测技术在变电运行过程中应用时，应当对变电站工作人员进行排班管理，加强变电站工作人员对温度缺陷的认识，希冀对相关人员有所裨益。

变电运行；红外成像

前言

为了保障变电设备的正常运行，我国各地区的管理变电设备的工作人员都要进行对变电设备进行巡视以便提早发现问题早预防避免不必要的经济损失，工作人员的巡视工作大多是表面上的看、摸、听等动作巡视，主要是用眼睛看，但是对于人的肉眼来说好多细微的问题用眼是观察不到的，对于设备产热可以用手去摸，但是电力设备有些是导电的，对于人工触摸是非常危险的，通过设备发出的声音用耳朵去听，多数情况下是不能有什么发现的，除非有非常大的不正常声音才会引起巡视工作人员的注意，如果真到了那个地步，那说明这个变电设备已经存在很大的故障了，对于这些只用人的感觉器官观察的故障对于及时解决变电设备出现的故障不能及时采取措施，由于设备的缺陷会对供电系统造成严重的威胁，所以要对变电设备实行高科技的巡视技术的应用，本文就主要针对红外成像技术在变电设备巡视中的应用进行阐述。

1 红外热成像技术

红外热成像是借助光电设备，通过非接触形式，将人类视觉不可分辨的辐射能量信号转换成人类视觉可以分辨的图像信号的一门技术。红外热成像常用于检测系统中，这项技术突破了人类感官触觉和视觉的局限，促进了多个领域检测水平的提升。

1.1 红外热成像原理

人类的感官视觉可分辨光波波长范围为0.38～0.78μm，人类感官视觉不可分辨的波长范围为0.78～1000μm，这一波长范围称之为电磁波，又称为红外线、红外辐射。自然界中任何温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体，在其构成自身分子和原子的运动下，均不停地向外辐射出一定波长的红外线，并产生辐射能量（红外热能），物体辐射出的红外线以及产生的红外热能未能为人类视觉和触觉感知，但可以借助一定光电探测设备可以探测出，并将检测到的信号转换成图像视频信号形成图像，测出该物体温度与温度场分布，从而判断该物的运行状态。即根据物体温度发生的微小变化，诊断其存在故障或缺陷的情况，或预测其可能性。根据红外热成像这一原理，借助智能机器人这一载体，将二者有机结合，定制红外热成像巡检智能机器人，则可实现变电站等电力设备的安全巡检，实现电网故障隐患早发现早处理，为电力设备运行状态检测提供了科学和安全保障。

1.2 红外热成像检测技术优势

1.2.1 应用广泛

红外热成像检测设备在各大领域广泛应用，其原因在于：红外热成像检测设备采用光电信号转换技术，将不可见的红外辐射转换为可见图像信号，故而，其不因周围光照等条件的变化而受影响，可以对目标物体实行昼夜检测，甚至在雾霾、暴雨、大风等恶劣环境下仍然提供准确地检测。

1.2.2 灵敏度高

采用红外热成像检测技术对电力设备进行检测，其灵敏度很高，在基础室温在30℃温度时，用一台普通的红外热成像检测仪进行检测电力设备系统，其灵敏精确度可达0.12～ 0.02℃。即普通红外热成像检测仪即可分辨出被检测的电力设备零点几度的温差，根据检测到的温差，通过数据推演，则可诊断出被检测的电力设备温度场的微小变化，为精准诊断电力设备故障点和预测电力设备故障隐患提供有力的技术支撑。红外热像仪应用的范围随着人们对其认识的加深而愈来愈广泛：用红外热像仪可以十分快捷，探测电气设备的不良接触，以及过热的机械部件，以免引起严重短路和火灾。对于所有可以直接看见的设备，红外热成像产品都能够确定所有连接点的热隐患。对于那些由于屏蔽而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现其热隐患，这种情况对传统的方法来说，除了解体检查和清洁接头外，是没有其它的办法。断路器、导体、母线及其它部件的运行测试，红外热成像产品是无法取代的。然而红外热成像产品可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。

1.2.3 高效可靠

由于红外热成像检测设备捕捉的是红外辐射信号，即红外热成像检测设备捕捉光波信号，因而不受电磁干扰，即使是在强电磁场的环境下（如输变电站、高压线网）工作，红外热成像仪检测设备并未受到任何影响，性能仍然很优越且稳定可靠。目前应用于电力设备上的红外热成像检测技术均采用先进的红外搜索与跟踪系统，具有很强的抗干扰性能，且能同时跟踪多个检测目标，能实现远距离精确检测目标和跟踪目标，大大提高了工作效率。

1.2.4 安全直观

红外热成像检测借助光电探测设备，通过获取被检测物表面热辐射的红外能信号实现检测，因此，可以通过远程监控平台操控设备即可实现检测，实现非接触式即时检测，负电状态下的电力设备均可用红外热成像仪检测。

2 远红外热成像检测技术在电力工业中的应用

2.1 应用范围

电力工业是一个庞杂的系统，电网纵横交错，变电站星罗棋布，电力设备及其组成元件多，分布地域广，功能特性杂，其故障发生和故障隐患情况与缘由差异大，但统计结果显示，电力设备内外接触不良、绝缘体受潮劣化等是其电力系统故障产生的最主要因素。电力设备故障则可产生温度变化，而温度变化则可通过红外热成像检测设备得知。目前，红外热成像检测在电力工业领域的应用较为普遍，范围也较为广泛，通常包括：变压器、避雷器、电容器、高压线路等。

2.2 应用效果

由于红外热成像检测克服了光源要求和电磁干扰，可以在黑夜甚至完全黑暗无光的环境下进行，且检测的范围大、距离远。因此，远红外热成像检测设备可以为所有电气设备、配电系统，包括高压接触器、熔断器盘、主电源断路器盘、接触器、以及所有的配电线、电动机、变压器等。利用红外热成像检测，可以发现潜在故障和隐患，不仅提高了检测效果，有效防止故障隐患发生，也大大降低了人工检测的不安全因素。

3 加强红外线成像技术在变电设备巡视中的应用管理

（1）对变电站工作人员进行排班管理，轮班工作，以实行变电站24h红外线成像技术反馈故障信号的接收管理制度，及时根据红外线检测设备反应的故障信号采取相对应的预防措施，同时将出现故障的部位进行记录归档，以便后续工作人员对故障部位的分析，也给技术人员提供了设备改进目标的数据。而且对于红外线成像这种高科技，在应用该技术时，还可以引进红外遥感测温技术，开启远程监测管理，这样工作人员不在现场也可以有效的接收红外线成像设备反馈的信号，使变电设备的巡视工作更自动科学性。

（2）加强变电站工作人员对温度缺陷的认识，以降低变电设备的故障率。技术人员将温度缺陷的重要性应该普及给变电工作人员，提高变电站工作人员对温度缺陷的重视，也提高工作人员对温度缺陷引起变电设备故障的分析和判断能力，使他们能够准确地处理温度缺陷引起的设备故障问题。而且对于能够准确地分析温度缺陷的原因，在红外线成像技术的基础上还可以联合红外线测温技术以及计算机数据处理技术，将收集到的温度数据输入到计算机进行更细微的分析，有效的找到温度变化的原因，以便采取更有效的预防措施。

（3）加强对变电站工作人员新技术相关工作原理和理论知识的培训，是变电站工作人员熟悉新技术的工作原理，方便工作人员对设备故障的分析，以判断设备中故障发生的精确部位，为修理人员节省检查的时间，降低故障发生的概率，使设备更快的进入到正常工作的范围内，降低经济损失。

4 结论

通过以上对红外成像技术的工作原理、红外成像技术应用的现状以及技术应用中的改进的阐述可知，红外成像技术主要是通过感应变电设备的产热温度来工作，可以有效地发现设备某一处的故障，能够精确地进行仿真成型，显示出来告诉技术人员采取措施，防止变电设备出现故障，有效的提高了变电设备的工作效率，减少了因变电设备因故障引起的一系列不必要的经济损失，而且比传统的变电设备监测设施更能准确的预测发生故障的位置。通过引进先进的设备、加强对电压制热型缺陷的重视、建立健全的检测规范制度以及提高操作人员的技能，来有效地保障变电站正常运转，提高电力系统的工作效率。

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2095-2066（2016）33-0044-02

2016-10-31