红外成像技术在电力设备状态检测中的实践

福建和盛高科技产业有限公司 张少涵

红外成像技术在电力设备状态检测中的实践

福建和盛高科技产业有限公司 张少涵

电力设备状态检测是电力设备管理中的重要内容，主要是通过各种检测方法尽早发现电力设备故障的早期表现，并准确判断电力设备故障部位以及情节严重程度，从而确定设备检修方法。这一工作对于设备检测技术提出了较高的妖气。红外成像技术作为一种新兴技术，在电力设备运维工作中具有重要作用，该技术主要是以设备热量情况作为依据对状态运行状况进行判断，具有不停电、不接触、远程控制、高效快捷的优势。因此，文章主要针对红外成像技术在电力设备状态检测中的应用展开分析。

红外成像技术；电力设备；状态检测；应用效果

红外成像技术是电力设备在线检测系统中常用的一种技术，其能够实现电力设备故障早期表现的发现与诊断，从而采取有效的处理措施，避免电力设备由于过热引起的设备故障[1]。通过大量实践证实红外成像技术在于电力设备状态检测中具有较好的应用价值，能够保障电力系统的正常运行，提高电力企业的经济效益，避免供电故障的出现。

一、红外成像技术

红外成像技术主要是将被测设备的辐射转变为数值形式来反映物体红外辐射的大小。由于电能的测量较为便捷和精确，因此一般是采用将被测物体的红外辐射能转化为电能进行检测[2]。目前电力设备检测中使用的红外成像设备主要包括红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等设备，其中又以红外热像仪在电力设备实际检测中应用范围最为广阔。

红外成像技术与其他电力设备故障诊断方法相比具有以下优点：①能够实现在线检测，无需接触设备、采样、解体设备、停运设备，仪器使用方法简单；②检测时间短、效率高，检测一个大型变电站仅需要花费数个小时；③能够直观的观察到故障所在部位以及故障严重程度[3]；④可应用于多种不同类型的电力设备中，适用范围广；⑤检测结果的准确率高，提高电力设备状态检测的准确性，从而提升电力系统运行的稳定性。

二、红外成像技术应用于电力设备状态检测中的注意事项

在实际检测过程中，为了能够保障红外成像技术检测结果的准确性与真实性，应当重点考虑以下几方面问题：①气候状况：在温度较高的情况下，或是在强风、下雨或是大雾天气，是无法准确的到设备温度状况，因此可以考虑在多云、气温稳定的时候进行检测；②测量时间：在同一气候情况下，清晨与傍晚相比，设备温度均比中午更加平稳，因此可以在早晨或傍晚进行检测[4]。但是对于通电电流较大引发的设备过热问题，应当根据相应的情况，权衡气候状况以及通电参数来选择相应的测量时间；③测量位置：测量位置应当选择距离过往测量部位或邻近部位。若为首次检测，应当选择能够覆盖设备大范围的位置，之后的检测则需要选择同一位置；④判断方法：通常都采用对比分析法，例如暴露在空气中的断路器，通常是以周围温度、通电电流以及设备温度作为依据，可做纵向、横向的比较。对于绝缘设备来讲，处于设备结构上的思考，主要测量部位是各结构以及进出线的连接情况，红外成像技术能够显示异常升温、温差以及相对温差等方面。在判断时应女大该考虑到设备测量时以及前3h的通电电流变化状况；⑤检测周期：红外检测周期通常包括定期检测与日常检测两种；定期检测主要是通过有计划、有组织的、全面的检测，对电力设备中的异常情况进行检测[5]。日常检测主要是对检查中发现的异常部位进行详细监测计划，直到异常消除后才算结束，并且需要对设备修理前后的运行状况进行检测，从而保障检查的科学性与有效性。

三、红外成像技术在电力设备状态检测中的应用与价值

1995年美国FSI公司研发了第一代红外热像仪，其能够实现对目标设备的摄像，从而将采集到的信息传输到PC卡中，各种参数能够通过计算机实现修改和计算。红外成像技术在工业发达国家中得到了大力的推广。早在上个世纪九十年代的国际大电网会议中就对红外成像技术给予了较高的评价与肯定。红外成像技术在电力设备检测、维修与养护工作中具有重要作用，能够有效避免电力设备出现突发故障。根据笔者的工作经验分析，电力设备故障在出现前都会有一些先兆现象[6]。电器元件在出现松动、破裂、锈蚀等迹象后，导致电阻升高，从而造成电气元件的温度提升，出现异常高温现象。使用红外成像仪能够直接观察到这些异常高温区域，从而观察到安全隐患的所在之处。目前热像仪在配电网络检查中主要观察对象是发电机组装置、输电线路接头、绝缘部位、变电站设备、变电器线圈以及、转换开关、电路分配中心、控制台等部位。在运维一体化管理的推动下，利用红外热像仪检测变电站，能够尽早发现安全隐患或故障，有助于保障配电网络的稳定性。在无人变电站，可以通过安装红外热成像监视探头对重点设备进行监控，并通过通信网络将热像图以及采集数据传输给管理中心，这也是现代无人变电站发展的主流方向。红外热成像监视器能够加入变电站在线监测系统、数字监控系统以及防火防盗系统中，能够通过对设备温度的实施采集与分析，避免重大事故的出现。在应用红外成像技术时，应当先对所有检测设备进行全面扫描，然后找出异常发热部位，对异常部位以及重要设备进行进一步检测，提取热谱图并使用相应的分析软件进行分析，确定故障的原因与性质，并得出处理建议，上传检测报告以及异常热谱图。

但是红外线的穿透能力也存在一定的不足，在一些封闭性较高的电力设备中的应用价值不高，例如GIS、开关柜、封闭母线等设备中无法获取完整的热谱图；且对于放置于电缆沟中的电缆也无法进行全面的诊断。若要实现对上述设备的良好诊断，就需要从检测技术以及电力设备两方面进行改进，对于全封闭的电力设备应当假装红外窗口，从而实现光及红外线的穿透，主要安装在金属外壳上，从而便于红外线检测。对于隐藏在精电缆沟中的电缆，可以通过红外光纤实现，利用红外光纤传像束与检测设备相连，实现对电缆沟中电缆的实时监测。

四、结束语

电力设备状态检测是电力设备管理中的重要内容，主要是通过各种检测方法尽早发现电力设备故障的早期表现，并准确判断电力设备故障部位以及情节严重程度，从而确定设备检修方法。红外成像技术能够直接发现设备外部中存在的接触不良的问题，利用红外热像图谱能够及时发现设备内部存在的热故障，从而为设备检修提供科学依据，且该技术具有操作简单、检测速率快、工作效率高的优势，这对电力设备状态检测来说具有积极意义。

[1]郭培恒,袁亚忠,李睿等．一种基于电平调节的红外成像检测方法研究与应用[J]．电工文摘,2016,23(21):10-13．

[2]陈钰．红外成像测温技术在电力设备状态检测中的应用[J]．数字通信世界,2016,23(12):178-178．

[3]张国灿,苏东青,叶玉云等．红外成像技术在电力设备状态检测中的应用[J]．电工技术,2014,23(12):48-49．

[4]陈宇．变电设备红外成像实际应用与缺陷诊断[J]．城市建设理论研究(电子版),2015,23(33):50-52．

[5]崔明,付亚波,王朔等．红外成像法检测电气设备本体的温度升高[J]．吉林电力,2014,37(6):38-40．

[6]吴启卫．红外成像技术检测电力设备热故障的应用研究[J]．产业与科技论坛,2015,23(10):51-52．