红外成像技术在变电运检中的应用分析

国网陕西省电力有限公司榆林供电公司 武 刚 张晓博

在电力企业的不断发展过程中，电气设备运行的问题逐步成为电力企业日常工作的重点，同时也成为了关键的技术性问题。因为电气设备运行过程中很容易出现金属件发热或是连接处发热的情况，这也就导致电气设备的安全性遭到了威胁和影响。所以，作为相关的技术人员一定要将切实提高电气设备的安全与质量作为工作的重点。

目前利用红外成像技术是一种比较高效的技术手段，其可以有效对变电设备进行实施监督和控制，提高了其安全性的同时也降低了变电所带来的损失。通过在电气设备运行过程当中切实应用红外成像技术，可以具备检查效率更高、安全性更强、定位更加准确的优势。所以，一旦出现了电气设备故障的状况，那么红外成像技术就可以在第一时间检查出故障存在的位置，并且在故障恶化之前也可以及时针对故障进行隔离处理，在最大程度上避免了大规模的停电状况。

在利用红外成像技术进行故障检测的时候，可以满足不断电、不取样的要求，也就是说可以通过故障设备本身及时发现故障的具体位置，确保后期变电设备在维修、检测过程中的相关工作得以顺利进行，并且也切实有效的提高了故障检测人员工作的实际效率。所以，在变电运检工作开展和落实过程中，红外成像技术的应用格外广泛。为此，本文首先客观针对红外成像技术在变电运检过程中的应用现状及其存在问题进行分析，重点提出了未来红外成像技术在变电运检工作中的应用手段，希望能够切实地提高电力企业电气设备运行的安全性与可靠性。

1 现阶段红外成像技术在变电运检过程中的应用现状及其存在问题

1.1 没有完善的制度作为保障

在利用红外成像技术进行变电运检工作的过程中，因缺乏制度层面的约束和保障，所以很容易导致在变电运维人员使用相关技术开展工作时没有具体的机制进行约束，为此红外成像技术本身的优势和价值也没有办法体现出来[1]。从技术操作领域来看，因为没有明确的技术规范和标准，所以这也就导致了操作人员的工作开展喜欢依据自身的实际习惯或者是主观判断，从而针对设备进行检测，这样就会存在比较大的主观性，同时检测活动也变得更加随意，整体质量水平难以保障，甚至还会导致许多既存故障没有解决的情况，为后期电力设备的使用与供电工作的开展带来了严重的安全隐患。

还有一些电力企业的相关人员为了减少工作强度，针对电力设备的检测工作敷衍了事，甚至只进行一次检测工作，这样就会导致检测结果本身具有一定的随机性，并不能切实将设备本身的状况反映出来。与此同时大多数的设备都是露天的，为此会受到室外环境、周边空气等因素的影响，造成电力设备表面存在一定的侵蚀以及腐蚀、氧化等情况[2]。久而久之必然会造成严重的安全隐患。没有完善的制度就没有办法将责任落实到人，同时也没有办法全面发挥出红外成像技术的优势和价值。

1.2 技术人员针对红外成像技术的掌握能力较低

红外成像技术的使用需要和计算机程序相结合，这样才能充分发挥出红外成像技术本身的功能。比如红外成像技术具备成像图像分析的功能，还具备数据整合的功能。可是在实际的操作过程中完全可以掌握这一技术的专业人员数量较少，同时具备一定操作经验的运检人员数量更是少之又少。长此以往就会造成其科学技术水平较低，检测的精度也会受到影响，对于电力设备检测的安全性造成了严重的隐患[3]。

1.3 缺乏无人值班变电站红外成像技术的应用与推广

现代化信息技术的发展，必然会推进自动化、智能化技术的应用，人工智能在各领域中的广泛应用更是表明无人化的管理将成为未来变电站日常工作开展过程中的主要趋势，并且无人值守的模式也必然会降低企业的人力资源成本，切实更提高了企业的经济效益。纵观当前我国电力企业的日常发展，许多地区电力企业在变电所的日常工作开展过程当中都在实行无人化的管理模式，所以其也在逐步利用计算机网络，针对电力设备进行全面的监测，同时也实现了远程操作的目标，切实提高了变电运检的整体质量和效果。

通过在变电站的故障检测过程中采用无人化的管理模式，确实可以有效为红外成像技术设备的使用提供条件，并且利用红外成像技术检测周期比较长，如果长期设置专门的值班人员，必然会带来比较沉重的工作负担，并且与无人化的操作模式相违背，所以缺乏无人值守的变电站是导致红外成像技术推广与应用受阻的关键[4]。

2 红外成像技术在未来变电运检工作中的应用方式

2.1 利用红外线进行精确测温

电力设备在日常使用和运行的过程当中很容易出现发热的情况，究其原因主要可从以下方面来看：第一，因为电流通过了导体，所以电力设备会出现发热的情况；第二，绝缘体因为受潮或者是出现了老化的情况，导致了配电线路上的电压增高，进而造成配电线以及电力设备出现发热的状况；第三，涡流导致了电力设备的金属面出现了发热的状况。所以面对上述三种变电运检过程中电力设备容易出现温度变化的情况，可以采用红外成像技术对其进行准确的温度测量[5]。

首先，进行表面温度的判断。这种方式比较适用于因为电流导致的发热情况，或是因为电磁效应而造成的电力设备发热状况。通过依据红外成像技术，可以针对电力设备表面的温度进行测量，并且通过将其测量结果和电力设备不同部件的温度、绝缘设备的温度、材料的温度等指标进行对比，最终依据环境以及气候的实际情况、电力设备的负荷大小等，判断出电力设备的温度是否处于正常的状态。如果确实超出了正常的范围值，那么就必须要及时对其进行检查和处理，这样才能有效保障电力设备的安全可靠稳定运行。

其次，利用图像特点进行判断。这种方式的选择比较适合于电压不稳定从而导致的设备过热情况。通过利用红外成像技术，可以有效将同类设备处于正常状态以及处于异常状态时候的成像进行图像呈现，然后通过二者的比较，进而判断出电力设备是不是已经出现了故障。成像图还可以非常明显的体现出故障的具体位置，是切实保障电力系统安全稳定运行的关键。

最后，通过采用实时分析的方式，可以有效针对一段时间范围内利用红外成像仪器针对被检测的设备进行长期且持续的检测。在负荷以及时间不断变化的状况之下，分析设备温度的改变情况，从而更好的判断出电力设备的运行状况。简言之，利用红外测温技术，可以在确保不影响设备稳定运行的情况之下准确针对设备温度进行检测，同时也可以在设备出现故障的初期阶段对其进行控制，快速解决了故障的同时也有效维护了电力设备的安全稳定运行。

2.2 利用悬式绝缘子进行检测

通过针对悬式绝缘子进行制作，需要明确其往往会因为工艺流程的差别、配方的差异等，从而造成了绝缘子的内部出现了细微的裂痕，同时还有可能会出现吸湿性的气孔等，这样就会造成绝缘子的内部出现了应力不均匀的情况，绝缘子本身的使用寿命严重降低，导致设备出现了严重的安全隐患。在悬式绝缘子的实际运行过程当中，往往也会因为其内部材料存在膨胀系数的差异，进而一旦出现与外部强应力相对抗的状况或是出现热胀冷缩的情形时，绝缘子的某些部位都会出现严重的退化状况。

一般看来，悬式绝缘子在不同的状况之下，其存在发热的问题主要表现为以下集中存在形式：介质本身出现损耗引起的发热情况、表面电流的泄漏导致的发热情况、内部电流泄漏造成的发热情况。所以通过利用红外成像技术，确实可以很好的针对悬式绝缘子零值进行检测，并且也可以通过红外成像的图像形式，更为直观的将绝缘子本身的温度与环境之间的温度差异展现出来。

绝缘子温度的分布以及变化，可以便于相关的工作人员及时发现电力设备本身存在的安全隐患，切实提高了电力系统运行的安全性以及可靠性。另外绝缘子温度差是红外线检测过程中非常重要的参数值，为此这也就在一定程度上关系到了红外线检测是不是具备一定的精确性。所以，未来必须要格外重视绝缘子和外部环境之间的温度差异变化，尽可能确保绝缘子能够处于一种相对适宜的温度状态之下。

通过利用悬式绝缘子进行红外检零工作，导致其最终结果准确性受到影响的因素包括以下几点：红外成像仪器本身的精准度、周边环境的影响、零值绝缘子的具体位置、选择的检测方法、设备本身的被污染程度等。为此利用这种方式针对电力设备进行变电运检工作过程中，需要相关的技术人员从以下方面入手，给予高度重视。

2.3 利用红外成像检验漏气的情况

在变电设备当中，经常存在一些充气类的设备，如在法兰密封面的位置、罐体预留孔的位置、充气口位置、管路口位置、设备本体位置等，都是很容易出现漏气情况的。为此利用红外成像技术针对可能存在的漏气现象进行检测，可以满足早发现、早处理的原则，同时也确实提高了设备检测过程中预警方案本身的系统性以及科学性。

首先，最为常见的漏气现象出现在密封圈位置，通过利用红外成像技术，可以发现因为密封圈缺陷从而造成了漏气的状况，尤其在一些安装了新边界的设备过程当中，经常会因为工艺水平高低、安装流程选择等，从而出现严重的漏气状况。通过环绕法兰圈位置进行红外线检测，可以及时通过温度变化找到漏气点。尤其在换季的时候，比较大的温度差异会使得变电设备的密封口位置极易因冷热不均出现漏气的情况。所以通过红外成像技术可以有效对其进行安全隐患的排查，从而切实降低了事故发生的可能性，提高了设备本身检测的精确度。

其次，要明确具体的检测要点。第一，针对其进行漏气检测的过程当中，必须要从三个及其以上不同的方位针对变电设备进行系统检测，这样才能确保每一个漏气点都能够在第一时间发现；第二，要利用电子表格针对相关的数据信息进行记录，并且还需要针对图像、技术模型等进行全面的分析，针对检测当中的图像进行系统的分析，整合出红外光谱，这样才能针对漏气现象进行综合检测，也便于相关的工作人员针对不同的变电设备进行比较，同时满足了变电设备不同检测情况下的横向以及纵向比较要求；第三，在检测工作开展之前，需要尽可能确保检测现场始终处于通风情况比较好的状况，可以在检测开始之前的15分钟开窗通风，这样才能确保所有被检测的变电设备都能够与氧气之间实现全面的结合。

3 结语

在电气设备的正常运行过程当中，经常会出现电力设备莫名不正常发热的情况，所以这一问题就会为电力设备是否可以安全可靠的运行带来很严峻的挑战，同时也带来了诸多的安全隐患。红外成像技术在电力企业的电力设备检测以及变电设备运检工作中所发挥的作用至关重要，并且在未来也必然会作为一种常用的手段，全面应用在变电站系统的运检以及维护过程当中。

确实有效使用红外成像技术，可以及时发现变电设备存在的故障位置、故障情况，同时也满足了不断电、不取样检测的要求，降低了停电的概率，减少了不必要的人力资本投入，同时也提高了变电检修工作的整体效率，在未来具有极其重要的推广价值，同时也必然会成为一种有效的技术手段，为电力企业的发展奠定稳固的技术基础。