紅外成像技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢測中的實踐

福建和盛高科技產(chǎn)業(yè)有限公司 張少涵

紅外成像技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢測中的實踐

福建和盛高科技產(chǎn)業(yè)有限公司 張少涵

電力設(shè)備狀態(tài)檢測是電力設(shè)備管理中的重要內(nèi)容，主要是通過各種檢測方法盡早發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備故障的早期表現(xiàn)，并準(zhǔn)確判斷電力設(shè)備故障部位以及情節(jié)嚴(yán)重程度，從而確定設(shè)備檢修方法。這一工作對于設(shè)備檢測技術(shù)提出了較高的妖氣。紅外成像技術(shù)作為一種新興技術(shù)，在電力設(shè)備運維工作中具有重要作用，該技術(shù)主要是以設(shè)備熱量情況作為依據(jù)對狀態(tài)運行狀況進(jìn)行判斷，具有不停電、不接觸、遠(yuǎn)程控制、高效快捷的優(yōu)勢。因此，文章主要針對紅外成像技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢測中的應(yīng)用展開分析。

紅外成像技術(shù)；電力設(shè)備；狀態(tài)檢測；應(yīng)用效果

紅外成像技術(shù)是電力設(shè)備在線檢測系統(tǒng)中常用的一種技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)電力設(shè)備故障早期表現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)與診斷，從而采取有效的處理措施，避免電力設(shè)備由于過熱引起的設(shè)備故障[1]。通過大量實踐證實紅外成像技術(shù)在于電力設(shè)備狀態(tài)檢測中具有較好的應(yīng)用價值，能夠保障電力系統(tǒng)的正常運行，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，避免供電故障的出現(xiàn)。

一、紅外成像技術(shù)

紅外成像技術(shù)主要是將被測設(shè)備的輻射轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)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(zhuǎn)化為電能進(jìn)行檢測[2]。目前電力設(shè)備檢測中使用的紅外成像設(shè)備主要包括紅外測溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等設(shè)備，其中又以紅外熱像儀在電力設(shè)備實際檢測中應(yīng)用范圍最為廣闊。

紅外成像技術(shù)與其他電力設(shè)備故障診斷方法相比具有以下優(yōu)點：①能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測，無需接觸設(shè)備、采樣、解體設(shè)備、停運設(shè)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(shù)個小時；③能夠直觀的觀察到故障所在部位以及故障嚴(yán)重程度[3]；④可應(yīng)用于多種不同類型的電力設(shè)備中，適用范圍廣；⑤檢測結(jié)果的準(zhǔn)確率高，提高電力設(shè)備狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性，從而提升電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

二、紅外成像技術(shù)應(yīng)用于電力設(shè)備狀態(tài)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(shù)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與真實性，應(yīng)當(dāng)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(fēng)、下雨或是大霧天氣，是無法準(zhǔn)確的到設(shè)備溫度狀況，因此可以考慮在多云、氣溫穩(wěn)定的時候進(jìn)行檢測；②測量時間：在同一氣候情況下，清晨與傍晚相比，設(shè)備溫度均比中午更加平穩(wěn)，因此可以在早晨或傍晚進(jìn)行檢測[4]。但是對于通電電流較大引發(fā)的設(shè)備過熱問題，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)的情況，權(quán)衡氣候狀況以及通電參數(shù)來選擇相應(yīng)的測量時間；③測量位置：測量位置應(yīng)當(dāng)選擇距離過往測量部位或鄰近部位。若為首次檢測，應(yīng)當(dāng)選擇能夠覆蓋設(shè)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(shè)備溫度作為依據(jù)，可做縱向、橫向的比較。對于絕緣設(shè)備來講，處于設(shè)備結(jié)構(gòu)上的思考，主要測量部位是各結(jié)構(gòu)以及進(jìn)出線的連接情況，紅外成像技術(shù)能夠顯示異常升溫、溫差以及相對溫差等方面。在判斷時應(yīng)女大該考慮到設(shè)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(shè)備中的異常情況進(jìn)行檢測[5]。日常檢測主要是對檢查中發(fā)現(xiàn)的異常部位進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測計劃，直到異常消除后才算結(jié)束，并且需要對設(shè)備修理前后的運行狀況進(jìn)行檢測，從而保障檢查的科學(xué)性與有效性。

三、紅外成像技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢測中的應(yīng)用與價值

1995年美國FSI公司研發(fā)了第一代紅外熱像儀，其能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)設(shè)備的攝像，從而將采集到的信息傳輸?shù)絇C卡中，各種參數(shù)能夠通過計算機實現(xiàn)修改和計算。紅外成像技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中得到了大力的推廣。早在上個世紀(jì)九十年代的國際大電網(wǎng)會議中就對紅外成像技術(shù)給予了較高的評價與肯定。紅外成像技術(shù)在電力設(shè)備檢測、維修與養(yǎng)護工作中具有重要作用，能夠有效避免電力設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)故障。根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗分析，電力設(shè)備故障在出現(xiàn)前都會有一些先兆現(xiàn)象[6]。電器元件在出現(xiàn)松動、破裂、銹蝕等跡象后，導(dǎo)致電阻升高，從而造成電氣元件的溫度提升，出現(xiàn)異常高溫現(xiàn)象。使用紅外成像儀能夠直接觀察到這些異常高溫區(qū)域，從而觀察到安全隱患的所在之處。目前熱像儀在配電網(wǎng)絡(luò)檢查中主要觀察對象是發(fā)電機組裝置、輸電線路接頭、絕緣部位、變電站設(shè)備、變電器線圈以及、轉(zhuǎn)換開關(guān)、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(fā)現(xiàn)安全隱患或故障，有助于保障配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。在無人變電站，可以通過安裝紅外熱成像監(jiān)視探頭對重點設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將熱像圖以及采集數(shù)據(jù)傳輸給管理中心，這也是現(xiàn)代無人變電站發(fā)展的主流方向。紅外熱成像監(jiān)視器能夠加入變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)以及防火防盜系統(tǒng)中，能夠通過對設(shè)備溫度的實施采集與分析，避免重大事故的出現(xiàn)。在應(yīng)用紅外成像技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)先對所有檢測設(shè)備進(jìn)行全面掃描，然后找出異常發(fā)熱部位，對異常部位以及重要設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步檢測，提取熱譜圖并使用相應(yīng)的分析軟件進(jìn)行分析，確定故障的原因與性質(zhì)，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(shè)備中的應(yīng)用價值不高，例如GIS、開關(guān)柜、封閉母線等設(shè)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(jìn)行全面的診斷。若要實現(xiàn)對上述設(shè)備的良好診斷，就需要從檢測技術(shù)以及電力設(shè)備兩方面進(jìn)行改進(jìn)，對于全封閉的電力設(shè)備應(yīng)當(dāng)假裝紅外窗口，從而實現(xiàn)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(xiàn)，利用紅外光纖傳像束與檢測設(shè)備相連，實現(xiàn)對電纜溝中電纜的實時監(jiān)測。

四、結(jié)束語

電力設(shè)備狀態(tài)檢測是電力設(shè)備管理中的重要內(nèi)容，主要是通過各種檢測方法盡早發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備故障的早期表現(xiàn)，并準(zhǔn)確判斷電力設(shè)備故障部位以及情節(jié)嚴(yán)重程度，從而確定設(shè)備檢修方法。紅外成像技術(shù)能夠直接發(fā)現(xiàn)設(shè)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(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的熱故障，從而為設(shè)備檢修提供科學(xué)依據(jù)，且該技術(shù)具有操作簡單、檢測速率快、工作效率高的優(yōu)勢，這對電力設(shè)備狀態(tài)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(diào)節(jié)的紅外成像檢測方法研究與應(yīng)用[J]．電工文摘,2016,23(21):10-13．

[2]陳鈺．紅外成像測溫技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢測中的應(yīng)用[J]．?dāng)?shù)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(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢測中的應(yīng)用[J]．電工技術(shù),2014,23(12):48-49．

[4]陳宇．變電設(shè)備紅外成像實際應(yīng)用與缺陷診斷[J]．城市建設(shè)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(shè)備本體的溫度升高[J]．吉林電力,2014,37(6):38-40．

[6]吳啟衛(wèi)．紅外成像技術(shù)檢測電力設(shè)備熱故障的應(yīng)用研究[J]．產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2015,23(10):51-52．