基于云端大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的紅外測(cè)溫技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及分析

劉歡 鄒明翰 楊楚 徐藝緋

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，紅外測(cè)溫技術(shù)由于具備能發(fā)現(xiàn)肉眼不易觀(guān)察到的各類(lèi)設(shè)備故障的顯著優(yōu)點(diǎn)而得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，無(wú)論是在電力設(shè)備的日常巡檢還是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域都發(fā)揮著顯著的作用。而對(duì)繁多的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行整理分類(lèi)需要耗費(fèi)大量的人力物力，采用云端大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，將測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)4G專(zhuān)網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳至云端數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合導(dǎo)各類(lèi)技術(shù)判據(jù)進(jìn)行分析，可以有效地提升變電設(shè)備紅外測(cè)溫效率，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】紅外測(cè)溫；大數(shù)據(jù)；電力系統(tǒng)

近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對(duì)電力也提出了更高的要求，電力設(shè)備的負(fù)荷率也逐漸增加，為了提供更加安全可靠的供電，提高對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)維水平成了重中之重。其中，紅外測(cè)溫技術(shù)的地位已經(jīng)越發(fā)明顯，它既可以提高運(yùn)維效率，又可以確保電力設(shè)備的穩(wěn)定性。

一、紅外測(cè)溫技術(shù)基本原理及應(yīng)用

紅外測(cè)溫技術(shù)是一種安全技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是紅外線(xiàn)技術(shù)，即對(duì)目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫。紅外技術(shù)的原理是探測(cè)目標(biāo)物體的紅外輻射，并通過(guò)光電轉(zhuǎn)換、電信號(hào)處理等手段，將目標(biāo)物體的溫度分布圖像呈現(xiàn)出來(lái)，然后對(duì)過(guò)熱部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，實(shí)現(xiàn)故障檢查和預(yù)防性維護(hù)[1]，采用紅外成像技術(shù)，能夠在不接觸被測(cè)物理的前提下，準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位，保障故障檢查的安全和準(zhǔn)確。

紅外測(cè)溫技術(shù)在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)和設(shè)備維修檢查中，非接觸紅外測(cè)溫可以從安全的距離測(cè)量一個(gè)物體的表面溫度，使其成為電氣設(shè)備維修操作中不可缺少的技術(shù)；紅外測(cè)溫技術(shù)也可以用于大型高爐料面測(cè)定、熱風(fēng)爐的破損診斷和檢修；紅外測(cè)溫技術(shù)還可用于保溫隔熱材料的破損診斷、加熱爐管的溫度分布測(cè)定等。

二、基于云端大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的紅外測(cè)溫技術(shù)

（一）云端大數(shù)據(jù)概念

大數(shù)據(jù) （Big Data） 又稱(chēng)巨量資料， 是一種體量巨大 （Volume） 、類(lèi)型繁多 （Variety） 、價(jià)值密度低 （Value） 、處理速度快 （Velocity） 的信息資產(chǎn)， 大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式。宏觀(guān)上講，大數(shù)據(jù)融合物理世界、信息空間和人類(lèi)社會(huì)三元世界的紐帶；從信息產(chǎn)業(yè)角度講，大數(shù)據(jù)還是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)力推動(dòng)力。

（二）現(xiàn)階段電力系統(tǒng)紅外測(cè)溫中存在的問(wèn)題

1.變電設(shè)備量多面廣

變電站站內(nèi)設(shè)備數(shù)量多，設(shè)備類(lèi)型廣，設(shè)備分布分散，被測(cè)溫設(shè)備易被遺漏。以某地區(qū)110千伏某變電站為例，該站占地面積15000平方米，變電設(shè)備共計(jì)18類(lèi)423臺(tái)。

2.測(cè)溫人員勢(shì)單力薄

測(cè)溫人員技術(shù)參差不齊，測(cè)溫過(guò)程常發(fā)生拍攝的紅外圖像視焦模糊，測(cè)溫信息不完整，設(shè)備是否處于“亞健康”（介于可能存在缺陷與無(wú)缺陷之間的設(shè)備）狀態(tài)無(wú)法準(zhǔn)確判斷。2017年，在110千伏某變電站測(cè)溫人員使用普通紅外測(cè)溫儀共拍攝紅外測(cè)溫照片1523張，其中無(wú)效照片298張，復(fù)測(cè)照片152張。

3.數(shù)據(jù)分析冗長(zhǎng)繁瑣

對(duì)于由于設(shè)備內(nèi)部缺陷引起的電壓致熱型缺陷，發(fā)展速度快，后果嚴(yán)重。從測(cè)溫開(kāi)始到完成數(shù)據(jù)分析給出測(cè)溫結(jié)論需要不少于24個(gè)小時(shí)，易錯(cuò)過(guò)最佳檢修時(shí)間。2017年，某供電公司變電設(shè)備中電壓致熱型缺陷數(shù)量占總發(fā)熱缺陷數(shù)量的比例為20%，問(wèn)題已經(jīng)十分突出。

4.測(cè)溫設(shè)備自身問(wèn)題

由于測(cè)溫人員使用不當(dāng)或測(cè)溫設(shè)備本身質(zhì)量因素，測(cè)溫設(shè)備經(jīng)常因自身故障而導(dǎo)致測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)無(wú)效，缺乏有力手段監(jiān)測(cè)，錯(cuò)過(guò)了最佳檢修時(shí)間。

（三）基于云端大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的紅外測(cè)溫的應(yīng)用方式

在采用基于云端大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的紅外測(cè)溫技術(shù)后，紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)在實(shí)現(xiàn)本體存儲(chǔ)同時(shí)，還可通過(guò)4G專(zhuān)網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳至云端數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合導(dǎo)入的電力設(shè)備紅外測(cè)溫技術(shù)規(guī)范和導(dǎo)則等技術(shù)判據(jù)的云端紅外分析系統(tǒng)，對(duì)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析診斷，給出診斷結(jié)論，自動(dòng)生成報(bào)告、報(bào)表。同時(shí)，云端紅外分析系統(tǒng)將分析結(jié)果回傳至測(cè)溫儀及其他接收終端，方便現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫人員、遠(yuǎn)程技術(shù)人員隨時(shí)隨地查看紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)缺陷診斷、專(zhuān)家會(huì)診糾偏。

與此同時(shí)，云端大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)通過(guò)4G專(zhuān)網(wǎng)接入具體變電站智能輔助監(jiān)測(cè)平臺(tái)，結(jié)合視頻診斷技術(shù)有效監(jiān)測(cè)紅外測(cè)溫設(shè)備工作情況，有效避免因紅外測(cè)溫設(shè)備本身軟硬件故障導(dǎo)致的紅外測(cè)溫圖像不合格。同時(shí)利用智輔平臺(tái)內(nèi)站內(nèi)環(huán)境（溫濕度數(shù)）數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備配置紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)溫參數(shù)，提高紅外測(cè)溫可靠度和精度。

（四）基于云端大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的紅外測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.大幅提高紅外檢測(cè)的成效

應(yīng)用該技術(shù)可以做到遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)指揮，云端發(fā)出預(yù)警信息后，管理者可以實(shí)時(shí)指揮現(xiàn)場(chǎng)拍攝人員采集更為詳實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)（比如不同角度、不同相別等）；也可以組織跨時(shí)空、跨地域的實(shí)時(shí)專(zhuān)家診斷，各生產(chǎn)單位可以邀請(qǐng)多位電力專(zhuān)家，實(shí)時(shí)瀏覽存在疑似問(wèn)題的電力設(shè)備數(shù)據(jù)，交流和探討造成的原因，為電力系統(tǒng)檢修計(jì)劃的安排提供更為準(zhǔn)確的依據(jù)；如果某個(gè)缺陷定性以后，仍然擔(dān)心同廠(chǎng)家的設(shè)備或者類(lèi)同工況條件下的設(shè)備存在同樣的缺陷，那么可以安排班組把管轄區(qū)域內(nèi)的同類(lèi)、同廠(chǎng)家設(shè)備都拍攝回來(lái)，進(jìn)行一個(gè)同工況、同天氣下的實(shí)時(shí)對(duì)比，觀(guān)察設(shè)備表面溫度場(chǎng)分布是否一致，從而判斷這種類(lèi)型的缺陷是個(gè)例，還是“家族性缺陷”；菜外，應(yīng)該該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的綜合診斷功能，可以調(diào)用一年內(nèi)大數(shù)據(jù)（比如10000組）同類(lèi)型設(shè)備，進(jìn)行橫向?qū)Ρ?、縱向?qū)Ρ?，三相?duì)比，可以實(shí)現(xiàn)在幾秒內(nèi)把診斷結(jié)果呈現(xiàn)在電力系統(tǒng)工作人員面前。

2.大幅降低基層人員工作量

現(xiàn)場(chǎng)人員拍攝后實(shí)時(shí)上傳至云端，紅外圖片、分析數(shù)據(jù)、診斷結(jié)果、預(yù)警信息都可以直接呈現(xiàn)在管理人員面前，現(xiàn)場(chǎng)人員僅僅只有拍攝工作，后續(xù)處理工作完全由云端通過(guò)大數(shù)據(jù)自動(dòng)完成，能夠大幅度降低基層人員的工作量幾十倍。

3.大幅提高管理的便捷性

以往由電力系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行大量紅外數(shù)據(jù)的整理工作，采用云熱像儀系統(tǒng)后，可由云端自動(dòng)完成，可以為管理提供一個(gè)便捷的手段。

4.為大數(shù)據(jù)管理提供支撐

21世紀(jì)是大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)才是用戶(hù)最寶貴的財(cái)富，只有掌握了數(shù)據(jù)的源頭，才真正掌握了未來(lái)。如果一年云端保存上百萬(wàn)張紅外圖，以及相關(guān)的數(shù)據(jù)，會(huì)對(duì)未來(lái)掌握設(shè)備運(yùn)行規(guī)律和制訂設(shè)備的檢修計(jì)劃，提供充分的依據(jù)。

三、結(jié)論

紅外檢測(cè)技術(shù)的成熟使紅外測(cè)溫技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用，并逐步應(yīng)用到電力設(shè)備的診斷中。這種技術(shù)既可以保證電力系統(tǒng)及變電設(shè)備的可靠運(yùn)行，又為電力工作者提供了精確的數(shù)據(jù)。云端大數(shù)據(jù)在紅外測(cè)溫中的應(yīng)用增強(qiáng)了紅外測(cè)溫的準(zhǔn)確性和效率，為電力設(shè)備的更加可靠運(yùn)行提供了支撐。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔡芙蓉.試論紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)[J].科學(xué)與信息化，2017，（1）：197-198.

[2]王敏.紅外測(cè)溫技術(shù)在電氣設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)用與管理[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)論，2018，26（4），84-85.