一種多功能運(yùn)行工況檢測裝置的研究

黃秋至

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局，廣東 河源 517000）

1 紅外測溫技術(shù)的目的與局限

隨著用電需求的日益增長，我局變電設(shè)備的負(fù)荷不斷創(chuàng)新高。同時(shí)，設(shè)備熱缺陷引起的故障也不斷出現(xiàn)。為了及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的熱缺陷，我局積極地應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)對電氣設(shè)備進(jìn)行檢測，并取得了優(yōu)異的效果。就2018年的紅外檢測工作，我所93個(gè)變電站共發(fā)現(xiàn)設(shè)備熱缺陷110多起，其中緊急、重大缺陷43起，有效地將設(shè)備缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)維修提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，采用紅外成像檢測技術(shù)可以在設(shè)備不停電的情況下對正在運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值，據(jù)此對各種外部及內(nèi)部故障進(jìn)行診斷，具有實(shí)時(shí)、遙測、直觀和定量測溫等優(yōu)點(diǎn)，能提前發(fā)現(xiàn)包括發(fā)熱在內(nèi)的電氣設(shè)備異常并及時(shí)處理，提高了設(shè)備的可靠性，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

實(shí)際使用過程中，現(xiàn)有的紅外測溫成像儀難以滿足對于多種電氣設(shè)備的維護(hù)要求，現(xiàn)有的儀器檢測范圍存在一定的局限性且不同時(shí)具備可見光探視功能。如（1）變電站10kV開關(guān)柜倒閘操作時(shí)觀察窗存在視覺死角，在倒閘操作時(shí)刀閘難以看清合閘質(zhì)量；若因刀閘無法觀察，刀閘合閘不到位，送電時(shí)帶上負(fù)荷有可能導(dǎo)致開關(guān)柜炸毀，危及設(shè)備和操作人員安全。（2）在斷路器動(dòng)作次數(shù)、SF6氣體設(shè)備壓力值維護(hù)數(shù)據(jù)抄錄時(shí)以及主變上部巡視時(shí)，部分設(shè)備過高難以看清，給運(yùn)行維護(hù)記錄帶來困難，造成巡視維護(hù)不到位。在無準(zhǔn)確數(shù)據(jù)記錄的情況下，使設(shè)備運(yùn)行存在安全盲區(qū)。（3）在防小動(dòng)物封堵檢查工作時(shí)，人員需要進(jìn)入電纜溝檢查封堵情況，在多根電纜交叉重疊的地方又難以看清具體的封堵情況，如果有一種輕便可移動(dòng)的檢測工具代替人員進(jìn)入電纜溝內(nèi)檢查，可大量減輕人員的工作量，并提高檢查質(zhì)量。

2 一種自主設(shè)計(jì)制作的多功能運(yùn)行工況檢測裝置

2.1 設(shè)備的功能

此裝置在日常工作可用于紅外測溫和巡視檢查，同時(shí)倒閘操作時(shí)可用于檢查動(dòng)靜觸頭接觸是否良好，兼具紅外測溫功能和可視化功能作業(yè)。

2.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)框架

設(shè)備主要包括采像探頭、伸縮桿和顯示器

采像探頭（圖1）包括紅外熱成像儀和偉星攝像儀，紅外熱成像儀用于采集被測設(shè)備的熱圖像信息，攝像儀用于采集所述被測設(shè)備的光學(xué)圖像信息。

圖1

紅外熱成像技術(shù)可以將光譜中不可見的紅外輻射信號轉(zhuǎn)化成為可見的二維圖像，實(shí)現(xiàn)無光環(huán)境下的優(yōu)秀成像。目標(biāo)物體在光照條件較好的白天環(huán)境中，可見光圖像能夠提供更加豐富的顏色紋理信息，而在光照條件較差的夜間環(huán)境中，紅外圖像具有比可見光圖像更加清晰的物體溫度信息。因此利用不同傳感器的互補(bǔ)性，獲得目標(biāo)更全面、更豐富、更多細(xì)節(jié)的多源信息，能有效提升紅外熱成像系統(tǒng)目標(biāo)檢測準(zhǔn)確度。顯示器采用兩進(jìn)一出轉(zhuǎn)換器音視頻AV切換器AV顯示器分屏器一分二2進(jìn)1出分頻器。

該裝置可實(shí)現(xiàn)過熱設(shè)備的報(bào)警聯(lián)動(dòng)，當(dāng)被測設(shè)備達(dá)到設(shè)定告警值時(shí)，將會(huì)在顯示器顯示畫面和溫度報(bào)警聲。

伸縮桿包括套桿和設(shè)置于所述套桿的內(nèi)部的移動(dòng)桿，且一端與采像探頭連接，另一端與顯示器連接，如圖2所示。

圖2

伸縮桿的內(nèi)部設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述伸縮桿伸縮的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在所述顯示器上設(shè)置有用于控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作狀態(tài)的開關(guān)，使用電動(dòng)伸縮桿更有利于保證行程距離的可靠和便捷性。

顯示器與所述采像探頭電連接，用于接收并顯示采像探頭采集的圖像信息。

采像探測器還包括報(bào)警器、溫度傳感器和蜂鳴器，且溫度傳感器、蜂鳴器分別與控制器電連接，溫度傳感器設(shè)置于所述采像探頭上，用于采集所述被測設(shè)備的溫度信息，當(dāng)裝置因外部原因過熱時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到所設(shè)定的告警溫度時(shí)，蜂鳴器將會(huì)發(fā)出鳴笛告警聲。

2.3 設(shè)備的運(yùn)用

尤其是在能見度低、人工難以攀爬或有危險(xiǎn)的位置進(jìn)行探測時(shí)，可大幅度減少由于人員疲勞或位置危險(xiǎn)所導(dǎo)致的檢測遺漏，提高檢測效率，降低維護(hù)成本，完成安全高效的巡檢作業(yè)，具有高安全性、高效率性、運(yùn)行成本低等明顯優(yōu)勢。

大量使用電纜管道的情況下，容易出現(xiàn)很多肉眼無法檢測到的故障，如電纜破裂、電纜放電等情況，利用檢測裝置可深入對管道溫度進(jìn)行檢測，根據(jù)熱成像圖顯示的溫度異常情況，迅速發(fā)現(xiàn)破裂損壞的地方，及時(shí)采取有效措施，避免了僅依靠人工“聽-看-聞-摸”的檢測方式。

在顯示器上采用雙顯示圖像（紅外圖像和可見光圖像），裝置能夠自動(dòng)追蹤設(shè)備高溫點(diǎn)以及高溫提示報(bào)警功能，操作中可以檢測操作質(zhì)量及結(jié)果是否符合標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。該裝置集紅外測溫、巡視攝像多功能于一體，輕巧方便攜帶，不僅減少了攜帶工具的數(shù)量，還提高巡視維護(hù)操作質(zhì)量和效率，防患于未然，消除安全盲區(qū)。