紅外成像技術(shù)在變電運(yùn)檢中的應(yīng)用分析

國(guó)網(wǎng)陜西省電力有限公司榆林供電公司 武 剛 張曉博

在電力企業(yè)的不斷發(fā)展過(guò)程中，電氣設(shè)備運(yùn)行的問(wèn)題逐步成為電力企業(yè)日常工作的重點(diǎn)，同時(shí)也成為了關(guān)鍵的技術(shù)性問(wèn)題。因?yàn)殡姎庠O(shè)備運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)金屬件發(fā)熱或是連接處發(fā)熱的情況，這也就導(dǎo)致電氣設(shè)備的安全性遭到了威脅和影響。所以，作為相關(guān)的技術(shù)人員一定要將切實(shí)提高電氣設(shè)備的安全與質(zhì)量作為工作的重點(diǎn)。

目前利用紅外成像技術(shù)是一種比較高效的技術(shù)手段，其可以有效對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行實(shí)施監(jiān)督和控制，提高了其安全性的同時(shí)也降低了變電所帶來(lái)的損失。通過(guò)在電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中切實(shí)應(yīng)用紅外成像技術(shù)，可以具備檢查效率更高、安全性更強(qiáng)、定位更加準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。所以，一旦出現(xiàn)了電氣設(shè)備故障的狀況，那么紅外成像技術(shù)就可以在第一時(shí)間檢查出故障存在的位置，并且在故障惡化之前也可以及時(shí)針對(duì)故障進(jìn)行隔離處理，在最大程度上避免了大規(guī)模的停電狀況。

在利用紅外成像技術(shù)進(jìn)行故障檢測(cè)的時(shí)候，可以滿足不斷電、不取樣的要求，也就是說(shuō)可以通過(guò)故障設(shè)備本身及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的具體位置，確保后期變電設(shè)備在維修、檢測(cè)過(guò)程中的相關(guān)工作得以順利進(jìn)行，并且也切實(shí)有效的提高了故障檢測(cè)人員工作的實(shí)際效率。所以，在變電運(yùn)檢工作開展和落實(shí)過(guò)程中，紅外成像技術(shù)的應(yīng)用格外廣泛。為此，本文首先客觀針對(duì)紅外成像技術(shù)在變電運(yùn)檢過(guò)程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及其存在問(wèn)題進(jìn)行分析，重點(diǎn)提出了未來(lái)紅外成像技術(shù)在變電運(yùn)檢工作中的應(yīng)用手段，希望能夠切實(shí)地提高電力企業(yè)電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性與可靠性。

1 現(xiàn)階段紅外成像技術(shù)在變電運(yùn)檢過(guò)程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及其存在問(wèn)題

1.1 沒(méi)有完善的制度作為保障

在利用紅外成像技術(shù)進(jìn)行變電運(yùn)檢工作的過(guò)程中，因缺乏制度層面的約束和保障，所以很容易導(dǎo)致在變電運(yùn)維人員使用相關(guān)技術(shù)開展工作時(shí)沒(méi)有具體的機(jī)制進(jìn)行約束，為此紅外成像技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值也沒(méi)有辦法體現(xiàn)出來(lái)[1]。從技術(shù)操作領(lǐng)域來(lái)看，因?yàn)闆](méi)有明確的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，所以這也就導(dǎo)致了操作人員的工作開展喜歡依據(jù)自身的實(shí)際習(xí)慣或者是主觀判斷，從而針對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，這樣就會(huì)存在比較大的主觀性，同時(shí)檢測(cè)活動(dòng)也變得更加隨意，整體質(zhì)量水平難以保障，甚至還會(huì)導(dǎo)致許多既存故障沒(méi)有解決的情況，為后期電力設(shè)備的使用與供電工作的開展帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患。

還有一些電力企業(yè)的相關(guān)人員為了減少工作強(qiáng)度，針對(duì)電力設(shè)備的檢測(cè)工作敷衍了事，甚至只進(jìn)行一次檢測(cè)工作，這樣就會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果本身具有一定的隨機(jī)性，并不能切實(shí)將設(shè)備本身的狀況反映出來(lái)。與此同時(shí)大多數(shù)的設(shè)備都是露天的，為此會(huì)受到室外環(huán)境、周邊空氣等因素的影響，造成電力設(shè)備表面存在一定的侵蝕以及腐蝕、氧化等情況[2]。久而久之必然會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患。沒(méi)有完善的制度就沒(méi)有辦法將責(zé)任落實(shí)到人，同時(shí)也沒(méi)有辦法全面發(fā)揮出紅外成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。

1.2 技術(shù)人員針對(duì)紅外成像技術(shù)的掌握能力較低

紅外成像技術(shù)的使用需要和計(jì)算機(jī)程序相結(jié)合，這樣才能充分發(fā)揮出紅外成像技術(shù)本身的功能。比如紅外成像技術(shù)具備成像圖像分析的功能，還具備數(shù)據(jù)整合的功能。可是在實(shí)際的操作過(guò)程中完全可以掌握這一技術(shù)的專業(yè)人員數(shù)量較少，同時(shí)具備一定操作經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)檢人員數(shù)量更是少之又少。長(zhǎng)此以往就會(huì)造成其科學(xué)技術(shù)水平較低，檢測(cè)的精度也會(huì)受到影響，對(duì)于電力設(shè)備檢測(cè)的安全性造成了嚴(yán)重的隱患[3]。

1.3 缺乏無(wú)人值班變電站紅外成像技術(shù)的應(yīng)用與推廣

現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，必然會(huì)推進(jìn)自動(dòng)化、智能化技術(shù)的應(yīng)用，人工智能在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用更是表明無(wú)人化的管理將成為未來(lái)變電站日常工作開展過(guò)程中的主要趨勢(shì)，并且無(wú)人值守的模式也必然會(huì)降低企業(yè)的人力資源成本，切實(shí)更提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?？v觀當(dāng)前我國(guó)電力企業(yè)的日常發(fā)展，許多地區(qū)電力企業(yè)在變電所的日常工作開展過(guò)程當(dāng)中都在實(shí)行無(wú)人化的管理模式，所以其也在逐步利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作的目標(biāo)，切實(shí)提高了變電運(yùn)檢的整體質(zhì)量和效果。

通過(guò)在變電站的故障檢測(cè)過(guò)程中采用無(wú)人化的管理模式，確實(shí)可以有效為紅外成像技術(shù)設(shè)備的使用提供條件，并且利用紅外成像技術(shù)檢測(cè)周期比較長(zhǎng)，如果長(zhǎng)期設(shè)置專門的值班人員，必然會(huì)帶來(lái)比較沉重的工作負(fù)擔(dān)，并且與無(wú)人化的操作模式相違背，所以缺乏無(wú)人值守的變電站是導(dǎo)致紅外成像技術(shù)推廣與應(yīng)用受阻的關(guān)鍵[4]。

2 紅外成像技術(shù)在未來(lái)變電運(yùn)檢工作中的應(yīng)用方式

2.1 利用紅外線進(jìn)行精確測(cè)溫

電力設(shè)備在日常使用和運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中很容易出現(xiàn)發(fā)熱的情況，究其原因主要可從以下方面來(lái)看：第一，因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)了導(dǎo)體，所以電力設(shè)備會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的情況；第二，絕緣體因?yàn)槭艹被蛘呤浅霈F(xiàn)了老化的情況，導(dǎo)致了配電線路上的電壓增高，進(jìn)而造成配電線以及電力設(shè)備出現(xiàn)發(fā)熱的狀況；第三，渦流導(dǎo)致了電力設(shè)備的金屬面出現(xiàn)了發(fā)熱的狀況。所以面對(duì)上述三種變電運(yùn)檢過(guò)程中電力設(shè)備容易出現(xiàn)溫度變化的情況，可以采用紅外成像技術(shù)對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度測(cè)量[5]。

首先，進(jìn)行表面溫度的判斷。這種方式比較適用于因?yàn)殡娏鲗?dǎo)致的發(fā)熱情況，或是因?yàn)殡姶判?yīng)而造成的電力設(shè)備發(fā)熱狀況。通過(guò)依據(jù)紅外成像技術(shù)，可以針對(duì)電力設(shè)備表面的溫度進(jìn)行測(cè)量，并且通過(guò)將其測(cè)量結(jié)果和電力設(shè)備不同部件的溫度、絕緣設(shè)備的溫度、材料的溫度等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，最終依據(jù)環(huán)境以及氣候的實(shí)際情況、電力設(shè)備的負(fù)荷大小等，判斷出電力設(shè)備的溫度是否處于正常的狀態(tài)。如果確實(shí)超出了正常的范圍值，那么就必須要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢查和處理，這樣才能有效保障電力設(shè)備的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

其次，利用圖像特點(diǎn)進(jìn)行判斷。這種方式的選擇比較適合于電壓不穩(wěn)定從而導(dǎo)致的設(shè)備過(guò)熱情況。通過(guò)利用紅外成像技術(shù)，可以有效將同類設(shè)備處于正常狀態(tài)以及處于異常狀態(tài)時(shí)候的成像進(jìn)行圖像呈現(xiàn)，然后通過(guò)二者的比較，進(jìn)而判斷出電力設(shè)備是不是已經(jīng)出現(xiàn)了故障。成像圖還可以非常明顯的體現(xiàn)出故障的具體位置，是切實(shí)保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

最后，通過(guò)采用實(shí)時(shí)分析的方式，可以有效針對(duì)一段時(shí)間范圍內(nèi)利用紅外成像儀器針對(duì)被檢測(cè)的設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)期且持續(xù)的檢測(cè)。在負(fù)荷以及時(shí)間不斷變化的狀況之下，分析設(shè)備溫度的改變情況，從而更好的判斷出電力設(shè)備的運(yùn)行狀況。簡(jiǎn)言之，利用紅外測(cè)溫技術(shù)，可以在確保不影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的情況之下準(zhǔn)確針對(duì)設(shè)備溫度進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)也可以在設(shè)備出現(xiàn)故障的初期階段對(duì)其進(jìn)行控制，快速解決了故障的同時(shí)也有效維護(hù)了電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 利用懸式絕緣子進(jìn)行檢測(cè)

通過(guò)針對(duì)懸式絕緣子進(jìn)行制作，需要明確其往往會(huì)因?yàn)楣に嚵鞒痰牟顒e、配方的差異等，從而造成了絕緣子的內(nèi)部出現(xiàn)了細(xì)微的裂痕，同時(shí)還有可能會(huì)出現(xiàn)吸濕性的氣孔等，這樣就會(huì)造成絕緣子的內(nèi)部出現(xiàn)了應(yīng)力不均勻的情況，絕緣子本身的使用壽命嚴(yán)重降低，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)了嚴(yán)重的安全隱患。在懸式絕緣子的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，往往也會(huì)因?yàn)槠鋬?nèi)部材料存在膨脹系數(shù)的差異，進(jìn)而一旦出現(xiàn)與外部強(qiáng)應(yīng)力相對(duì)抗的狀況或是出現(xiàn)熱脹冷縮的情形時(shí)，絕緣子的某些部位都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的退化狀況。

一般看來(lái)，懸式絕緣子在不同的狀況之下，其存在發(fā)熱的問(wèn)題主要表現(xiàn)為以下集中存在形式：介質(zhì)本身出現(xiàn)損耗引起的發(fā)熱情況、表面電流的泄漏導(dǎo)致的發(fā)熱情況、內(nèi)部電流泄漏造成的發(fā)熱情況。所以通過(guò)利用紅外成像技術(shù)，確實(shí)可以很好的針對(duì)懸式絕緣子零值進(jìn)行檢測(cè)，并且也可以通過(guò)紅外成像的圖像形式，更為直觀的將絕緣子本身的溫度與環(huán)境之間的溫度差異展現(xiàn)出來(lái)。

絕緣子溫度的分布以及變化，可以便于相關(guān)的工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備本身存在的安全隱患，切實(shí)提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及可靠性。另外絕緣子溫度差是紅外線檢測(cè)過(guò)程中非常重要的參數(shù)值，為此這也就在一定程度上關(guān)系到了紅外線檢測(cè)是不是具備一定的精確性。所以，未來(lái)必須要格外重視絕緣子和外部環(huán)境之間的溫度差異變化，盡可能確保絕緣子能夠處于一種相對(duì)適宜的溫度狀態(tài)之下。

通過(guò)利用懸式絕緣子進(jìn)行紅外檢零工作，導(dǎo)致其最終結(jié)果準(zhǔn)確性受到影響的因素包括以下幾點(diǎn)：紅外成像儀器本身的精準(zhǔn)度、周邊環(huán)境的影響、零值絕緣子的具體位置、選擇的檢測(cè)方法、設(shè)備本身的被污染程度等。為此利用這種方式針對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行變電運(yùn)檢工作過(guò)程中，需要相關(guān)的技術(shù)人員從以下方面入手，給予高度重視。

2.3 利用紅外成像檢驗(yàn)漏氣的情況

在變電設(shè)備當(dāng)中，經(jīng)常存在一些充氣類的設(shè)備，如在法蘭密封面的位置、罐體預(yù)留孔的位置、充氣口位置、管路口位置、設(shè)備本體位置等，都是很容易出現(xiàn)漏氣情況的。為此利用紅外成像技術(shù)針對(duì)可能存在的漏氣現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，可以滿足早發(fā)現(xiàn)、早處理的原則，同時(shí)也確實(shí)提高了設(shè)備檢測(cè)過(guò)程中預(yù)警方案本身的系統(tǒng)性以及科學(xué)性。

首先，最為常見的漏氣現(xiàn)象出現(xiàn)在密封圈位置，通過(guò)利用紅外成像技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)因?yàn)槊芊馊θ毕輳亩斐闪寺獾臓顩r，尤其在一些安裝了新邊界的設(shè)備過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楣に囁礁叩?、安裝流程選擇等，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的漏氣狀況。通過(guò)環(huán)繞法蘭圈位置進(jìn)行紅外線檢測(cè)，可以及時(shí)通過(guò)溫度變化找到漏氣點(diǎn)。尤其在換季的時(shí)候，比較大的溫度差異會(huì)使得變電設(shè)備的密封口位置極易因冷熱不均出現(xiàn)漏氣的情況。所以通過(guò)紅外成像技術(shù)可以有效對(duì)其進(jìn)行安全隱患的排查，從而切實(shí)降低了事故發(fā)生的可能性，提高了設(shè)備本身檢測(cè)的精確度。

其次，要明確具體的檢測(cè)要點(diǎn)。第一，針對(duì)其進(jìn)行漏氣檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，必須要從三個(gè)及其以上不同的方位針對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，這樣才能確保每一個(gè)漏氣點(diǎn)都能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)；第二，要利用電子表格針對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄，并且還需要針對(duì)圖像、技術(shù)模型等進(jìn)行全面的分析，針對(duì)檢測(cè)當(dāng)中的圖像進(jìn)行系統(tǒng)的分析，整合出紅外光譜，這樣才能針對(duì)漏氣現(xiàn)象進(jìn)行綜合檢測(cè)，也便于相關(guān)的工作人員針對(duì)不同的變電設(shè)備進(jìn)行比較，同時(shí)滿足了變電設(shè)備不同檢測(cè)情況下的橫向以及縱向比較要求；第三，在檢測(cè)工作開展之前，需要盡可能確保檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)始終處于通風(fēng)情況比較好的狀況，可以在檢測(cè)開始之前的15分鐘開窗通風(fēng)，這樣才能確保所有被檢測(cè)的變電設(shè)備都能夠與氧氣之間實(shí)現(xiàn)全面的結(jié)合。

3 結(jié)語(yǔ)

在電氣設(shè)備的正常運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電力設(shè)備莫名不正常發(fā)熱的情況，所以這一問(wèn)題就會(huì)為電力設(shè)備是否可以安全可靠的運(yùn)行帶來(lái)很嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)了諸多的安全隱患。紅外成像技術(shù)在電力企業(yè)的電力設(shè)備檢測(cè)以及變電設(shè)備運(yùn)檢工作中所發(fā)揮的作用至關(guān)重要，并且在未來(lái)也必然會(huì)作為一種常用的手段，全面應(yīng)用在變電站系統(tǒng)的運(yùn)檢以及維護(hù)過(guò)程當(dāng)中。

確實(shí)有效使用紅外成像技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電設(shè)備存在的故障位置、故障情況，同時(shí)也滿足了不斷電、不取樣檢測(cè)的要求，降低了停電的概率，減少了不必要的人力資本投入，同時(shí)也提高了變電檢修工作的整體效率，在未來(lái)具有極其重要的推廣價(jià)值，同時(shí)也必然會(huì)成為一種有效的技術(shù)手段，為電力企業(yè)的發(fā)展奠定穩(wěn)固的技術(shù)基礎(chǔ)。