红外非接触式技术在高压开关温度监测与探伤的应用

王治　郭文生　艾东平（.国网河南洛宁县供电公司，河南洛宁　47700；.南阳北方大成电子有限公司，河南南阳　473000）



红外非接触式技术在高压开关温度监测与探伤的应用

王治1郭文生1艾东平2
（1.国网河南洛宁县供电公司，河南洛宁471700；2.南阳北方大成电子有限公司，河南南阳473000）

【摘 要】变电设备状态检修是电力部门一直追求的目标之一，同时也是建设智能电网的必要基础，为实现高压开关状态检修，构建高压开关温度在线监测探伤系统。本文围绕系统架构、主要组成、实践应用进行阐述并总结，论证了红外非接触式技术在高压开关柜温度监测与探伤领域应用的可行性和实用性，结合人工智能相关技术，具有明显的未来应用前景和深远意义。

【关键词】红外非接触式高压开关测温探伤

1　概述

开关电器在电力系统中起着控制和保护等重要作用，高压开关在长期运行过程中，触点部位存在不同程度老化的现象，同时由于存在着接触电阻过大的因素，会出现不同程度的发热情况，发热严重的，会导致进一步的恶化，引起火灾，烧毁设备，导致电网停电，对国民经济生产和生活带来巨大的损失。

因此，非常有必要针对高压开关柜开展温度在线监测和探伤工作，实现状态检修，提高设备运行可靠性，延长设备使用寿命，优化运维检修成本，提升供电可靠性。

2　系统架构

基于红外传感技术、微电子设计、实时数据处理及网络化通信、B/S软件架构技术和人工智能专家系统，设计高压开关温度在线监测与探伤系统（下称系统）。

系统采用多层次分级式的分布结构，在高压开关柜内部署非接触式红外测温终端，实时采集节点温度数据，自动进行数据处理并逐级传输给主站软件，最终实现节点温度可视化统一监测、超限预警、状态评估（设备探伤）和趋势分析，突破时间和空间的约束，实现高压开关在线监测和探伤的自动化、网络化和智能化。

3　主要组成

3.1测温终端

目前国内电力公司高压环境下常用有蜡片测温、无线有源测温、无源无线测温、热红外测温和光纤测温等，这些技术都存在有各种优缺点。

非接触式红外技术比较先进，其不仅可以用作温度监测应用，还可以进行设备红外探伤应用，是一种更为可靠和全面的监测带电设备运行状态的技术手段。

红外探伤测温探头采用非接触式设计，由微处理器和数字温度传感器以及外围电路组成，非接触式安装，有效隔绝电气接触，减少电磁干扰，便于维护。

红外探伤测温探头采用高精度测温芯片，正常工作的环境温度范围为-40℃～+85℃，可测量温度范围为-70℃～+380℃，测量绝对精度为±1℃，完全能够满足高压开关柜内温度检测的需要。内部框图见图1。

3.2主站软件

中心主站部署系统软件，实时监测是基础部分，提供一个图形化的操作界面，用户可以查询任意一台开关柜的设备（节点）运行温度、状态曲线、温度报表等信息；分析预警是高级应用，应用人工智能先进技术，构建评估和预测模型，实现状态诊断和故障预警。软件结构图见图2。

3.3通讯网络

测温终端通过485通信的方式数进行数据传输，最终通过以太网接口或无线网络将所有数据上传到中心站。

4　实践验证

高压开关温度在线监测与探伤系统在洛宁供电公司变电站现场进行了实践应用。软件主要界面如图3和图4。

通过变电站长时间的运行测试表明，系统运行可靠、稳定，能及时准地处理数据、传输数据、分析数据、超温告警和状态评估、趋势分析。

5　结语

本文研究的系统，应用非解触式红外测温技术，不需达到热平衡即可快速精确、实时连续测量温度，在可测范围内对难以接触或不安全区域安全稳定工作，使带电设备的温度测量更加安全，通过对设备相关指标数据（温度、状体评级）的监测以及未来趋势分析，实现超前预警，在问题萌芽阶段提醒相关运维人员进行处理，严格防范恶性事故的发生可能，防患于未然，真正提高供电企业运维工作效率，降低高压开关运维成本，为供电企业带来可观的经济效益和社会效益。

作者简介：王治（1978—），研究方向：电力系统自动化；郭文生（1966—），研究方向：电网管理与服务；艾东平（1968—），研究方向：电力电子。