浅谈红外热成像技术在变电设备中的运用

何志宏

摘 要：红外热成像检测技术是利用红外热像仪将物体的热辐射以扫描成像的方式进行远距离实时在线诊断。在电力系统中，电力设备故障绝大多数都以局部或整体过热或温度分布异常为征兆，通过运用红外热像仪检测电力设备运行中发射的红外辐射能量，就可以获得电力设备表面的温度分布状态及其包含的设备运行状态信息，分析处理这些信息，就能够对设备中潜伏的故障或事故隐患属性、具体位置和严重程度作出定量判断。

关键词：红外热成像;变电设备;测温技术

1.引言

美国德克萨斯仪器公司（TI）在1964年荫次研制成功第一代的热红外成像装置，对目标的热辐射进行图像分解扫描，然后应用光电探测器进行光一电转换;最后形成热成象视频信号，并在荧屏上驻示，红外热成像系统至今仍是军用飞机、舰船和坦克上的透要装置。红外热成像检测技术是利用红外热像仪将物体的热辐射以扫描成像的方式进行远距离实时在线诊断。在电力系统中，电力设备故障绝大多数都以局部或整体过热或温度分布异常为征兆，通过运用红外热像仪检测电力设备运行中发射的红外辐射能量，就可以获得电力设备表面的温度分布状态及其包含的设备运行状态信息.目前，变电站需要每月开展一次全面测温及一次普测，以便及时发现设备发热的缺陷并及时处理，确保设备和电网的安全稳定运行。随着红外热成像技术的普及和应用，对原有设备测温方式进行探索，并逐步进行改进。

2.红外热成像仪优点

红外热成像仪与红外线点温仪相比有以下优点：

一是操作简单、携带方便、测温精度高、测量结果不受测量环境中电磁场的干扰;

二是图像清晰、稳定、具有较高的温度分辨率和空间分辨率，测量精度和测温范围满足现场测试要求;

三是能够直观反馈出受测设备的温度分布情况，红外图象能够进行存储和导出，便于进行进一步分析和判断。

红外热成像仪以其众多优点迅速取代红外线点温仪成为变电站设备测温的主要工具，红外线点温仪作为补充。

3.变电设备红外测温的不足

测温工作仍然使用原先的全面测温和普测的表格。每月的全面测温工作开展时，对每个间隔的设备进行红外成像，并记录该间隔所有测温点的最高温度。

一是红外热成像仪能夠对一个测温区域的最高温度进行自动寻找和测量，并在液晶屏中显示出来，因此，在设备接点测温中就能够很方便的查找到最高温度点，可以保存下来作为检修部发热缺陷处理的重要参考。

二是红外热成像仪能够将成像区域中的所有物体的温度按照色标进行显示，能够从红外图象中根据色标的差异直观看出温差，能够明确发热点的温升，便于进行类似位置不同相别之间的温度比对。

三是使用红外热成像仪后能够对设备的红外图片进行记录，而全面测温表格往往需要打印50-100页，携带不便，填写不便，依旧使用原始的纸质测温记录的方式将造成运行人员很大的工作负担。特别是运维操作站成立后，一个运维操作站管辖数个甚至数十个无人值班变电站，再使用原来的纸质记录模式不再适应新的运行模式的需要。

四是使用纸质记录时存在不同程度的根据区域最高温度编造各点温度的情况，甚至存在未到现场测温编造数据的情况，达不到进行全面测温的目的。

五是执行过程中发现运行人员进行红外图片存档时的留档图片的选择方式各不相同，存在同一变电站有的运行人员保存了500张图片，而有的保存200张图片的情况，也存在存档时没有将最高温度图片保存的情况。

六是测温中对于同一设备，在不同方向和角度进行红外成像可能会有差异。如隔离开关的柱头与引流线连接处线夹发热，但若在柱头靠动触头侧进行测量将由于柱头的遮挡而无法发现发热点。

4.改进措施

一是改变使用纸质记录的记录方式，利用红外热成像仪的图片存档功能进行改进。

二是人员测温后到现场进行抽查，对于发现的发热点对照测温记录进行比对、考核。

三是检测时以阴天、多云气候为宜、晴天要避开阳光直接照射或反射入镜，无雾。在室内检测避开灯光的直射，某些设备应避开人体热源的红外反射，室内最好闭灯检测。

四是对站内每个间隔设备的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、阻波器、耦合电容器、支持瓷瓶、引流线、端子箱进行红外热成像测温，并按照间隔顺序保存图像，以录音形式对设备名称进行区分和明确。GIS设备应对进出线接头、引流线、支持瓷瓶、汇控柜进行测温。封闭式高压开关柜应对柜体进行测温。

五是购置有红外与可见光结合的热成像仪，并配置广角镜头，在图象留档时能够根据所测设备上下方或周边的设备标识，通过可见光图片直观确定所测设备。运维站制定适合每个变电站的测温顺序，如：确定间隔顺序进行测温，先拍摄本间隔断路器的设备标示作为起始图片，然后测试断路器、隔离开关，隔离开关的编排顺序可以从母线侧至线路侧，然后是电流互感器、电压互感器等，最后以下一间隔断路器作为本间隔的终止。由于热成像仪图片是按顺序编号，在查找定位时可以节省工作量。

参考文献

[1] 黄永晶.电信通信网络传输的安全维护方案[J].科学技术创新，2019（12）

[2] 李磊.网络通信中的数据信息安全保障技术分析[J].网络安全技术与应用，2019