論輸變電設備紅外流媒體精確測溫及圖譜庫建設

摘要：紅外測溫技術能為診斷電力設備健康運行狀況提供科學依據，能及時發現輸變電設備存在的異常缺陷或隱患，可將事故消除在萌芽狀態。加強輸變電紅外測溫是電力系統發展的需要，對于提升電網安全運行水平、加強電網設備管理有著非常重要的意義。以某供電局為例，探討了輸變電設備紅外流媒體精確測溫和圖譜庫的建設、功能及應用。

關鍵詞：輸變電；紅外測溫儀；紅外圖譜庫管理系統

電力紅外診斷技術是一種診斷電氣設備和線路熱故障的有效先進技術。目前電力系統都在由計劃檢修向狀態檢修過渡。紅外診斷技術可以為狀態檢修提供有利的科學依據，更能適應這種需要。隨著電力工業的高速發展和普及，應用紅外成像技術已經成為電力企業科技進步的必然需求。DL/T 664-2008《帶電設備紅外診斷應用規范》建議：對變壓器、斷路器、套管、避雷器、電力電纜、線路等進行精確檢測，對原始數據及圖像進行存檔；有條件的單位可開展220kV及以下設備的精確檢測并建立圖譜庫，進行動態管理。

桐廬縣供電局一直重視并開展紅外測溫工作，但紅外檢測及其數據精確性、完整性不高，且無統一、規范的紅外圖像采集標準和圖譜庫建設標準，也沒有一套完整的紅外數據庫管理系統，離精益化測溫管理、狀態檢修數據要求相去甚遠。采用紅外流媒體精確測溫技術，能準確、快速、實時地采用非接觸手段在線監測和診斷出電力設備的大多數過熱故障。為保證電力設備的安全運行，符合狀態檢修紅外測溫數據管理要求，桐廬縣供電局針對運行的輸變電設備開展了兩年的紅外流媒體精確測溫工作，并建成了紅外圖譜庫。該紅外圖譜庫可對所有輸變電設備溫度數據進行集中存檔管理，有效克服目前人工數據管理的困難，改變了以往沒有規范的紅外圖像采集標準以及沒有紅外數據庫管理系統的狀況，有效減輕現場紅外測溫以及后期維護工作量。

一、紅外流媒體精確測溫和系統建設

計算機信息系統在電力系統的廣泛應用和紅外采集技術的發展為建設基于計算機信息系統的紅外圖譜庫創造了有利條件。桐廬縣供電局于2010年開始探索輸變電設備紅外精確測溫，2011年推廣輸變電設備紅外流媒體精確測溫，全面完成了輸變電設備紅外圖譜庫建設，實現輸變電設備紅外熱圖的規范采集、集中管理，并實現橫縱向對比、動態分析和查詢功能。

1.紅外數據流媒體采集

根據浙江省電力公司《輸變電設備紅外圖譜庫建設采集規范（試行）》，首先明確了采集范圍。而后再根據負荷、天氣情況適時安排運檢人員和專業紅外公司技術人員開展現場紅外流媒體精確測溫工作，能準確、快速、實時地采用非接觸手段在線監測和診斷出電力設備的大多數過熱故障，并采集紅外數據流媒體、可見光資料以及記錄各種設備資料，主要包括設備紅外數據流媒體文件、關鍵設備對應可見光照片和設備參數、運行工況等信息。根據輸變電設備的發熱特征類型和數據分析的需求，紅外流媒體精確測溫檢測方式分為以下三類：

（1）電流致熱型設備檢測方式。使用紅外熱成像儀器對電流致熱型設備三相進行多幀頻紅外拍攝并保存紅外圖像數據流。

（2）電壓致熱型設備檢測方式。使用紅外熱成像儀器按照變電間隔對電壓致熱型設備單相進行多幀頻紅外拍攝并保存紅外圖像數據流。

（3）缺陷設備拍攝方式。對判斷出有缺陷的設備，采集設備360度全景紅外溫度數據流影像細節。對危急缺陷設備須進行8小時以上定點連續監測，獲取定點連續監測的時間溫度趨勢分析數據影像資料，提供設備的時間溫度趨勢分析數據報告。

2.設備基礎資料錄入

該項工作內容是建立完整的輸變電設備信息基礎資料庫，以實際設備情況對紅外數據庫中的設備進行命名，保證數據庫中設備名稱的統一、規范性，并對設備紅外圖進行分析，顯示關鍵部位的溫度數據信息以及缺陷狀態信息。遠景還可研發完成輸變電紅外圖譜庫管理系統與輸變配一體化系統（即PMS系統）的接口，直接將PMS系統設備臺帳基礎資料導入到紅外圖譜庫系統，減少后期數據庫設備的動態維護等重復性工作。

3.建立圖譜庫并實現紅外數據管理

經過多次調研，完成了紅外圖譜庫建設，并實現集中管理輸變電紅外圖譜，實現設備快速搜索、查找；對發熱缺陷或熱態異常設備可進行分類管理，可掌握設備消缺情況、消缺時間；實現設備橫縱向數據對比，對發熱缺陷設備進行同類設備分析，以及該設備在不同時間段運行情況的對比，并以流媒體技術得以實現動態縱向分析。

二、紅外圖譜庫的主要功能

輸變電設備紅外圖譜庫系統可快速調用、分析采集的紅外溫度數據，實現輸變電設備紅外熱圖橫縱向對比、動態分析和查詢功能。將拍攝下來的紅外數據通過計算機進行高速分析，形成溫度的峰值曲線積分，對于數萬幀的紅外數據，只需要幾分鐘的時間就可分析完畢，并根據分析完畢的特征溫度趨勢曲線自動調出異常的設備，并自動生成規范的紅外報告。

1.數據庫管理

（1）快速搜索、查找設備。直接以下拉菜單方式選擇設備名稱或者缺陷類型進行設備搜索、查找。

（2）缺陷類別管理。對于輸變電設備缺陷可進行分類管理，對一般缺陷、嚴重缺陷、危急缺陷設備進行分類查看；可掌握設備發現時間、消缺情況、消缺方式、消缺時間等內容。

（3）設備橫縱向數據對比。對發熱設備缺陷進行縱橫向分析，可選擇同類型、相同負荷、相同運行環境下輸變電設備的三相紅外流媒體數據進行橫向分析、對比，也可選擇該設備在不同運行時段、負荷峰平谷段的運行情況進行縱向分析。

2.數據分析

在紅外數據庫管理系統內可實現對紅外基礎數據快速分析、查看；對紅外基礎溫度數據進行批量分析，采集每一幀紅外數據最高溫度，形成隨溫度變化的趨勢曲線，通過趨勢曲線可快速查看隱患設備紅外圖譜并可進行分析。對于隱患設備360度全景攝像，可以反映缺陷設備全貌，還可對疑似隱患發熱設備進行周期性連續監測，形成隨時間變化的溫度趨勢曲線，并對隱患設備進行定性分析（見圖1）。

3.報告自動生成

完成分析后，將數據直接上傳到數據庫便可快速生成相應的報告。報告信息包括拍攝距離、環境溫度、相對濕度、風速、電壓、電流、關注區域溫度分析、分析人、分析時間等內容。

4.建立網絡化的熱圖管理平臺

為內部運檢工作提供支持是構建圖譜庫管理面向網絡化制造的資源共享服務平臺的根本目的。運檢部門或職能管理部門作為客戶端發起調用設備紅外分析報告請求，平臺的紅外圖譜庫管理系統服務器提供了運行、檢修工作中需要的分析報告數據和紅外原始數據，可供相關部門在需要時調用、下載。還可同時對平臺的紅外圖譜庫管理系統服務器調用、查看、下載紅外分析報告，一方面可實時查看調用設備檢修情況，跟蹤設備的復測情況，另一方面可根據缺陷報告情況合理安排檢修工作。

三、實際應用情況說明

之前的紅外檢測及其數據精確性、完整性不高，且無統一、規范的紅外圖像采集標準和圖譜庫建設標準，也沒有一套完整的紅外數據庫管理系統，離生產精益化管理相去甚遠。自開展紅外流媒體精確測溫以及紅外圖譜庫系統建成后，首次實現了紅外采集技術從靜態單張拍照向動態連續攝像的過渡，攝像方式對電氣設備采集數據更加完備、規范；隱患設備詳實的動態連續紅外溫度數據流為客觀、嚴謹的科學研究提供了重要參考；可對所有輸變電設備溫度數據進行存檔、管理，并能清晰掌握設備運行狀態，可以快速調用、分析采集的紅外溫度數據，實現輸變電設備紅外熱圖的集中管理，解決了以往人工數據管理的困難問題，改變了以往沒有規范的紅外圖像采集標準以及沒有紅外數據庫管理系統的狀況，有效減輕現場紅外測溫以及后期維護工作量。

系統使用兩年來，桐廬縣供電局進一步規范了輸變電設備紅外圖譜庫采集，建立了《輸變電設備帶電紅外測溫管理規定（試行）》，并逐步在配電設備上推廣應用。加強了紅外圖譜數據庫采集規范化的培訓，委托紅外技術檢測專業人員指導培養了一批精通現場拍攝和設備紅外管理的人才，扎扎實實做好了設備診斷、分析工作。同時有效減輕了輸變電運檢工作量，提高了工作效率，節約了人工和維護成本。期間也曾通過紅外精確測溫、數據圖譜庫分析，多次發現了輸變電設備隱蔽性的發熱缺陷，避免了電網設備事故的發生，同時對于提升電網安全運行水平、加強電網設備管理有著非常重要的意義。

四、結論

電力設備紅外流媒體精確測溫是一項有效、安全而經濟的非接觸式監測手段。輸變電設備紅外圖譜庫的建成可實現輸變電設備紅外數據的存檔、分析、管理，對狀態檢修運行狀態量的收集創造了有利的條件。通過多年的實踐，加強輸變電設備紅外精確測溫及圖譜建設，對熱態異常點進行跟蹤、分析，能有效避免輸變電設備事故的發生。積極推廣、系統應用，逐步使外精確測溫和分析診斷工作步入常態化管理，可有效促進生產管理精益化和運維狀態化，確保電網的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]DL/T 664-2008，帶電設備紅外診斷應用規范[S].

[2]輸變電設備紅外圖譜庫建設采集規范（試行）（浙電生字〔2011〕93號）[Z].

（責任編輯：劉輝）