紅外線成像技術在大型電站中的應用

摘 要：紅外線成像技術是一種專門用于診斷故障的技術，它在應用過程中，具有無損性和非接觸性等特點，在對電力設備進行診斷的過程中，能夠第一時間找到故障地點以及原因，更重要的是，可以對設備可能發生的故障進行預測，因此有效降低了設備停運的概率，從而為相關部門減少了損失，提升了電力系統的安全性和穩定性。在這種情況下，積極加強紅外線成像技術在大型電站中的應用研究具有重要意義。

關鍵詞：紅外線成像技術；大型電站；應用

前言

近年來，我國加大了大型電站的建設力度，大型電站日常運行過程中的穩定性，不僅同其自身的經濟利益具有直接的關系，同時還對電網的安全性具有直接影響，紅外線成像技術就是在這一背景下被有效應用于大型電站的故障診斷當中的，極大地提升了大型電站運行穩定性。鑒于此，文章首先對紅外線成像技術進行了簡要概述，并進行了干擾紅外線成像技術影響因素的減少措施的探討，最后針對紅外線成像技術應用中的缺陷提出了彌補措施，希望對提升我國大型電站的運行效率起到促進作用。

1 紅外線成像技術概述

1.1 原理

該技術在應用過程中，能夠應用紅外熱像圖取代被檢測主體的紅外輻射能量，并實施故障檢測。現階段，我國對該技術的應用主要是通過紅外熱成像儀來實現的，該設備擁有多個組成系統，包含顯示系統、紅外探測器和掃描-聚光的光學成像物鏡等。紅外射線由被檢測的主體發出，在光學成像物鏡和紅外探測器的作用下，會在光敏元件中反映出來，這一元件位于紅外探測器之上，而最終的紅外熱像圖是在顯示器中呈現出來的，值得注意的是，這一過程中，熱分布場在物體表面中的體現同熱像圖可以實現一一對應[1]。不同的顏色存在于熱圖像當中，它能夠對被測主體不同位置的溫度進行反應，如果物體表面擁有較高的穩定，那么將產生相對明亮的顏色。在紅外熱像圖的基礎上，工作人員在實施檢測工作的過程中，可以在第一時間將設備表面當中的過熱位置找到，在對其進行深入分析的基礎上，能夠明確過熱產生的原因，從而制定有針對性的解決措施。

1.2 應用方法

在對紅外線成像技術進行應用的過程中，首先，應建立健全的工作計劃。大型電站至少每月都應對該技術應用一次，有效檢測輸電、發電以及輔助電氣設備的運行狀況，對產生高溫的位置進行明確的標注的記錄，并對測溫圖片進行保存；其次，構建健全的紅外測溫數據庫[2]。工作人員在定期應用該技術進行設備檢測的過程中，會產生大量的紅外測溫數據，這些數據應完全收集到相關數據庫當中，工作人員應對不同時期產生的不同設備數據進行對比，并找到發生變化的規律，從而對設備運行狀況進行科學的評估；最后，持續跟蹤過熱部位。重點跟蹤檢測過程中產生的過熱點，同時對紅外譜圖周期進行調整，并根據數據狀況對設備應用規律以及故障發生趨勢進行有效的判斷，從而有針對性地采取措施對設備進行維護。

2 紅外線成像技術影響因素的減少措施

大型電站在對紅外線成像技術進行應用的過程中，會受到多種因素的影響，降低故障檢測效率和準確性。在這種情況下，積極加強紅外線成像技術影響因素的減少措施研究具有重要意義。

首先，大氣影響方面。二氧化碳以及水蒸氣等是大氣中的基本構成因素，會有選擇性地吸收一定物體輻射能量，導致衰減現象產生于輻射能量當中[3]。并且，而紅外線輻射還會受大氣內部的懸浮顆粒的影響而發生散射，促使輻射能量在紅外物體中降低。在這種情況下，大型電場在對紅外線成像技術進行因雇傭的過程中，如果需要在室外展開工作，那么應盡量避免雨、霧、沙塵等天氣，或者對擁有大氣模式補償裝置的相關設備進行應用。

其次，測試背景方面。3至4微米波長區域是太陽光進行漫反射和反射過程中的長度，而紅外線成像技術應用過程中所擁有的波長區域同這一區域相近，因此對紅外線成像技術的故障檢測精度造成了一定影響，并且被檢測物體在運行過程中，受太陽光的照射也將產生升溫的狀況，導致測量準確度下降[4]。在這種情況下，大型電站在應用紅外線成像技術進行設備故障檢測的過程中，如果必須在室外完成相關工作，最佳的時間為夜間或陽光照射弱的陰天狀況，而在室內環境中利用紅外線成像技術時，應盡量將照明燈具關閉。

3 紅外線成像技術應用中的缺陷以及彌補措施

3.1 缺陷

無法及時發現設備內部故障。紅外線在應用過程中擁有較低的穿透性，因此大型電站運行中設備的絕緣材料外殼是無法被有效紅外輻射進行有效穿透的，因此在紅外線成像技術是無法對電氣設備的內部故障進行及時判斷的。而設備內部故障只有在長時間的過熱狀況下，才能夠通過熱傳導作用，在設備表面體現出來，而只有此時紅外線成像技術的功能才能夠發揮出來[5]。值得注意的是，部分設備內部故障是在已經發生或者已經產生了一定嚴重影響以后，才能夠被該技術發現并消除。

通常情況下，大型電站應用的電氣設備都擁有防護外殼，觀察孔被應用于重點部分，工作人員可以通過該孔對導體連接以及絕緣狀況在設備中的體現進行有效的觀察。然而，樹脂以及玻璃是構成該觀察孔的主要材料，其擁有較高的反射率，此時對紅外線成像技術的應用，只是對觀察孔溫度的反映，并沒有對設備內部故障部位的真實溫度進行準確的反映。

3.2 彌補措施

首先，對RTD等熱敏元件進行敷設。針對紅外線成像技術違反探測到的設備內部位置，應對熱敏元件進行敷設，而要想對這一部位的溫度進行直觀顯示，可以對溫度巡控儀進行利用；其次，對設備結構進行改善。現階段，大型電站運行過程中，在構建設備觀察孔的過程中，可以應用開打開的模式，閉鎖中可以利用鑰匙，這樣一來，在對紅外線成像技術進行應用的過程中，就可以打開觀察孔；再次，綜合應用多種檢測方法。傳統的大型電站設備檢測過程中，采用局部放電和高壓預防性試驗等，這些方法可以對設備中的部分問題進行有效的檢測，新時期，在積極提升檢測效率的過程中，可以對這些方式進行綜合利用，從而提升故障檢測的全面性，實現優勢互補。

4 結束語

綜上所述，近年來，為了提升大型電站運行過程中提供電能的穩定性，相關工作人員將紅外線成像技術應用在了大型電站的故障檢測當中，這一技術具有較快的檢測速度，能夠輔助相關工作人員更加直接地對故障進行判斷，更重要的是，這一技術在檢測的過程中，可以實現不停電檢測，從而極大地減少了大型電站以及相關部門的經濟損失。現階段，我國在積極提升電能可靠性和穩定性的過程中，應加大對紅外線成像技術的研究力度，采取有效措施彌補這一技術的缺陷，從而為電能可靠性的提升奠定良好的基礎。

參考文獻

[1]譚曉暉，高權，楊帆.紅外線成像技術在變壓器故障診斷中的應用[J].包鋼科技，2015，06：18-20+92.

[2]趙明階，徐蓉.超聲波CT成像技術及其在大型橋梁基樁無損檢測中的應用[J].重慶交通學院學報，2014，02：73-77+86.

[3]許敏，周鳴，韓浩江，等.紅外檢測技術在變配電站實時視頻監測系統的應用[J].華東電力，2014，04：661-663.

[4]李光民，孫淑君.非接觸式遠紅外線加熱技術在大型熱風爐拱頂消除應力退火中的應用[J].冶金設備，2015，06：41-44.

[5]顏志恒，沈琦.表面封閉式無蓋重固結灌漿技術在大型地下電站引水隧洞中的應用[J].中國水運（下半月），2014，10：311-313.