一種多功能運行工況檢測裝置的研究

黃秋至

（廣東電網有限責任公司河源供電局，廣東 河源 517000）

1 紅外測溫技術的目的與局限

隨著用電需求的日益增長，我局變電設備的負荷不斷創新高。同時，設備熱缺陷引起的故障也不斷出現。為了及時有效地發現設備的熱缺陷，我局積極地應用紅外熱成像技術對電氣設備進行檢測，并取得了優異的效果。就2018年的紅外檢測工作，我所93個變電站共發現設備熱缺陷110多起，其中緊急、重大缺陷43起，有效地將設備缺陷消滅在萌芽狀態。紅外診斷技術對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測，使傳統電氣設備的預防性試驗維修提高到預知狀態檢修，采用紅外成像檢測技術可以在設備不停電的情況下對正在運行的設備進行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值，據此對各種外部及內部故障進行診斷，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優點，能提前發現包括發熱在內的電氣設備異常并及時處理，提高了設備的可靠性，保證電網的安全運行。

實際使用過程中，現有的紅外測溫成像儀難以滿足對于多種電氣設備的維護要求，現有的儀器檢測范圍存在一定的局限性且不同時具備可見光探視功能。如（1）變電站10kV開關柜倒閘操作時觀察窗存在視覺死角，在倒閘操作時刀閘難以看清合閘質量；若因刀閘無法觀察，刀閘合閘不到位，送電時帶上負荷有可能導致開關柜炸毀，危及設備和操作人員安全。（2）在斷路器動作次數、SF6氣體設備壓力值維護數據抄錄時以及主變上部巡視時，部分設備過高難以看清，給運行維護記錄帶來困難，造成巡視維護不到位。在無準確數據記錄的情況下，使設備運行存在安全盲區。（3）在防小動物封堵檢查工作時，人員需要進入電纜溝檢查封堵情況，在多根電纜交叉重疊的地方又難以看清具體的封堵情況，如果有一種輕便可移動的檢測工具代替人員進入電纜溝內檢查，可大量減輕人員的工作量，并提高檢查質量。

2 一種自主設計制作的多功能運行工況檢測裝置

2.1 設備的功能

此裝置在日常工作可用于紅外測溫和巡視檢查，同時倒閘操作時可用于檢查動靜觸頭接觸是否良好，兼具紅外測溫功能和可視化功能作業。

2.2 設備結構框架

設備主要包括采像探頭、伸縮桿和顯示器

采像探頭（圖1）包括紅外熱成像儀和偉星攝像儀，紅外熱成像儀用于采集被測設備的熱圖像信息，攝像儀用于采集所述被測設備的光學圖像信息。

圖1

紅外熱成像技術可以將光譜中不可見的紅外輻射信號轉化成為可見的二維圖像，實現無光環境下的優秀成像。目標物體在光照條件較好的白天環境中，可見光圖像能夠提供更加豐富的顏色紋理信息，而在光照條件較差的夜間環境中，紅外圖像具有比可見光圖像更加清晰的物體溫度信息。因此利用不同傳感器的互補性，獲得目標更全面、更豐富、更多細節的多源信息，能有效提升紅外熱成像系統目標檢測準確度。顯示器采用兩進一出轉換器音視頻AV切換器AV顯示器分屏器一分二2進1出分頻器。

該裝置可實現過熱設備的報警聯動，當被測設備達到設定告警值時，將會在顯示器顯示畫面和溫度報警聲。

伸縮桿包括套桿和設置于所述套桿的內部的移動桿，且一端與采像探頭連接，另一端與顯示器連接，如圖2所示。

圖2

伸縮桿的內部設置有用于驅動所述伸縮桿伸縮的驅動電機，在所述顯示器上設置有用于控制所述驅動電機的工作狀態的開關，使用電動伸縮桿更有利于保證行程距離的可靠和便捷性。

顯示器與所述采像探頭電連接，用于接收并顯示采像探頭采集的圖像信息。

采像探測器還包括報警器、溫度傳感器和蜂鳴器，且溫度傳感器、蜂鳴器分別與控制器電連接，溫度傳感器設置于所述采像探頭上，用于采集所述被測設備的溫度信息，當裝置因外部原因過熱時，當溫度達到所設定的告警溫度時，蜂鳴器將會發出鳴笛告警聲。

2.3 設備的運用

尤其是在能見度低、人工難以攀爬或有危險的位置進行探測時，可大幅度減少由于人員疲勞或位置危險所導致的檢測遺漏，提高檢測效率，降低維護成本，完成安全高效的巡檢作業，具有高安全性、高效率性、運行成本低等明顯優勢。

大量使用電纜管道的情況下，容易出現很多肉眼無法檢測到的故障，如電纜破裂、電纜放電等情況，利用檢測裝置可深入對管道溫度進行檢測，根據熱成像圖顯示的溫度異常情況，迅速發現破裂損壞的地方，及時采取有效措施，避免了僅依靠人工“聽-看-聞-摸”的檢測方式。

在顯示器上采用雙顯示圖像（紅外圖像和可見光圖像），裝置能夠自動追蹤設備高溫點以及高溫提示報警功能，操作中可以檢測操作質量及結果是否符合標準，以達到安全生產的目的。該裝置集紅外測溫、巡視攝像多功能于一體，輕巧方便攜帶，不僅減少了攜帶工具的數量，還提高巡視維護操作質量和效率，防患于未然，消除安全盲區。