淺談變電設備運行維護中紅外線診斷技術的應用

劉強 王冰

摘要：隨著經濟和科技水平的快速發展，伴隨著國家經濟水平的持續提升，我國的用電量也在不斷的提升。對以往數據進行統計分析，我國當前用電量提升的幅度在15%左右。持續提升的用電量需要有輸變電設備為其提供可靠穩定的運行保障。一旦輸變電設備發生故障，則會影響用戶的正常用電。當前輸變電設備產生問題大部分都是因為設計上存在缺陷和線路出現老化等，在故障出現之后，如果仍然使用傳統的方式，經常需要對其進行持續的排查，這種情況將導致供電被迫中斷，產生財產損失十分巨大。近幾年，伴隨著科技的持續發展，紅外診斷技術開始被應用到對輸變電設備問題的診斷中，基于此，本文對其相關內容進行分析和總結。

關鍵詞：紅外診斷技術;電力系統;診斷技術

引言

電力是維持人們生產、生活的基礎能源，一旦電力運行出現故障，將會對個人、乃至國家都造成極大的影響。電力供應過程中，離不開各種電力設備的參與，如變壓器、配電器、輸電電路等，因此對電力設備運行風險進行定期檢測與診斷是必不可少的工作。對于電力設備運行風險檢測方法有很多，包括振動法、聲學法、沖擊能量與沖擊脈沖測定法、紅外檢測方法等。其中紅外檢測方法是較為常用的手段，而采用這一手段的原因在于電力設備故障的發生常伴隨著發熱、升溫現象。電力設備中充斥了各種導線和連接件，長期暴露在外界環境中，受到各種因素的侵蝕作用以及設計、施工上的問題，從而影響設備老化、損壞以及接觸不良，而這些故障的出現，會導致電力設備損耗增大、漏電流增大、接觸電阻增大等，這些問題都會相繼引發局部發熱，故障點溫度升高。

1紅外熱像技術概況

紅外熱像技術就是利用紅外輻射原理，通過測取目標物體表面及背景的紅外輻射能，將被測物體表面的溫度分布轉換為形象直觀的熱圖像（灰度圖或彩色圖）。目前，用于電力系統紅外檢測的儀器有四類：紅外測溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀、紅外行掃儀。其中，紅外熱像儀應用最為廣泛。紅外熱像儀是紅外技術發展的主要標志，基本結構由光學系統、掃描機構、紅外探測器、前置放大器、視頻信號預處理電路、顯示記錄系統和外圍輔助裝置等組成。它的核心器件是紅外探測器，可分為單元探測器、多元探測器和帶有內處理功能的探測器。

2紅外診斷技術具備的特點

紅外診斷技術出現的時間相對較晚，但是這種檢測方式已經獲得了比較廣泛的應用。通過對紅外診斷技術的分析可以看出其自身的優勢主要包含以下幾種：（1）非接觸性。紅外診斷技術本身配備了便于攜帶的紅外線傳感器，這一傳感器可以快速的獲取輸變電設備的紅外輻射，并且紅外線傳感器最遠可以測試50米內的紅外輻射，在實際進行測量的過程中維護人員和輸變電設備并不需要直接的接觸，同時也不需要使用傳統的方式去將輸變電設備整體拆分才能夠尋找到故障點。非接觸的的特質讓維護人員自身的安全得到了保障，并且也能夠減少拆分，從而能夠快速的完成輸變電設備的維修以及日常的檢查。（2）具有強大的直觀性。紅外診斷技術其主要的原理是將傳感器通過測量得到的紅外線輻射信號傳輸到計算機中然后將其轉變成為一種比較直觀的圖形，并且在圖形中可以直接顯示不同地方的溫度，并最終確認故障點的位置，紅外診斷技術的直觀性強除了能夠提高檢測效率之外，因為其不需要直接接觸設備就能夠得到測量結果，所以在測量上的難度和所需要的工作量上都有不同程度的降低。

3變電站設備紅外診斷的策略

3.1電力設備紅外圖像采集

電力設備紅外圖像采集是進行故障風險診斷的首要步驟，其用到的設備為紅外熱像儀。紅外熱像儀主要分為兩個單元，即探測單元和控制單元，前者主要拍攝和轉換，后者主要負責信號處理分析。其基本過程如下：首先輻射信號通過光學系統（垂直掃描鏡、水平掃描鏡以及鏡頭）投射到紅外探測器上，紅外探測器的主要作用是將入射的紅外輻射信號轉變成電信號，是整個紅外熱像儀的核心部件。轉換過來的電信號中部分信號較弱需進行放大處理，且部分信號會存在噪聲，需進行去噪濾波提高圖像質量。最后將處理好的電信號通過顯示器顯示出來，并用于后續風險診斷。

3.2相對溫差判斷法

這種方法主要被用于電流制熱型的設備，尤其是一些小負荷的設備，可以更好地減少漏判問題。這種方法主要是為了減少在電流較小，環境溫度較低的情況下產生的誤判。在這種情況下，變電設備的溫度并沒有超過國家的相關標準，但是這些設備往往會出現一些故障。為了避免這一情況的出現，就需要利用相對溫差判斷法。這種方法主要是利用設備狀態基本相同的兩個對應測點之間的溫差與其中較熱測點的溫升的比值進行判斷。

3.3變電站設備紅外診斷注意事項

（1）變電站進行紅外診斷，首先要求在視野相對開闊的區域去完成拍攝，這種方式能夠檢測出設備存在發熱點的具體位置，通過這樣的方式能夠快速的得出發熱點，并且還能夠有效的預防出現的遺漏問題。（2）使用針對多個設備檢測獲得的圖譜去對出現故障的點進行分析，針對當前設備可能出現的問題給予精準的判斷，能夠把缺陷部位紅外熱像快速準確的展現給檢修人員，完成檢修工作。另外在檢修完成后，再進行一次紅外診斷，能夠保證設備檢測的質量。（3）提升紅外檢測的效率。在現場需要把外部環境對于紅外熱像儀帶來的干擾給予排除，諸如陽光和燈光產生的干擾等。

4結語

紅外檢測技術進行研究。通過該研究證明了本文方法的有效性，但是受時間和精力的限制仍存在一些缺陷，即沒有與其他診斷方法進行對比研究，因此本文方法的診斷精度沒有得到檢驗，在未來的研究中有待進一步分析和探討。針對紅外輻射量出現異常的設備采取有針對性的、適當的檢查。除此之外紅外診斷技術還可以十分精確的完成設備故障的定位。本文針對紅外檢測技術在我國的使用進行了相關的分析與總結，希望能夠在未來研究工作中，對于紅外診斷技術給予持續的開發，使其可以應用的范圍不斷的提升。

參考文獻

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