電力設(shè)備紅外測溫系統(tǒng)探究和應(yīng)用

1、電力設(shè)備紅外測溫系統(tǒng)探究和應(yīng)用【摘要】為了實現(xiàn)對電力設(shè)備熱狀態(tài)的遠(yuǎn)程、實 時、在線的紅外監(jiān)測，從紅外基本理論出發(fā)，根據(jù)電力系統(tǒng) 的實際需求，分析總結(jié)當(dāng)前紅外測溫系統(tǒng)的原理、技術(shù)特點， 并在總結(jié)缺陷的基礎(chǔ)上提出紅外系統(tǒng)的發(fā)展方向及展望。【關(guān)鍵詞】紅外測溫，電力設(shè)備，在線監(jiān)測【中圖分類號】tm835.4【文獻標(biāo)識碼】a【文章編號】1672-5158 (2012) 11-0296-011、系統(tǒng)原理帶電設(shè)備的紅外診斷技術(shù)利用帶電設(shè)備的致熱效應(yīng)，釆 用專用儀器獲取從設(shè)備表面發(fā)出的紅外輻射信息，進而判斷 設(shè)備狀況和缺陷性質(zhì)的一門綜合技術(shù)。紅外檢測技術(shù)具有不 需停電、遠(yuǎn)距離、準(zhǔn)確高效等優(yōu)點，克服了定期計劃檢

2、修的 盲目性，具有很高的安全性和經(jīng)濟價值。隨著用電需求的日益增長，變電設(shè)備的負(fù)荷不斷增高， 設(shè)備熱缺陷引起的故障及事故也不斷涌現(xiàn)。為了及時有效地 發(fā)現(xiàn)設(shè)備的熱缺陷，紅外熱成像技術(shù)對電氣設(shè)備進行狀態(tài)檢 測技術(shù)發(fā)揮了非常重要的作用。2、技術(shù)特點(1) 高壓隔離實現(xiàn)高壓設(shè)備在線監(jiān)測，首先要解決高壓隔離問題。一 般來說，解決這個問題有兩個途徑：一是通過空間隔離，另 一是通過光纖隔離?？臻g隔離，信號可由光傳送或無線電傳 送，本文采用紅外光線進行信號傳送，它具有隔離徹底、結(jié) 構(gòu)簡單、抗干擾能力強、工作可靠等特點。而通過光纖隔離 存在著沿面放電問題，需要有較長的沿面爬電距離。(2) 抗干擾措施高壓開關(guān)柜運行

3、在高電壓、大電流的狀態(tài)，系統(tǒng)事故瞬 間還出現(xiàn)強烈的電磁暫態(tài)過程，這些都產(chǎn)生強電場、磁場及 強電磁干擾，這對于微電子系統(tǒng)及微弱信號處理非常不利。 為消除這些干擾，同時采用軟、硬件抗干擾措施，在軟件設(shè) 計上應(yīng)用數(shù)字編碼、解碼技術(shù)，剔除干擾信號，并使用了軟 件濾波技術(shù)；在硬件上采用金屬屏蔽，加強各級濾波消除高 頻干擾。檢測器與測溫點處于同一電位，減少電場的影響。 另外為消除隨機干擾，利用觸頭溫度變化相對緩慢的特點， 對檢測點信號反復(fù)接收，多次采集，排除異常數(shù)據(jù)以保證數(shù) 據(jù)可靠，通過以上綜合措施，整機有了較好的抗干擾能力， 測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。(3) 供電方式為消除強電場的影響，溫度檢測器與測溫點處同一

4、高電 位，檢測器工作電源不能從外部供給，只能由內(nèi)部產(chǎn)生，為 此，在主回路上安裝一電流互感器作為電源。但由于電氣設(shè) 備工作電流變化很大，一般可達(dá)十幾倍，為保證感應(yīng)線圈能 提供較為穩(wěn)定的電源，利用鐵芯磁飽和原理，適當(dāng)選擇鐵芯 截面，小電流時鐵芯正常勵磁，大電流時鐵芯飽和，從而提 供了變化幅度較小的電源，再通過電子穩(wěn)壓裝置，向檢測器 提供穩(wěn)定可靠的電源。（4）熱穩(wěn)定性問題紅外測溫裝置一般安裝在室外，環(huán)境溫度變化幅度較大 上，這就要求檢測器有良好的熱穩(wěn)定性。檢測器隨可遠(yuǎn)離設(shè) 備高溫區(qū)，安裝在導(dǎo)電回路溫度較低處（一般可在8（rc以 下），從而降低了檢測器耐高溫的要求。與此同時選用熱穩(wěn) 定性較好的元器件，

5、并在模擬信號通道上合理設(shè)置溫度補 償，使系統(tǒng)達(dá)到較高的熱穩(wěn)定性。3、影響因素測溫環(huán)境*光線對測量結(jié)果有較大影響，要消除太陽光以及燈光 的影響，所以現(xiàn)在測溫時間一般選擇在夜間熄燈巡視期間。*雷、雨、霧、雪及大風(fēng)的天氣里也不適宜進行測溫。*不同環(huán)境溫度時（尤其是冬天和夏天）測溫結(jié)果會有 很大的不同，因此在同一時間段里應(yīng)盡量選擇氣溫較恒定的 日子進行測溫。測溫人員不同的測溫人員紅外基礎(chǔ)知識和儀器的使用等掌握程 度不同將影響檢測結(jié)果。而每個人的測溫習(xí)慣不樣，所選 取的設(shè)備部位以及測量距離都有所不同，在電氣設(shè)備運行狀 態(tài)管理中，經(jīng)常需要把同組設(shè)備相同部位在不同時期檢測的 結(jié)果進行比較，以便掌握設(shè)備運行狀

6、況及故障隱患的發(fā)展變 化情況。所以，檢測時應(yīng)盡可能保障位置固定、高度相同、 和攝像角度一樣，這樣才可保證不同時期的檢測結(jié)果具有可 比性，應(yīng)盡量安排固定人員測量固定的設(shè)備。被測設(shè)備電氣設(shè)備在不同負(fù)荷的運行條件下發(fā)熱量也是不同的， 被測設(shè)備是否在額定電壓和額定負(fù)荷下運行及運行時間的 長短都將影響檢測結(jié)果。檢測周期紅外測溫的周期包括周期普測和特巡點測兩類。周期普 測是指有計劃、有組織和全面性的紅外檢測。特巡點測是對 普查中分離出的異常部位，開展監(jiān)測，直到消除隱患，檢驗 合格。4、總結(jié)及展望隨著紅外成像設(shè)備應(yīng)用的普及推廣，其對電力設(shè)備故障 查找發(fā)揮了較大的作用。紅外成像設(shè)備不僅可以找出發(fā)熱部 位，還可

7、測出發(fā)熱點的溫度數(shù)據(jù)，而且圖像直觀，數(shù)據(jù)可靠。 但并非所有發(fā)熱的部位都為故障，因為許多部件在設(shè)計制造 時就考慮到發(fā)熱問題，如發(fā)電機、變壓器、隔離開關(guān)、斷路 器等設(shè)備的有些部件在工作時會發(fā)熱，而且允許有一定的溫 升范圍。本系統(tǒng)具有紅外測溫功能的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控功能，實現(xiàn)了 對電氣設(shè)備的可見光圖像和熱狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程、實時、在線 監(jiān)測，具有較高的經(jīng)濟效益和工程實際應(yīng)用價值。在該系統(tǒng) 中，監(jiān)視人員可以根據(jù)激光瞄準(zhǔn)發(fā)射出的顯示在圖像監(jiān)控畫 面上的光斑，準(zhǔn)備地定位被測設(shè)備，并對其進行遠(yuǎn)程紅外溫 度測量；圖像存儲功能可將被測設(shè)備的圖像信息和溫度信息 進行存儲，為故障分析和故障診斷提供直觀而可靠的歷史數(shù) 據(jù)：還可

8、將感興趣的溫度測量結(jié)果以曲線的形式直觀地表現(xiàn) 出來，既提高了故障檢測的效率，又減少了紅外檢測的工作 量。此外，根據(jù)紅外基本理論，構(gòu)建符合系統(tǒng)要求的測溫模 型，通過仿真計算，詳盡分析了影響測溫精度的主要因素。 通過大量的溫度測量實驗，可完善了紅外測溫模型和紅外測 溫儀的性能參數(shù)。展望雖然紅外成像系統(tǒng)在電力設(shè)備方面取得很大的應(yīng) 用，仍需進一步的開發(fā)空間和大量的完善工作。有下列工作 需要完成：(1) 紅外監(jiān)控應(yīng)用于電力系統(tǒng)還存在一定的局限性， 最主要的是對于油箱內(nèi)的故障幾乎不能快速反應(yīng)，只能通過 設(shè)備表面的溫度異常間接判斷，因此紅外測溫儀對于內(nèi)部故 障的診斷，對故障原因及機理的判斷尚有待于加強。(2) 采用nipci系列數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集卡和紅外 測溫儀，在本系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)高精度的監(jiān)測系 統(tǒng)。(3) 紅外視頻一體機的云臺控制與視頻、紅外的坐標(biāo)關(guān)聯(lián)尚需改進，以達(dá)到所見即所得的目的，使監(jiān)控更加直觀。監(jiān)控系統(tǒng)的紅外數(shù)據(jù)與視頻信號的融