電力巡檢紅外熱成像測溫方案

詳細說明

一、行業(yè)背景

進入六月，廈門市用電高峰如期而至。進入炎炎夏日，高溫暑熱天氣來勢迅猛。當人們在空調(diào)房中享受清涼的時候，電網(wǎng)也正在經(jīng)歷著持續(xù)高負荷的“烤驗”，電網(wǎng)設(shè)備安全運行、可靠供電及優(yōu)質(zhì)服務(wù)面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

電網(wǎng)系統(tǒng)面臨的負荷繼續(xù)攀升，對配電設(shè)備的巡查、控制、檢測工作量也隨著增加，隨之而來的是人力需求的加大。為更好的解決夏季電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的問題，在智能化市場趨勢下，紅外熱成像測溫儀應(yīng)勢而生。該產(chǎn)品可以進行儀表數(shù)據(jù)的讀取，對配電設(shè)備和設(shè)備接頭進行紅外測溫，提前發(fā)現(xiàn)隱患，從根本上改變早期人工巡檢運行設(shè)備的故障診斷方式，提高設(shè)備的可靠性與有效性，提高用戶運行經(jīng)濟效益，降低維修成本都有很大的意義。

二、方案需求

對輸電線路進行定期巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的運行情況以及線路周圍環(huán)境，是用戶工程人員一項繁重的日常工作。人工巡檢是一種傳統(tǒng)的巡檢方式，也是目前用電設(shè)備及輸電線路巡檢的主要方式。由于部分輸電線路隱藏在橋架內(nèi)或者電纜溝內(nèi)，無法直接反饋出輸電線路的運行情況。

使用紅外熱像儀等巡檢設(shè)備對輸電線路進行巡視檢查的全新巡檢技術(shù)，具有迅速快捷、工作效率高、不受地域影響、巡檢質(zhì)量高、安全性高等優(yōu)點。設(shè)備本體巡檢效率和質(zhì)量顯著提高，并且極大降低了勞動強度，提升了巡檢效率，確保了對電力設(shè)備狀態(tài)的運行維護能力。因此，紅外熱成像儀的應(yīng)用是線路巡檢智能化發(fā)展的有效解決方案。

三、技術(shù)應(yīng)用

3.1 設(shè)計原理

自然界中一切溫度高于絕對零度的物體無論在什么環(huán)境下都在不斷地敷設(shè)著紅外線，這種現(xiàn)象我們稱為紅外熱輻射。紅外線具有兩個重要的特性：（1）物體的熱輻射能量的大小。（2）大氣、煙云等會吸收可見光和近紅外線，但對3-5微米和8-14微米的熱紅外線卻是透明的，這兩個波段被成為熱紅外線的“大氣窗口”。利用紅外線的這兩個中套特性，紅外熱像儀可以在完全無光的情況下清晰地觀察到所需監(jiān)控的目標，所以紅外熱成像技術(shù)能真正做到24小時全天候監(jiān)控。

紅外熱成像儀就是利用紅外探測器、光學(xué)成像物鏡接收被測目標的熱紅外輻射信號，探測儀器通過測量目標本身和背景間的紅外輻射差（溫度差）得到不同熱紅外線形成的紅外熱圖像。紅外熱圖像是表面溫度分布圖像，因此紅外熱像儀能在完全無光、距離較遠等情況下對物體成像，它不僅可在黑暗中觀測，而且可以在濃厚的煙幕、云霧、雨雪等惡劣氣候條件下探測到目標。

3.2 系統(tǒng)應(yīng)用

電力部門的重要設(shè)備都與溫度密切相關(guān)，除正常的專用發(fā)電、變電設(shè)備外，如變壓器、開關(guān)、刀閘以及輔助性設(shè)備，這些設(shè)備一旦發(fā)生事故，不僅經(jīng)濟上損失巨大的，也容易造成人員的傷害。因此利用紅外熱成像技術(shù)對設(shè)備進行檢測，了解和掌握設(shè)備使用過程的狀態(tài)，對于及早發(fā)現(xiàn)問題查明原因，保證安全的生產(chǎn)運營，延長設(shè)備的使用壽命有著重要的意義。

電力、電訊設(shè)備過熱故障預(yù)知檢測，在電力系統(tǒng)和設(shè)備維修檢查中，紅外線熱像儀證明是節(jié)約資金的診斷和預(yù)防工具。測量電器設(shè)備，非接觸紅外線熱像儀可以從安全的距離測量一個物體的表面溫度，使其成為電器設(shè)備維修操作中不可缺少的工具，以下為需要采用紅外熱像儀進行檢查的部分設(shè)施：

a. 電氣裝置：可發(fā)現(xiàn)接頭松動和接觸不良、不平衡負荷、過載、過熱等隱患。這些隱患可能造成產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。

b. 變壓器：可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動、套管過熱、接觸不良（抽頭變換器）、過載、三相負載不平衡、冷卻管堵塞不暢?？绽淦骷睦@組可直接用紅外熱像儀測量以查驗過高的溫度，任何熱點都表明變壓器繞組的損壞。其隱患為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。

c. 電動機、發(fā)電機：可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高、不平衡負載、繞組短路或開路、碳刷，滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱，過載過熱，冷卻管路堵塞。其影響為有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組線圈的損壞，有毛病的碳刷可以損壞滑環(huán)和集流環(huán)，進而損壞繞組線圈。檢查發(fā)熱點，在出現(xiàn)的問題導(dǎo)致設(shè)備故障之前定期維修或者更換。電動機線圈絕緣層通過測量電動機線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。還可能引起驅(qū)動目標的損壞。為了保持電動機的壽命期，檢查供電連接線和電路斷路器（或者保險絲）溫度是否一致。

d. 連接器：電連接部位會逐漸放松連接器，由于反復(fù)的加熱（膨脹）和冷卻（收縮）產(chǎn)生熱量、或者表面臟物、碳沉積和腐蝕。非接觸紅外熱像儀可以迅速確定表面有嚴重問題的溫升。

e. 各相之間的測量：檢查各電力設(shè)備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。

f. 不間斷電源：確定UPS輸出濾波器上連接線的發(fā)熱點。一個溫度低的點表明可能直流濾波線路是開路。備用電池：檢查低壓電池以確保連接正確，與電池接頭接觸不良可能會加熱到足以燒毀電池芯棒。

3.3 應(yīng)用優(yōu)點

① 紅外熱成像技術(shù)是一種被動式的非接觸的檢測與識別在進行設(shè)備狀態(tài)診斷時具有遠距離、不接觸、不取樣、不觸體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。從而使紅外熱成像儀的操作者更安全。

②紅外熱成像技術(shù)不受電磁干擾，能遠距離精確跟蹤熱目標紅外熱成像技術(shù)利用的是熱紅外線，因而不受電磁干擾，在變電所應(yīng)用更突出其優(yōu)點。

③ 紅外熱成像技術(shù)能真正做到24h全天候監(jiān)控紅外輻射是自然界中存在最為廣泛的輻射，而大氣、煙云等可吸收可見光和近紅外線，但是對3—51xm和8—14txm的紅外線卻是透明的，這兩個波段被稱為紅外線的“大氣窗口” 。因此，利用這兩個窗口，可以在完全無光的夜晚，或是在雨、雪等煙云密布的惡劣環(huán)境，清晰地觀察到監(jiān)控的目標。

④紅外熱成像技術(shù)的探測能力強，作用距離遠。紅外熱成像儀探測器焦距為500px一無窮遠，適用于非接觸大面積的遙測。并且溫度分辨率高達0．1—0．02℃，測溫范圍一5O～2000 ℃，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?，測溫精度高。

⑤紅外熱成像技術(shù)能直觀地顯示物體表面的溫度場。不受強光影響紅外熱成像儀可以同時測量物體表面各點溫度的高低，直觀地顯示物體表面的溫度場，并以圖像形式顯示出來。同時紅外熱成像儀是探測目標物體的紅外熱輻射能量的大小，不會出現(xiàn)光暈或關(guān)閉，因此不受強光影響。