蓝幸妮
（柳州供电局 广西壮族自治区 柳州 545005）
摘要：电力设备故障的不同会造成不同程度的损害，可能造成设备的损伤或停产，也可能发生较为严重的电气事故，推广使用红外热成像仪在电力设备故障检测中的应用，有利于将电气事故消灭在萌芽状态。
关键词：红外线；成像仪；电力设备
前言
红外热成像诊断是一种对电力设备热故障进行诊断的重要技术。利用这种技术，可以准确了解电力设备的状态，具有检测误差小、诊断范围广、自动跟踪温度最高点等特点，提供的图谱非常清晰。
二、红外热成像技术概述
红外热成像技术的发展最早可以追溯到1964年美国德克萨斯仪器公司制造出的红外前视系统。我国开始研究红外热成像技术是从上世纪70年代开始的，到了80年代已经取得了一定的进展，研制生产出了一批红外热成像仪器。
表1 电流致热型设备的相对温差判据
表 4
1、红外热成像定义
人肉眼可见的光线波长为0.38—0.78微米，波长＜0.38微米的电磁波被称为紫外线，波长＞0.78微米的电磁波被称为红外线，红外线和紫外线都是人看不见的光线。在自然界中，一切温度在绝对零度（-273℃）以上的物体都可以辐射红外线，利用探测器测定目标本身与背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，红外热图像是将人眼不能直接看到的目标表面温度分布变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。
2、红外热成像仪工作原理
红外热成像仪利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场是相对应的。
3、红外热成像技术功能和特点
随着科学技术的发展，红外热成像仪越来越成熟，在实时的测量中可以获取较高的精度，而且体积小、重量轻，便于携带和在各个设备的测量中运用。很多民用热像仪都是采用非制冷焦平面技术。就拿SAT-G90红外热成像仪来说，它的热敏度为0.08℃，整机（含电池）的重量＜1700克，工作环境的温度为-15℃—50℃，测温精度在±2%或者2℃，仪器可以在恶劣的环境中测得较为精确的图像，并且不会受到室外阳光、气候等的影响，运作起来较为方便。
4、红外热成像仪的应用范围
目前，随着红外热成像技术的发展，它已经广泛的运用到各行各业中了，尤其是在军事方面，因为最初的研制开发就是从军事行业开始的，慢慢的由军事向民用工业等行业转移。在电力系统、土木工程、石油化工、医疗、冶金等行业都得到了非常广泛的运用，随着社会的发展，红外热成像技术将会更加广泛的运用于各行各业，将会提供更加方便的精确的服务，逐渐促进各行各业的相互进步和发展。促进社会经济的发展。
三、在电力设备故障诊断中用好红外热像仪的关键环节
充分发挥红外热像仪的最大效能，为电力安全生产服务，选购和使用好红外热像仪尤为重要。
1、红外热像仪选型注意事项:红外探测器的性能，一般民用产品最好选择非制冷焦平面探测器；镜头：内置镜头，空间分辨率高，可方便加装其他镜头；内置黑体。具有内置黑体的红外热像仪具有自动校验功能，图像稳定，测温准确。图像处理系统。良好的图像处理系统使得红外热图清晰、美观，图像可自动/手动调节。测温功能。测温便捷、精确度高、范围大等。
另外，关注售后服务也很重要。应选择具有实力的生产商，提供优质的售后服务和技术支持，能够满足对设备的定期标定服务。
2、红外诊断技术的分析判断方法:用红外热像仪检测时一般先用红外热像仪对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位；然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温，并摄取热谱图；应用分析软件进行详细分析，确定故障性质，提出处理意见；上报诊断报告和异常热谱图。
（1）准确测温时应注意:针对不同的检测对象选择不同的环境温度参照体。正确选择被测物体的发射率。作同类比较时，要注意保持仪器与各对应点的距离一致，方位一致。应从不同方位进行检测，求出最热点的温度值。记录异常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值。
（2）表面温度判断法:根据测得设备表面温度值，对照DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》中及GB763—1990中表A1、表A2的有关规定，凡温度(或温升)超过标准者，可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对在小负荷率下温升超过或承受机械应力较大的设备要从严定性。
（3）相对温差判断法:为了提高判断的正确性，对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应进行准确测温，按公式[(T1-T2)÷(T1-T0)]×100%算出相对温差值，按电流致热型设备的相对温差判据规定判断设备缺陷的性质，见表1。表1中，T1为发热点的温度；T2为正常相的温度；T0为环境参照体的温度。
当发热点的温升值小于10K时，不宜按表1的规定确定设备缺陷的性质。对于负荷率小、温升小，但相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测，以确定设备缺陷的性质。当无法进行复测时，可暂定为一般缺陷，并注意监视、监测。
（4）同类比较法:在同一电气回路中，当三相电流对称(或两相)和设备相同时，比较三相(或两相)电流致热型设备对应部门的温升值，可判断设备是否正常。若三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时，应考虑负荷电流的影响。对于型号相同的电压致热型设备，可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。一般情况下，当同类温度超过允许温升值的30%时应定为重大缺陷。当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响。
（5）热谱图分析法:根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。
（6）档案分析法:分析同一设备在不同时期的检测数据(如温升、相对温差和热谱图)，找出设备参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。
四、应用实例
应用FLIR—systems红外热像仪，根据现场测试条件，选择合适的发射率、分辨率、温度量程，对被测目标进行全方位测试，经对红外热像图进行处理，确定热区范围，计算热点温度数值，分析诊断热区故障。
测试结果分析如下：
1、2014年5月26日测试的抚顺石油一厂新区2号总变电所电抗器热图。由图像分析可以看出：
引线与电抗器套管连接处部位局部出现超温区域，最大温差为77℃，根据相对温差判据，热点温升的比值约为55%，而从现场仪表显示三相电流没有明显差别，正常情况下三相温升应均衡，说明该电抗器外部引线与套管接头连接不良，导致电阻增大引起发热故障。温度数据（表2）所示。
2、2015年8月11日测试的腈纶化工厂循环风机抽屉柜C3——AA4热图。由图像分析可以看出第一方块区域温度偏高，导致其连接线温度增高，最大温差为12.1℃，热点温度的温差比约32%，说明该开关线接头连接不好等原因，导致接点过热。温度数据（表3）所示。
3、2013年6月29日测试的乙烯化工厂水厂低压2号进线母线热图。由图像分析可以看出中间
这条母线温度明显要高于其它两条，最大温差为5℃左右，与环境温度温差约21℃，在现场我们对这条母线全程进行了扫描，发现几乎该母线温度都高于其它两条，根据判据说明这条母线存在内部绝缘缺陷，从而引起发热。温度数据（表4）所示。
结束语
综上所述，随着科学技术的发展，红外热成像仪运用的范围将会越来越广泛，也会有更加精确更为广泛的测量。
参考文献
[1]彭娟.红外热成像仪在诊断性维修中的应用[J]，科技创新导报，2014(06):15-33.
[2]张振全，陈胜喜，赵伟超，王宝平.应用红外热成像仪进行设备检测及故障分析[J].科技资讯，2015(19):17-34.
论文作者:蓝幸妮
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/18
标签：设备论文; 温度论文; 温差论文; 测温论文; 热点论文; 电流论文; 负荷论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;