摘要：目前我国经济发展十分快速，电力行业越来越普遍，红外成像是利用红外探测器、 光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号，经过光谱滤波、空间滤波使聚焦的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏源上， 对被测物的红外成像进行扫描并聚焦在单元或分光探测器上， 由探测器将红外辐射能转换成电信号， 再经放大处理转换成标准视频信号显示红外图像，并推断被测目标表面温度的一种技术。 同时，可利用 SF 6 对特定波长的光吸收特性较空气而言较强，致使两者反映的红外影像不同， 将通常可见光下看不到的气体泄漏，以红外视频图像的形式直观地反映出来。利用便携式仪器对高压电气设备进行红外成像检测是一种行之有效的手段，能在不停电的前提下，及早发现和定位高压电气设备的发热、绝缘降低、漏气类缺陷，保障设备安全稳定运行，有效指导检修和维护工作的开展。
关键词：红外精确测温；红外检零；红外检漏
引言
高压电气设备在运行过程中，易出现金属件与金属件的连接处发热等电流致热缺陷、绝缘受潮或劣化引起发热等电压致热型缺陷、SF 6 气体泄漏等密封性缺陷，对设备的安全稳定运行构成直接威胁。红外成像技术作为技术监督的手段之一，能够在设备不停电的情况下，直观的将上述发热、漏气、绝缘降低等缺陷发现在萌芽状态，避免缺陷进一步扩大引起设备事故。
1红外成像技术的工作原理分析及应用现状分析
1.1 红外成像技术在变电设备中的工作原理
在变电设备工作时，如果变电设备的某个位置要发生故障，该部位会产生大量的热，红外线成像技术就是根据变电设备出现故障的地方不断地向外面辐射热量，红外线成像设备对辐射出的热量进行感应，进一步监测辐射出来的热量温度，并且将监测到的热量温度值与设备正常运行时的温度值进行比较，以对变电设备运行中偏离正常温度值的部位进行详细监测，并通过红外线成像设备的辅助设备红外线探测器、光电探测仪、信号处理器等辅助设备将收集到的热量转化成数据，进一步将这些数据传输给红外线成像设备，该设备通过收集到的热量变化数据进行模拟仿真，然后将仿真成型的故障信息反馈给变电站工作人员，使工作人员对即将产生故障的部位进行精准有效的检修，从而有效的降低了变电设备的出现故障的概率，减少了停电次数。
1.2 红外成像检测技术在变电设备运行中运用的现状
（1）好多地区的变电站不安排坐班监测人员，对于红外线成像技术在监测变电设备时，发现故障后管理人员不能及时接收红外线成像设备反馈的信号，等工作人员发现红外线成像设备反馈的信号时变电设备已经发生了故障，有时候在采用了红外线成像设备后，故障频频发生的时候，这就给一部分工作人员产生一种红外成像技术对变电设备巡视没有用的错误观念，严重时他们很有可能会向技术人员反应取消这种技术，打压了该技术的发展。（2）还有些时候变电站工作人员能够及时接收到红外线成像设备反馈的故障信号，但由于红外线成像技术主要是通过对发生故障的部位进行温度分析，致使一部分工作人员认为变电设备发热是设备工作时的正常反应，没有对设备发热缺陷给予高度重视，忽略了发热缺陷的检测，导致了变电设备故障的发生，也使红外线成像设备的巡视工作失去了意义。（3）有些地区变电站技术人员的配备并不是很完善，使一些地区的变电站工作人员对红外线成像技术的工作原理和预测结果没有正确的认识，不能够及时的对红外线成像设备反馈的故障信号进行有针对性的措施，而且电力企业也并没有把精力放在变电站工作人员对新技术的培训和管理上，把过多的精力放在了变电设备的质量和工作性能上，这也给红外线成像技术的发展增添了阻力。
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2红外精确测温
一般来说运行设备发热分为，电流通过导体引起发热、绝缘受潮或劣化引起发热、涡流引起设备金属表面发热三类。 目前红外精确测温的方式分为表面温度判断法、 同类比较判断法、图像特征判断法、相对温差判断法、档案分析判断法和实时分析判断法。表面温度判断法主要适用于电流致热型和电磁效应引起发热的设备。 根据测得的设备表面温度值， 对照设备各种部件、材料及绝缘介质的温度和温升极限的有关规定，结合环境气候条件、负荷大小进行分析判断；同类比较判断法是根据同组三相设备、 同相设备之间及同类设备之间对应部位的温差进行比较分析；图像特征判断法主要适用于电压致热型设备。根据同类设备的正常状态和异常状态的热像图， 判断设备是否正常。 注意尽量排除各种干扰因素对图像的影响，必要时结合电气试验或化学分析的结果，进行综合判断；相对温差判断法主要适用于电流致热型设备。 特别是对小负荷电流致热型设备，采用相对温差判断法可降低小负荷缺陷的漏判率。 对电流致热型设备，发热点温升值小于 15K 时，不宜采用相对温差判断法； 档案分析判断法是分析同一设备不同时期的温度场分布，找出设备致热参数的变化，判断设备是否正常；实时分析判断法是在一段时间内使用红外热像仪连续检测某被测设备，观察设备温度随负载、时间等因素变化的方法。红外精确测温技术应用， 能够在不影响电力设备正常运行的情况下，准确有效地检测运行设备的温度状况，将电流致热型、电压致热型缺陷发现在初期，为电力设备状态维护提供了有力的技术支持。
3红外成像检漏
SF 6 充气类设备在法兰密封面、 密度继电器表座密封处、罐体预留孔的封堵处、充气口、 SF 6 管路、设备本体砂眼位置都可能出现漏气。 其中法兰密封面是发生泄漏较高的部位，一般是由密封圈的缺陷造成的， 也有少量的刚投运设备是由于安装工艺问题导致的泄漏。 查找这类泄漏时应该围绕法兰一圈，检测到各个方位。 特别是换季期间，由于热胀冷缩效应，发生设备漏气的几率大大增加，应在此期间加强红外成像检漏，尽早发现设备漏气隐患。
4悬式绝缘子红外检零
悬式绝缘子在制造过程中，由于工艺和配方的问题，容易在内部形成微裂纹、吸湿性气孔，并造成内部应力不均衡，存在局部应力集中现象，最终导致绝缘子自然劣化。 在运行中，悬式绝缘子其内部材料具有不同的膨胀系数， 在遇到外部强应力、热胀冷缩或强电场时，在绝缘子某些位置形成局部强电场和强应力，加速绝缘劣化。根据悬式绝缘子不同的运行状态， 发热形式可分为介质损耗引起的发热、表面泄露电流引起的发热、内部穿透性泄露电流引起的发热三类。 红外成像检测零值绝缘子一个重要的特点， 就是能够以图像直观地反应绝缘子与环境的温差和绝缘子串的温度分布， 绝缘子与环境的温差是利用计算机自动识别零值绝缘子过程中特征提取的一个重要参数， 因此红外精确测温准确与否，是零值绝缘子识别的关键之一。悬式绝缘子红外检零的影响因素由红外成像仪精度、环境因素、污秽程度、零值绝缘子位置及检测方法四方面组成，在实际应用过程中应避免上述影响，确保测试准确。
结语
综上所述： ① 应加强红外成像检测技术应用，将其作为高压电气设备技术监督的一种重要手段。 ② 应采用多种检测手段，综合分析判断，才能有效确定设备隐患。 ③ 通过红外成像检测技术应用，可有效降低停电几率，同时能科学指导变电设备的检修和维护，提升工作质效。
参考文献:
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[3] 王丽丽 . 红外测温在电力系统中的应用 [J]. 电子技术与软件工程，2013 ， 12 （ 1 ）： 71-72.
论文作者:程阅,孙继龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：设备论文; 绝缘子论文; 测温论文; 红外线论文; 技术论文; 缺陷论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第4期论文;