摘要：近年来，我国电力系统行业迎来了快速发展的黄金时期，同时对电力巡检也提出更高要求。传统的常规检修方式如定期巡检和事后检修，已经难以满足快速准确高效的巡检需求。当前使用较为广泛的检测方法主要有：红外检测法、振动检测法、超声波检测法和特高频检测法等检测方式［1－2］。电力设备的状态监测是指在设备带电条件下对检测量进行特征提取的过程，掌握设备的运行情况，进行状态评估［3］。红外检测技术因其具有准确、安全和抗干扰等特性能很好地反应设备的热状态，通过热成像原理清晰反映设备的热量影像，准确地将设备表面的温度分布用图像的形式展示出来，有利于设备故障情况的诊断和潜在风险的判断，是设备状态评估和检修的有效方法［4］。
关键词：在线检测；互联网+；红外热成像；智能设备
中图分类号：TM736 文献标识码：A
引言
为了保障电网的安全运行，提高供电的质量，各供电公司一直采用各种手段来检测电气设备运行是否正常。由于电力设备工作状态正常与否与其发热状态有着密切的关系，因此具有不接触、不停运、不取样、不解体优点的红外检测技术在电气设备检测中得到了广泛应用。然而，由于变电站电气设备数量众多、类型多样，因此红外检测工作的开展受环境因素制约。红外检测对各带电设备的检测时间较短，检测工作费时、费力，检测人员的行动受周围高压电气环境约束，最突出的一点是不能对电气设备进行连续、远程的状态监测。随着红外热成像技术和计算机技术的发展，开始将红外热成像技术与计算机技术相结合，以实现对带电设备发热状态的持续和远程监控。
1在线红外监测装置的优势
（1）检测精度高：采用的红外热像仪的采样精度及分辨率较高，且与高倍变焦可见光摄像机在同一个云台上，既实现了2个摄像头监视同一位置，也使得红外热像仪难以识别设备位置的问题得以解决，便于精确的判断设备的过热点，为采取相应的维修措施争取了宝贵时间。
（2）监测重点位置、兼顾全面设备：系统采用预置位云台，可以根据需要设置100个以上需要定时检测的位置，在每个位置上红外热像仪还同时可以检测多个设备的工作状态，所以只要将系统安装在合适的位置，可以方便地检测所有设备。
（3）数据具有可对比性：能够根据设计的巡检策略定时控制热像仪转动的各个预置位，检测该位置设备的工作状态，采集当前的工作状态的热像图，记录当前的温度并与预设值的报警温度进行对比。通过一系列的工作，系统可以汇出设备在每天同一时间的温度变化趋势，该变化趋势结合其他在线监测数据能够精确地判断该设备的工作状态。
（4）详细设备工作状态管理：建立所有设备以及设备部件的管理体系，在自动巡检的同时对本红外热像仪巡视范围内的所有设备部件进行温度分析记录。在报警的时候可以详细到具体设备故障部位。
（5）节省人力：在线监测系统的自动化程度较高，能够自动完成巡检、预警、报表输出等功能。在一定程度上缩减了现场巡检的次数，提高了工作人员的效率，适应未来无人值守发展趋势的需求。
（6）采用云技术，实现了通过手机可实时查看现场红外以及可见光画面，极大地方便了运维人员在排查故障时的时效。由此可见，采用可视化测温预警系统，能够保证设备正常运行，同时也为设备的检修提供了理论参考，提高了设备及工作人员的工作效率，大大缩短了断电时间，使得设备的可用率大大增加，为电网的稳定运行提供了保障。
2基于“互联网+”的电力设备智能红外检测系统优化要点
2.1智能终端设备与接口设备
考虑到检测设备的便携性选择智能手机作为智能终端设备，国产小米手机具有性价比高、续航能力强和开发环境友好等优势，因此选用小米公司的红米Note4作为智能终端设备。目前大多移动设备都使用Micro－USB接口，新型的Type－C接口因其接口双面可插、充电速度快和数据传输效率高等优点，不久后将广泛应用于各类智能手机、平板电脑等便携设备。此外，选取的第三代FlirOnepro热成像设备支持Type－CUSB接口，而红米Note4接口采用MicroUSB。因此，本设备通过转接器将热成像设备与智能手机连接，完成信息传输。
2.2红外成像仪系统的设计
（1）目标设备静态数据采集：静态数据主要由距离检测、目标设备基本信息、设备负荷状态和环境信息等构成。距离检测使用测距传感器或可见光相机以三角测距原理为基础测量设备与传感器间的距离；提前将设备基本信息编入相应二维码，扫描对应的二维码获取设备静态信息；通过智能硬件设备的数据网络获取PMS中被测设备的负荷状态；经过数据网络自动获得温湿度等信息或者经传感器直接测量，上述检测将为红外传感器角度的调整提供依据。
（2）红外检测信息读取及显示：操作人员经底层驱动调整红外镜头，根据实时测量位置采集图像目标区域内每点的温度，以数值的形式显示，获得不同环境下最大、最小和平均温度值并保存；还可将红外画面分割为若干区域，搜索不同区域最大、最小和平均温度等信息。
（3）数表自动填写：将实时测量的红外图像、设备静态数据、时间和人等信息以PMS系统规定的格式上传到后台并保存，能极大提高检测效率与检测的准确性，降低工作强度。
（4）状态智能诊断：根据红外信息及设备静态信息对检测结果修正，得到较为准确合理的温度值；同时还可根据设备的历史检测记录，画出热状态曲线，通过分析可得到设备温度变化规律，便于预期检测及时发现故障；还可以根据同类设备的发热状况，及时筛选热异常的设备，结合其历史检修数据及PMS系统中设备的标准指标对设备进行综合诊断。
2.3确定电气设备故障种类
电气设备在运行过程中会承受一定的电压和电流，产生一定的热量，电气设备在发生故障时，由于设备的内部结构、工作原理以及处于系统中的位置等不同，所以产生高温的部位也是不同的。按照电气设备结构的内外划分，电气设备故障可以分为内部故障和外部故障。外部故障的红外成像比较直观，在电气设备红外成像中通常出现故障点的局部发热，是由于导线的接头接触不良而导致的电气设备过热，因此大部分的外部故障都是由于接触不良引起的；电气设备的内部故障往往是由于绝缘介质损耗、电气设备的漏电漏磁、线路短路以及缺油等不同原因造成的，由于内部故障通常发生在电气设备的内部，传统检测方法很难发现，由于发热时间长且发热不稳定，因此在导热体的作用下，设备的热量会传导到设备外壳上，改变电气设备表面的温度分布，因此通过分析电气设备红外图像，可以间接的获取电气设备内部发热状况确定内部故障。
结束语
本文提出的基于“互联网+状态检测”的便携式电力设备在线红外检测系统，利用智能手机等产品为智能硬件平台，以互联网平台为信息传输通道实现信息交互，自动获取目标的静态信息、负荷状态和环境信息等指标，通过底层驱动可调整红外摄像头获得最佳视角，得到准确的信息，最后根据PMS系统中设备标准信息对设备进行综合诊断，生成检测报告，从而实现设备状态的智能诊断。该检测系统能极大提高检测水平，提高工作效率，具有一定的实用性。
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参考文献：
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电力绝缘油品质分析的重要性
巴润珍
(广西卓洁电力工程检修有限公司 广西梧州 543002)
摘要：电力绝缘油在电力设备的运行中是必不可少的，可以降低用油设备的高热、氧化和污染发生的伤害影响，因此电力绝缘油的品质对电气设备的安全是举足轻重的。本文从电力绝缘油的用途入手，介绍了绝缘油的性质优点和油质劣化的因素，并说明了品质分析的重要性及方式方法。
关键词：电力；绝缘油；品质分析
电力绝缘油是一种工业用油，是从石油分馏制得的精炼矿物油的不含水分、有机酸、碱、硫、沥青、焦油、植物油或动物油的优质油，其主要成分为碳氢化合物,这种洁净液体充入变压器内主要起绝缘冷却、灭弧作用，主要用于发输配电力设备的介电绝缘和冷却。随着国家各项事业的发展，电力工业也得到高速发展,高电压、大参数充油电气设备逐年增多,绝缘油用量也在逐年增加。氧化、污染和高热是用油设备的主要天敌 ,判断充油设备结构设计合理与否的重要标准之一就是能否使这些天敌的影响减至最小。因此，电力绝缘油的性质对充油设备的安全运行极其重要。
1 电力绝缘油的性质优点
电力绝缘油针对不同的用途有不同的要求。比如，其用于绝缘作用时要求有高的介电强度，以保证操作设备时的安全性；用于冷却作用时要求具有低的粘度 ,否则就不能很好地发挥冷却的效果。在其它方面就要求其无杂质、使用长寿命以及化学与物理性质的稳定。在使用时也要考虑到绝缘油与变压器等电力设备构造兼容性 ,因此也要具有与所使用的其它材料的相关的性质。
1.1高的介电强度
绝缘油的介电强度是绝缘油的重要质量指标，也是绝缘油耐电压的能力和击穿电压、击穿强度、耐电压的统称，是绝缘油主要的作用和性质。高的介电强度能让电力设备在保证内部运行的同时不使电流外泄，保证操作人员的安全性，也是安全生产的重要保障。介电强度越高，绝缘性能越好。
1.2 高的闪点
闪点是在规定条件下，被加热油品所逸出的油蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触所发生瞬间闪火时的最低温度。闪点越高，绝缘油的挥发性越小，油品在运行中损耗也越小，安全系数也越高。相反，闪点低的可燃性液体，挥发性高，油品粘度增大，严重时甚至引起着火，安全性较差。
1.3 低的粘度
较低的粘度可以保证绝缘油在长期运行中起到理想的冷却作用，选择合理的低温粘度以保证变压器在停止运行再启动时能安全工作。绝缘油的粘度过大会影响传热，降低工作和生产的安全性。因而国际和国内都对绝缘油的粘度标准进行了明确的规定。
1.4 其他的优点
绝缘油的其他方面有点也有很多，比如不含有机酸、碱和腐蚀性硫，具有良好的抗乳化性质，正确使用的话不会析出废渣，电弧产物能迅速沉淀，倾点较低等等。
2 油质劣化的因素
绝缘油的质量直接关系到电气设备的安全、经济运行。不正确的使用方法可能引起绝缘油质劣化，影响其使用的质量和效果，也会大大缩减其使用寿命。而导致油质劣化的因素主要有以下几点：
2.1 高温
高温是油品的天敌。过高的温度不但会引起油本身的分解，也会加速油的氧化速率和挥发性，使其粘度增高，发挥不了应有的效用，影响使用的安全性。有效防止绝缘油高温的方法就是严格按照规定和方法进行操作，避免过载，安装良好的冷却装置。
2.2 氧化
绝缘油氧化是常见的现象，也是影响油品质量的普遍原因。氧化了的绝缘油，会产生大量的油泥，使用效果会大打折扣。因此，在使用前和使用中都要采取措施防止其氧化。要对绝缘油储存罐进行密封，并在密封前进行充分的干燥和抽真空处理，抽出里面的空气和水分。在使用时也要采取合适的方式来隔离，尽量减少与氧气的接触。
2.3 污染
避免污染能保证绝缘油的纯度。在油品的污染物中，水是排在第一位的。水是导电的介质，如果绝缘油被掺杂了水分，显而易见，其介电的特性会被大大的影响。除此之外，使用过程中，电力设备材质之间运行或过电摩擦产生的小颗粒废渣等，都会成为油质质量的杀手。
3 品质分析的方式方法
对于电力设备而言，绝缘油油品的性能至关重要。为了用油设备的安全正常运行，就需要操作人员能准确辨认绝缘油的品质，这样就可以选择有利于使用的绝缘油，也能及时判断运行中的绝缘油油质劣化与否，并进行及时更换。
3.1 外观
这是最直接最简单的判断方法，只用眼辨认即可。仔细检查运行油的外观，看油中是否存在不溶性油泥、纤维和脏物，若存在，就需要清理垃圾，并及时更换运行油。从颜色来说，未劣化的油一般是无色或淡黄色，运行中颜色会逐渐加深。若油品颜色急剧加深，则应引起注意，要及时查看用油设备是否有过负荷现象或过热情况，对设备进行调整后再更换新的绝缘油。
3.2 击穿电压
击穿电压是衡量绝缘油油质的重要一项，是其耐受极限电应力情况，直接反应绝缘能力。测试击穿电压的方法主要是通过浸入绝缘油中具有规定条件的两个电极间所承受的最小击穿电压来度量。但是在使用中要注意，如果油质被污染，油中水分较高或含有杂质颗粒时，击穿电压则会受很大的影响。
3.3 水分
水分是影响绝缘油使用效果的重要原因之一。绝缘油材料中含水量增加，直接导致油质老化并会使介电性能下降，影响设备运行的可靠性和使用寿命。绝缘油中水分的存在形式为独立水滴或沉降于油箱底部，对水分进行严格的监督，是保证设备安全运行必不可少的一个试验项目。在使用中要保证干燥呼吸器等设备的正常运行，为绝缘油减低水分的侵扰。
3.4 闪点
闪点是可燃性液体贮存、运输和使用的一个安全指标，同时也是可燃性液体的挥发性指标，对运行油的监督是必不可少的项目。绝缘油在使用过程中，如果电气设备是密闭的，并且高温运行，那么绝缘油极易发生热裂解，从而使闪点大大降低，严重的可能引起设备火灾甚至发生爆炸通。因此，要加强对运行前和运行中的绝缘油闪点的检测，从而保障设备的安全运行。
3.5 酸值
酸值也是检测油质的重要指标之一，绝缘油的酸值升高会增强油的导电性，相应地其绝缘介电性能就会降低，并会腐蚀用油设备，加速设备的老化，缩短其使用寿命。酸值过高表明油品已严重劣化，必须进行处理或者更换。
3.6 运动粘度
粘度是油品重要的性质，是液体在重力作用下流动时产生的摩擦力。运动粘度决定着绝缘油冷却散热的效果。注入电气设备的绝缘油，运动粘度应尽量低，这样有利于散热的同时，也助于油开关的快速灭弧。油质的粘度升高，运行时也容易产生杂质和污染物。
3.7 界面张力
绝缘油的界面张力是指油和不相溶的水之间产生的张力。运行中的绝缘油受高温、空气氧化、水分污染等影响，油质老化劣化，界面张力会随之降低。因而，实际使用中，可间接通过测定界面张力来判定油质，并可据此对油质的使用效果和老化趋势做出大致判断。
3.8 其他性能指标
除上述的几个主要指标外，绝缘油的氧化安定性、密度、介质损耗因数、水溶性酸、凝点、倾点、体积电阻率等都是判定油品的依据，利用好这些指标有助于绝缘油更好更高效更安全得使用。
参考文献：
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论文作者:姚永权
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：设备论文; 绝缘油论文; 电气设备论文; 状态论文; 粘度论文; 故障论文; 闪点论文; 《电力设备》2019年第16期论文;