1、電力設備紅外測溫系統(tǒng)探究和應用【摘要】為了實現對電力設備熱狀態(tài)的遠程、實 時、在線的紅外監(jiān)測，從紅外基本理論出發(fā)，根據電力系統(tǒng) 的實際需求，分析總結當前紅外測溫系統(tǒng)的原理、技術特點， 并在總結缺陷的基礎上提出紅外系統(tǒng)的發(fā)展方向及展望。【關鍵詞】紅外測溫，電力設備，在線監(jiān)測【中圖分類號】tm835.4【文獻標識碼】a【文章編號】1672-5158 (2012) 11-0296-011、系統(tǒng)原理帶電設備的紅外診斷技術利用帶電設備的致熱效應，釆 用專用儀器獲取從設備表面發(fā)出的紅外輻射信息，進而判斷 設備狀況和缺陷性質的一門綜合技術。紅外檢測技術具有不 需停電、遠距離、準確高效等優(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濟價值。隨著用電需求的日益增長，變電設備的負荷不斷增高， 設備熱缺陷引起的故障及事故也不斷涌現。為了及時有效地 發(fā)現設備的熱缺陷，紅外熱成像技術對電氣設備進行狀態(tài)檢 測技術發(fā)揮了非常重要的作用。2、技術特點(1) 高壓隔離實現高壓設備在線監(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。空間隔離，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 構簡單、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 間還出現強烈的電磁暫態(tài)過程，這些都產生強電場、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 計上應用數字編碼、解碼技術，剔除干擾信號，并使用了軟 件濾波技術；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， 對檢測點信號反復接收，多次采集，排除異常數據以保證數 據可靠，通過以上綜合措施，整機有了較好的抗干擾能力， 測量數據穩(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，只能由內部產生，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 備工作電流變化很大，一般可達十幾倍，為保證感應線圈能 提供較為穩(wěn)定的電源，利用鐵芯磁飽和原理，適當選擇鐵芯 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。檢測器隨可遠離設 備高溫區(qū)，安裝在導電回路溫度較低處（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置溫度補 償，使系統(tǒng)達到較高的熱穩(wěn)定性。3、影響因素測溫環(huán)境*光線對測量結果有較大影響，要消除太陽光以及燈光 的影響，所以現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）測溫結果會有 很大的不同，因此在同一時間段里應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知識和儀器的使用等掌握程 度不同將影響檢測結果。而每個人的測溫習慣不樣，所選 取的設備部位以及測量距離都有所不同，在電氣設備運行狀 態(tài)管理中，經常需要把同組設備相同部位在不同時期檢測的 結果進行比較，以便掌握設備運行狀

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果具有可 比性，應盡量安排固定人員測量固定的設備。被測設備電氣設備在不同負荷的運行條件下發(fā)熱量也是不同的， 被測設備是否在額定電壓和額定負荷下運行及運行時間的 長短都將影響檢測結果。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、總結及展望隨著紅外成像設備應用的普及推廣，其對電力設備故障 查找發(fā)揮了較大的作用。紅外成像設備不僅可以找出發(fā)熱部 位，還可

7、測出發(fā)熱點的溫度數據，而且圖像直觀，數據可靠。 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、斷路 器等設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程圖像監(jiān)控功能，實現了 對電氣設備的可見光圖像和熱狀態(tài)信息的遠程、實時、在線 監(jiān)測，具有較高的經濟效益和工程實際應用價值。在該系統(tǒng) 中，監(jiān)視人員可以根據激光瞄準發(fā)射出的顯示在圖像監(jiān)控畫 面上的光斑，準備地定位被測設備，并對其進行遠程紅外溫 度測量；圖像存儲功能可將被測設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 據：還可

8、將感興趣的溫度測量結果以曲線的形式直觀地表現 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，根據紅外基本理論，構建符合系統(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。展望雖然紅外成像系統(tǒng)在電力設備方面取得很大的應 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的故障幾乎不能快速反應，只能通過 設備表面的溫度異常間接判斷，因此紅外測溫儀對于內部故 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系列數據采集模塊數據采集卡和紅外 測溫儀，在本系統(tǒng)理論的基礎上，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、紅外的坐標關聯(lián)尚需改進，以達到所見即所得的目的，使監(jiān)控更加直觀。監(jiān)控系統(tǒng)的紅外數據與視頻信號的融