红外在线测温技术在设备状态监测系统的应用

对于一些有发展性的缺陷．特别是设备内部缺陷，只有设备发热到一定程度后才能被发现。

这样不但给设备缺陷的处理造成相应延误，而且可能会对运行设备造成不同程度的损坏。普通的红外热成像检测停留在人工操作监测，存储的热图像只能在后台PC机上进行分析诊断，是间断性的分析控制．不能对热分布场实时监控和诊断热像的故障性质等操作。对某些特殊场合如无人值守变电站运行设备的热状态监测，若是人工操作的红外设备，会造成劳动强度增加及诊断不及时等缺陷。通过远程控制的智能化的红外热像监控诊断系统，可实现对设备状态实时不间断监控。

2红外成像测温技术

2．1红外热像仪测温原理

每个不处于绝对温度的物体，都会以电磁波的形式向外辐射能量。不同物体甚至同一物体不

同部位的红外辐射强弱均不同．利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异．热图像能够呈现目标物体各部分的辐射起伏，从而能显示出目标的特征。而红外热像仪就是将不可见的红外辐射变为人眼可见的热图像的仪器工具。目标物体发出的

红外线透过特殊的光学镜头，被红外探测器所吸收，探测器将强弱不等的红外信号转化成电信号，再经过放大和视频处理．形成热图像显示到屏幕上。工作原理见图1：

2．2变电站温度检测设备选择

针对电力系统而开发出的温度监控系统，可实现对机房环境或电力设备的温度监测。根据现

有测温检测设备的技术性能等级可分为：普通测温探头、红外测温探头、光纤温度传感器、焦平面移动式红外热像仪、在线式红外监控热像系统。根据各变电站实际业务需求，220kV变电站以上都应配置监控时间更长性能更高的红外热像仪。

2．3在线测温式红外热像仪

在线测温式红外热像仪是固定安装在监控现场的高性能红外测位设备。它可根据变电站管理

的实际需求．制定出一套完善的户外恶劣环境下的无人值守全自动在线监控解决方案。设备由于监控范围广，设备密集，应集成较高分辨率的红外探测器，辅助以图像处理技术．配置高清可见光以及大活动范围的云台。同时在后台进行实时诊断分析。应配合使用功能丰富的监控软件平台和分析软件，准确对电力设备的热故障进行预警，保障电网运行的安全。

3红外检测与诊断的功能

红外热像仪检测输变电力设备特别是其连接部位的运行温度，是获取设备状态信息的关键手段。但长期以来，传统使用手持式红外热象仪进行测试存在流程缺陷，当检测部分线路、设备可能处在低负荷或备用状态运行。检测结果无法真实反映设备的高负荷状态，例如主变的备用侧以双回路、旁线回路的备用线路等．会给安全运行带来隐患。某变电站主变场区内部署2台前端现场监测单元，配置有红外测温仪、高速云台、控制箱(电源适配器、光纤收发器等)。可以实现多个监控单元的串行连接．有利于对现场单元的新增扩展。后台设有主控通讯中心。包括设有控制计算机、网络交换机、控制设备(光纤收发器、矩阵控制器)。对红外测温仪传输的图像数据进行分析、计算出温度值。当发现温度异常时将对设备图像存储并报警。根据监控目标的差异与环境的不同，在系统中预置多个方位角和焦距信息，并设定相应的辐射反射率、测量距离等工作参数．以保证测温工作的及时性与有效性。

4在线红外检测的判断方法

4．1表面温度判断法

根据测得的设备表面温度值，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标或承受机械应力较大的设备要从严定性。

4．2相对温差判断法

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，计算相对温差值，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。当无法进行此类复测时，可暂定为一般缺陷，并注意监视。

4．3同类比较判断法

在同一电气回路中，当三相电流对称和三相(或两相)设备相同时，比较三相(或两相)电流致热型设备对应部位的温升值，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。对于型号规格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，当同类温差超过允许温升值的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.

4．4档案分析判断法

分析同一设备在不同时期的检测数据，找出设