户外GIS设备红外测温的背景辐射干扰实例分析

户外GIS设备红外测温的背景辐射干扰实例分析

王巍巍

(广东电网有限责任公司中山供电局广东中山528400)

摘要:讨论了红外测温技术在户外GIS变电设备运行维护中的运用，并通过分析实际测量结果，详细阐述了背景辐射对红外测温的干扰情况和机理，相应地提出改进措施消除此类干扰的方法，提高红外测温作业的正确率。

关键词:GIS红外测温背景辐射干扰

一、绪论

随着我国城市化进程的推进和电力工业的发展，高压GIS设备在电网中得到大量的应用。在实际运行过程中，设备内部开关或刀闸的触点和连接处等部位可能因老化和接触电阻过大而发热，甚至会导致爆炸或火灾事故。因此检测和监视GIS设备的工作温度，提前发现和排除热故障隐患，对电力系统的安全可靠运行具有非常重要的意义。[1]红外测温技术由于具有温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、稳定性好、操作方便等优点，在变电设备运行维护工作中得到广泛的使用。

当然红外测温技术的实际运用中不可避免地会受到干扰，气象和空气条件、设备工况、使用方法不当等等因素都会影响温度测量结果，可能导致温度测量误差甚至错误，造成故障漏报或错报。本文将以实际工作中的一次误测量为例，讨论背景辐射对红外测温的干扰。

二、红外测温原理

一切温度高于绝对零度的物体都会发射不可见的红外辐射，物体的温度越高其辐射越强，而电力设备故障大多以局部或整体的温度过热异常为征兆，因此通过观测其红外辐射，可以有效判断设备的温度分布情况，及时发现设备温度异常隐患。一般情况下，红外检测仪器接收设备表面某部位处的辐射功率，等于该位置处自身发射与被其反射的入射辐射之和：

（左侧为GB14右侧手孔处朝向成像点测得，右侧为同地点测试仪镜头避开成像点测得）

在更换拍摄角度后成像图的红外特征变化情况与光照影响的情况类似，当朝向虚像（反射集中的方向）时就会出现错误的测量结果；避开时测量就符合实际温度分布，确凿地证明了造成测温结果错误的原因就是外界背景辐射的反射，而且根据其方向特征判断是镜面反射。至于运行人员在第一天晚上测得的线状图像也可认定为场地灯光反射所导致，通过夜间的验证测量也证明了这一点。

观察右侧的红外成像图也可以发现其表面仍然保留有部分背景辐射的干扰，造成约1～3℃的偏差，该部分干扰设备表面漫反射，也从反面证明镜面反射干扰是影响红外测量正确与否的主要因素。

4）改进措施

鉴于GIS设备和红外测温仪器在电网中的广泛应用，这种自然辐射反射干扰引发的误测事件决不仅限于此例，在实际设备运行维护中具有一定的普遍性，需要采取措施避免类似误报。根据上述分析可知要消除自然辐射反射干扰关键在于避免背景辐射入射或者削弱表面反射，可以采用外加遮挡或更换拍摄角度的办法加以克服；日间巡视可选择日光照射不强的天气下进行，夜间巡视可安排熄灯夜巡。

结论

红外测温是GIS设备运行维护工作中的重要组成部分，而自然辐射反射会给测温工作造成明显的干扰，通过分析干扰产生的原因和过程，可以有效地避免此类干扰引起的错误，提高红外测温的精度和正确率，有助于维护GIS设备的安全稳定运行。

参考文献

[1]孟庆民．光纤温度传感器在电力高压开关在线监测中的应用．传感器世界．2005.07.

[2]王欣，杨焘，刘东尧，朱雁斌，王致．变电设备红外测温干扰分析及应对措施．2012年云南电力技术论坛论文集.

[3]陈衡，侯善敬．电力设备故障红外线诊断．北京：中国电力出版社．1998.10.

[4]钟立华，黄凤萍．非接触式红外测温仪在变电站设备故障检测中的应用．城市建设理论研究．2012(30).

作者简介

王巍巍，现供职于广东电网有限责任公司中山供电局，从事变电二次设备维护检修工作。