红外热成像仪应用于电力设备故障诊断

红外热成像仪应用于电力设备故障诊断

彭垚 谢静静

国网安徽省电力公司铜陵供电公司  244000

摘要：在电力设备的故障诊断中，红外热成像仪相比于测温仪，具有明显的优势。它能够快速采取非接触的方式诊断电力设备的故障，防止设备的进一步损害，避免大规模停电事故的发生。本文将对红外热成像仪在设备故障中的具体应用进行分析，以供参考。

关键词：红外热成像仪；结构；设备故障诊断；应用

1.前言

在电力系统的运行过程中，通过早期的故障诊断，能够及时排查系统的故障，大大降低了系统故障发生的概率，保证系统的稳定运行。

2.红外热像仪结构

与测温仪相比，红外热像仪具有更出色的功能和丰富的功能，在精确测量温度的同时，还创建了温度分布图来显示温度变化并显示物体的红外信息，并且更直观，更全面地进行分析。热像仪可以处理图像，便于分析和诊断。热像仪具有强大的抗干扰能力，高分辨率和完整功能，强大的信息收集，存储，处理和分析功能，可准确，快速地测量温度。红外热像仪是红外技术的重要组成部分，但是红外热像仪相对昂贵并且消耗大量功率。

与温度计相比，热像仪具有更多的信号处理器和支架指示器。其主要结构还包括光学器件，红外探测器，扫描机构，信号处理电路，显示记录系统和其他辅助电路。这与测温仪没有太大区别，但是红外热像仪中最主要的部分是转换和分析检测器以及信号处理器。红外探测器是系统范围内信号转换的关键核心设备，也是对检测结果影响最重要的方面。热像仪其主要的工作原理和测温仪相似，通过光学系统将辐射产生的信号传递到探测器上面。红外检测器将发射的信号转换为电图像或视频信号以进行放大和过滤非。它消除了噪声干扰，将电信号转化成为输出信号，在终端设备上进行显示，以显示目标的湿度分布和温度变化特征并形成热图像。在传递过程中出现的图像信息和声音信息可以通过型号处理器进行下一步处理和分析。

扫描机制执行目标的二维扫描，将目标水平和垂直地分为几部分，以特定顺序对每个单元进行完整的扫描，最后扫描信息按顺序发送到设备进入显示设备时，将从每个单元的信息进行合并处理，将电信号转化成为图像。红外热像仪将图像信息反射到图像上，并显示温度值和热场分布的特征，即红外图像。

3.电力工业生产中红外热像仪的应用与效果

红外热图像检测技术已在工业化国家中广泛使用，从最初的电气设备和电力线开始扩展到发电厂和其他相关方面。1990年，国际大型网格会议（CIGRE）得到了充分肯定，并充分关注了红外诊断技术。红外诊断技术已成为一种用于电力设备监视，检测，及时发现隐患，快速修复以及消除突发性设备事故的先进方法。众所周知，大多数电厂事故不是突然发生的，而且变化的过程通常更快或更慢。电气元件逐渐松动，破裂，腐蚀等，接触电阻增加，导致电气元件温度升高和温度异常。这些异常现象可以通过使用热像仪直接观察和测量来发现，并且可以掌握故障的位置和严重性。当前，电力系统中热像仪的主要检测目标是发电机组设备，传输线连接器，绝缘零件，变电站设备，变压器绕组，油冷却系统，高压电线的保险丝电路，绝缘开关，断路器，转换开关和端子，电路配电中心，控制台和照明配电板。在有条件的情况下，可使用车载或车载红外成像仪来定期检测电力传输和变电站电网。这样可以及早发现隐藏的危险并快速诊断事故现场，从而大大节省了经济损失。与电力前端工程师合作，我们使用了SAT系列热像仪来检测以下设备的零件：

（1）变压器。高，中，低压套管，变压器箱，变压器油枕形油。

（2）电抗器的红外检测：机柜局部加热，冷却装置和油路故障，平板波电抗器，涡流内圈加热，电抗器套管接头，机柜涡流和冷却装置故障。

（3）避雷器。一般经常使用的是避雷器内部的水分引起的闪络。其中，阀式避雷器出现的大部分故障主要是由于内部的水分或并联电阻的损坏。

（4）电容器。介电损耗增加，内部释放电，缺少油。

（5）电源线和电线。由于电缆头三相出口连接器接触点不良而造成的导流过热而出现故障，由于内部连接器接触不良而引起的导流出现过热产生故障，电缆头部的部分绝缘故障，电缆出口套管不良等。电线不良，电线质量不良，电线绝缘不良。

（6）分离开关。陶瓷柱表面污染，陶瓷柱开裂，绝缘电力电缆和电线的红外检测差，分离和接触差。

（7）高压电源线和压接管。这主要是由于连接器接触不良。在无人值守的变电站中，将安装红外热成像温度监测头以监测关键设备区域。通过相应的现有通道将红外图像和温度测量数据实时远程发送到MIS系统，并成为电力系统的红外。红外热像仪可以是单个系统，也可以集成到现有的在线监视系统，数字图像监视系统，防盗和火灾报警系统中。红外热像监控系统具有实时温度测量和分析功能，主要由红外热像仪及相应的硬件和计算机网络组成。

4用好红外热像仪的关键环节

购买和使用红外热像仪以使红外热像仪的最大效率最大化并确保电源安全特别重要。

（1）选择红外热像仪的注意事项：

①红外探测器的性能。对于商用产品，最好选择非冷却焦平面检测器。②镜头。内置镜头和高空间分辨率使添加其他镜头变得容易。③内置黑体。内置黑体的红外热像仪具有自动校准，稳定的图像和准确的温度测量功能。④图像处理系统。良好的图像处理系统可使红外热图清晰美观，并且可以自动/手动调整图像。⑤温度测量功能。温度测量方便，精度高，适用范围广。注意售后服务也很重要。我们需要选择强大的制造商，提高设备的保障效果。

（2）红外诊断技术分析/确定方法

使用红外热像仪进行测试时，通常会使用红外热像仪来全面扫描要测试的所有零件，以查找异常热状况的零件。然后，精确测量异常组件和主要传感设备的温度，并获取热谱。应用分析软件进行深入分析，确定疾病的性质，提出治疗建议，并报告诊断报告和异常体温谱图。

5.结束语

综上所述，在电气设备故障检测的过程中往往通过红外热成像仪来发现设备存在的问题，对设备故障的判断起到了很好的效果，对于检测设备早期故障，提高故障的预防起到了积极的作用，在当前设备检修的过程中要通过高科技手段发现设备存在的问题，及时解决，保证电力设备长周期稳定运行。

参考文献

[1]王魁汉.温度测量技术.[M]东北工学院出版社,2018

[2]吴晓松,王晨峰.电力设备接点温升监控的研究.[J]电力系统红外交流会论文,2018（15）：25