红外测温技术在变电站运维中的应用探讨

红外测温技术在变电站运维中的应用探讨

原浠超 1 刘长青 2 宋永 3 韩东 4

国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司 湖南省长沙市 410015

摘要：近年来，我国对电能需求不断增加，变电站建设越来越多，在变电站中红外测温技术发挥着重要的作用。针对传统非接触式测温技术存在的测温效率低、测温数据不准、漏检率高等问题，提出了一种基于人像检测、人员跟踪、红外热成像等多技术融合的智能测温系统。本文以红外测温技术原理以及红外测温变电站温度监测系统特点进行分析，其次探讨了变电站运维中红外测温技术的综合应用，并分析了运维工作中的主观因素，以供参考。

关键词：红外测温；热成像；变电站；运维

引言

社会经济和电力行业的飞速发展，使得全封闭式高压变电站被广泛运用至各个电压等级变电站供电系统中，在配电网中彰显出极为重要的作用和价值。现阶段国内变电站实际运用到的测温手段是示温变色蜡片法和红外测温法等，示温变色蜡片法的实际温差较为明显，实用性并不理想；红外测温法难以实现合理测量目的，无法透过设备外壳分析出设备的高温情况，因此体现出限制性。需要根据实际的工作需要，设计出较为合理、实用性强、精度理想的温度监测系统，方便对变电站中的温度实现非接触式测量，保证用电的安全与可靠。

1红外测温技术原理

自然界一切温度高于绝对零度的物体，在分子热运动的作用下会不停向周围空间辐射电磁波，辐射出的电磁波也包含红外波。研究表明，当物体因分子热运动而温度升高时其辐射能量也增加，据此设计研究出单波段红外测温仪用以检测物体温度。实验证明，在物体温度升高后，短波方向会聚集较多辐射峰值波长，因而在使用高温测温仪对物体温度进行测量时多是从物体短波处测量，而在长波处测量低温。且物体温度变化会影响辐射能量的波长，一般情况下，长波处温度变化率、辐射能量变化率要小于短波处的变化率。根据这一规律，短波处工作的测温仪相对信噪比相对较高，也有较强的抗干扰性。在变电站运维工作中红外测温技术的实现机制为：首先由传感器单元收集变电设备在红外测温辐射过程而产生的热量，其次将采集的辐射热量经过红外探测设备与信号处理单元等，传递为信号数据进行传递，之后经液晶显示单元显示信号数据。变电设备运维工作者便根据温度信号的信息，判断设备是否处于正常工作的范围之内。

2红外测温变电站温度监测系统特点

（1）容错性。基于红外测温技术的变电站温度监测系统体现出理想的容错性特征，适当地避免了误操作产生的影响，能够合理规避系统崩溃的问题。功能性。监控中心系统可对各个变电站的图像信息合理的监测，同时还可实现实时监测目的，保证了图像信息的及时获取和分析。任意变电站的红外历史图像也可回放，为相关工作的开展提供了便利条件。对温度信息能够实时的分析，体现出存储（2）热成像和生成报告等多种多样的功能。系统本身的具备的自动巡检功能较为强大，能在设定的特定间隔时间中对全站的监控点完成图像巡检，由此保证了相关工作开展的时效性，也可实现对巡检对象的任意设定，体现出极为优良的应用成效。（3）音画联动。系统能依照报警信号的基本位置合理切换监控的具体画面，保证做到音画”联动。在接收相应的报警信号后还可将红外装置进行录像的位置加以指定，保证更好地为后期调查创造出理想条件。报警信号可实现自动化保存，之后生成相应的处理报告，以此为基本任务的落实稳固基础。

3探究变电站运维中红外测温技术的综合应用

3.1变电运维工作验收与工作质效

过去变电运维工作验收环节，从竣工极端入手，虽然能够保证变电设备最初的故障评估，但是在后续验收阶段的工程运维工作会存在一定的弊端。对此，利用红外测温技术在变电设备工程验收工作之前，即可将设备运维检测数据汇报至运维机构，可以将设备前期运行存在的问题消灭在萌芽之中。也就意味着，红外测温技术可以为后续的设备运维验收工作提供技术依据。另外，变电设备运行与维修阶段，需依据五通运维思路，即无人值班与单表记录运维信息的综合性方法。使用红外测温技术，围绕变电设备开展易出现异常设备的重点巡视工作，以此保证设备的日常维护与更换。如果在日常运维工作中，发现设备出现特殊情况，则由设备负责人填写相关信息，以此提高变电设备运维的工作质量与工作效率。

3.2软件设计

系统运行程序设计流程较为复杂，当完成系统初始化后便会逐步进入到无限循环的温度采集流程中，这个递进的过程就是系统具体作业的过程。运用KeilC51软件编译C语言程序，设定出具体的温度限定值，分别是T1和T2。根据实际需求划分出三个不同的温度状态，正常温度为T≤T1时绿灯亮起，蜂鸣器不会发出任何声响；异常高温是T1T2，此时红灯亮起，蜂鸣器发出声响。间隔一段时间后报警短信息发送给运维人员，格式是“Normaltemp＜45℃，Atemp=31.5℃，Btemp=31.2℃，Ctemp=31.6℃”。此系统的遥测功能显著，可实现远程查询的目标，对温度数据进行实时分析。

3.3系统硬件部分设计

本系统主要由无线通信设备TC35及红外传感器MLX90614构成，无线通信TC35具有稳定性高、可靠性高、使用便捷、反映灵敏、安全有效等特点，能为红外线测温装置的温度数据采集、处理与传输、显示等工作提供很大帮助。基于这一硬件，温度在线监测系统得以实时、高效输送变电站温度信息，为工作人员提供短信服务，为工作人员的运维管理工作提供便利。红外传感器MLX90614最显著的特点与优势是可实现远距离、非接触测温，测温装置内部的温度感应芯片十分灵敏，对-40℃及125℃内的温度都能做出灵敏反应与准确监测，因而十分适用于当前的变电站温度在线监测。该装置还采用先进低噪音放大技术，能实现对各类信息的有效辨别，全面保证温度测量结果的准确性。单片机芯片STC89C52RC具有宽电压特点，能有效克服电源抖动给系统的影响，从而使系统更稳定、灵敏与精确地采集与分析变电站温度数据，让系统在线测温功能得以实现，其抗干扰能力非常强，测温范围也相对较广，能控制其它模块完成对开关柜运行温度的在线监测，能根据实际情况实时发出报警信息。温度在线监测系统中的声光报警模块对灯光与声音的优点进行了结合，通过这一模块可在较短时间内确定系统报警来源，并通过对灯光信号的观察实现对故障的准确定位，让整个故障排查、分析、定位与处理过程更加有序且高效，让变电站故障影响得到有效控制。红外测温装置通过强磁铁被固定在金属柜门内侧，不会对变电站的正常运行造成影响，同时也便于检查与维护。

4运维工作中的主观因素

运维工作中的主观因素，或多或少的制约者技术的应用。为尽可能的降低主观因素的干扰，需增加工作内容或改进工作方案。在设备处于高温运行阶段时，技术运维人员可以增加红外测温技术的测量频率，必要时可借助三脚架对测温设备作好固定操作。同时，三脚架测试位置与高度等系数的设置时，必须从最佳测温距离的角度入手，根据准确的物理公式，得出三脚架安装的高度、方向以及位置等数据，切不可随意放置，最终保障红外测温技术的质量可靠性。

结语

综上，本文基于红外线测温技术设计的变电站温度在线监测系统且经实验与实践证明具有较高的实际应用价值，系统能实现对变电站运行温度的动态、准确监测，可对设备故障做出迅速报警。因而相关单位可考虑引进与应用该系统，为变电站的正常稳定运行提供保障。

参考文献

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