紅外成像技術(shù)在變電運(yùn)檢中的應(yīng)用

紅外成像技術(shù)在變電運(yùn)檢中的應(yīng)用

Summary：使用紅外圖像設(shè)備能夠提升變電運(yùn)檢的精細(xì)度，從而減少運(yùn)檢成本?；诖?，通過紅外圖像方法的具體運(yùn)用，結(jié)合具體例子說明運(yùn)用時(shí)的要求，以增強(qiáng)變電運(yùn)檢操作的整體性和精確性。Keys：紅外成像技術(shù)；變電設(shè)備；應(yīng)用前言：隨著國(guó)家電力系統(tǒng)建設(shè)的迅速發(fā)展、輸變電設(shè)施規(guī)模的日益擴(kuò)大，目前對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)用的常規(guī)檢測(cè)和事后檢查等傳統(tǒng)的檢測(cè)手段，已無法適應(yīng)最新的設(shè)備運(yùn)用要求。而變電設(shè)施作為國(guó)家電力系統(tǒng)的主要資產(chǎn)之一，又擔(dān)負(fù)著電能的輸送、管理等重要工作，因此維護(hù)設(shè)備安全工作必不可少，而怎樣防止意外斷電、最大限度地減少斷電時(shí)間、縮短設(shè)備使用時(shí)間、延長(zhǎng)設(shè)備使用期限、達(dá)到對(duì)設(shè)備利用價(jià)值的最大化、已成為中國(guó)能源工業(yè)當(dāng)前的重大問題，并蘊(yùn)含著重要的經(jīng)濟(jì)性與社會(huì)效益。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是一種設(shè)備狀態(tài)特征量的獲取技術(shù)，充分利用帶電監(jiān)測(cè)技術(shù)了解裝置的工作情況。在不停電源和不改變電源可靠性的情況下利用紅外線探測(cè)手段快速、準(zhǔn)確的診斷設(shè)備的接觸不良、絕緣劣化和漏電等問題。一、紅外檢測(cè)技術(shù)概述狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)是指狀態(tài)特征量的獲取過程，通過運(yùn)用各種設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行多元化、多角度的綜合檢驗(yàn)，是正確制定檢測(cè)對(duì)策、提升電氣設(shè)備檢測(cè)品質(zhì)、減少檢測(cè)成本的重要基礎(chǔ)。在實(shí)踐中，我們還應(yīng)該充分運(yùn)用設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)了解電氣設(shè)備的工作狀況。由于設(shè)備巡檢、定期測(cè)試等常規(guī)檢查方式，還不能準(zhǔn)確地全面了解電氣設(shè)備的工作狀況，所以我們還應(yīng)該發(fā)揮色譜分析、紅外測(cè)量等非電氣測(cè)量方式的功能，通過運(yùn)用設(shè)備狀態(tài)測(cè)試技術(shù)，掌握在高壓設(shè)備正常工作條件下的狀態(tài)參數(shù)。正如我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)技術(shù)中望、聞、問、切的診病原理，判斷設(shè)備健康狀況時(shí)，對(duì)設(shè)備狀況檢查、停電測(cè)試、在線檢測(cè)等多方面的信息，均應(yīng)予以綜合考量[1]。二、變電檢修現(xiàn)狀（一）對(duì)變電檢修缺乏重視雖然變電檢修工作可以提高電力設(shè)備的工作品質(zhì)和工作效率，但是在現(xiàn)實(shí)生活中還是出現(xiàn)了公司或檢修員工對(duì)變電檢修工作不夠重視的現(xiàn)象。一方面是公司不重視變電檢修，未能對(duì)檢修管理工作建立健全、規(guī)范的管理章程規(guī)范，對(duì)不健全的相關(guān)檢修管理策略也視若無睹；另一方面是變電檢修的工作人員沒有安全意識(shí)和社會(huì)責(zé)任心，不注重或者對(duì)檢修管理工作存在消極態(tài)度，在檢修途中虛應(yīng)故事并倉(cāng)促了事情，或者未能嚴(yán)格根據(jù)變電檢修的規(guī)范操作標(biāo)準(zhǔn)開展檢查作業(yè)，最后導(dǎo)致公司未能及時(shí)把風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)甄別出來，這樣不但大大降低了檢修管理工作的效率，也給公司日后重大安全事故的發(fā)生埋下了風(fēng)險(xiǎn)。（二）不具備完善的檢修試驗(yàn)方案技術(shù)人員在檢查實(shí)驗(yàn)的過程中，由于未能及時(shí)制定正確的檢查實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，所以，在具體檢查實(shí)驗(yàn)的過程中缺少協(xié)調(diào)與結(jié)合，難免發(fā)生故障現(xiàn)象。一旦不能掌握完全正確的檢測(cè)方法，針對(duì)變電裝置工作中產(chǎn)生的突發(fā)狀況，施工人員通常不能及時(shí)采取相應(yīng)的處理方法，從而造成項(xiàng)目無法順利有序進(jìn)行，產(chǎn)生安全危害現(xiàn)象，不但對(duì)檢測(cè)測(cè)量項(xiàng)目產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重的可能會(huì)對(duì)自己的人身安全產(chǎn)生危害。（三）檢修方案缺乏智能管理目前，制定變電裝置大修計(jì)劃需要通過人工檢查裝置運(yùn)維狀態(tài)、故障情況、歷史大修情況等方面，再按照大修情況、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)制定大修計(jì)劃。檢修項(xiàng)目質(zhì)量對(duì)編審管理人員技術(shù)知識(shí)能力和責(zé)任心依賴度大，項(xiàng)目品質(zhì)無法保證和效率低下，缺少企業(yè)質(zhì)量管理大數(shù)據(jù)的整合智能運(yùn)用，缺少典型檢測(cè)項(xiàng)目的管理、自動(dòng)引用等針對(duì)性的能力。三、紅外成像技術(shù)在變電運(yùn)檢中的應(yīng)用（一）溫度檢測(cè)通常，變電運(yùn)維裝置的發(fā)熱大多由于電壓太過引起導(dǎo)體電阻過大，又或者絕緣受潮以及設(shè)備元器件老化等。使用紅外能夠更精確地對(duì)變電裝置表面進(jìn)行溫度測(cè)量，以便于更好地發(fā)現(xiàn)表面溫度的變動(dòng)狀況，并進(jìn)行同類對(duì)比，同時(shí)利用紅外圖像實(shí)現(xiàn)了表面溫度的偏差統(tǒng)計(jì)，并將偏差歸集到了變電裝置工作流程中的溫度檔案，從而實(shí)現(xiàn)了縱向的實(shí)施分析和設(shè)備比較。利用所測(cè)定的溫度范圍，對(duì)變電系統(tǒng)的電流熱型、電磁熱型等進(jìn)行了分析，以確定變電系統(tǒng)內(nèi)的材料運(yùn)行、絕緣運(yùn)動(dòng)、環(huán)境溫度上升等的基本條件，并通過分析溫度控制能否達(dá)到極限值，再根據(jù)拼接系統(tǒng)所在的環(huán)境條件、氣候、濕度情況、負(fù)載變化等因素做出的分析。采用同類對(duì)比的方式，確定該裝置是否與相同范圍中的其他裝置、或同一組內(nèi)的其他裝置具有明顯的情況不同。判斷中，要盡量地消除影響因子，以增加判定的準(zhǔn)確度[2]。（二）懸式絕緣子檢測(cè)懸式絕緣子作為變電裝置的重要附件，但因?yàn)楫a(chǎn)品制作技術(shù)的復(fù)雜性，施工困難以及后期調(diào)試?yán)щy，懸式絕緣子在運(yùn)行的過程中，很易產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的破裂，濕度吸收量增大，內(nèi)部產(chǎn)生氣孔結(jié)構(gòu)，從而造成系統(tǒng)內(nèi)部和外界的電流電壓分布不平衡，在內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力的情況下，對(duì)絕緣子的系統(tǒng)形成了自然劣化，絕緣強(qiáng)度降低，從而造成了不同范圍的材料膨脹。在外部環(huán)境的作用下，由于冷熱系數(shù)不平衡，形成強(qiáng)電場(chǎng)技術(shù)，從而降低了保溫功能。四、紅外檢測(cè)技術(shù)在變電檢修中的運(yùn)用（一）在互感器內(nèi)部檢修中的運(yùn)用一般來說，電壓互感器內(nèi)部是容易發(fā)生絕緣介質(zhì)、鐵心及繞組的問題。在儀器正常工作下，其危害很小，那么所對(duì)應(yīng)的相間溫差也會(huì)隨之變小，但此結(jié)論是在排除了環(huán)境風(fēng)力因素之下可以確定，一旦加入環(huán)境風(fēng)力的制冷因素，其內(nèi)外溫度將逐漸減小。電流互感器內(nèi)的引線銅耗、電子電氣損耗和鐵芯鐵損耗都是能夠引發(fā)儀表正常過熱的主要因素，當(dāng)儀表正常散熱時(shí)，散熱點(diǎn)一般設(shè)在最上部的主變壓器出線的地方。在互感器的內(nèi)部，一般產(chǎn)生問題的原因大致分為兩類，一類為絕緣材料原因，另一類是線路接觸不良原因。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)運(yùn)用紅外探測(cè)技術(shù)在互感器內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將相間比較技術(shù)運(yùn)用在測(cè)量時(shí)非常有必要。（二）在變壓器熱故障檢修中的運(yùn)用通常來說，電壓互感器內(nèi)部是容易發(fā)生絕緣介質(zhì)、鐵心及繞組的問題。在儀器正常工作下，其危害很小，那么所對(duì)應(yīng)的相間溫差也會(huì)隨之變小，但此結(jié)論是在排除了環(huán)境風(fēng)力因素之下可以確定，一旦加入環(huán)境風(fēng)力的制冷因素，其內(nèi)外溫度將逐漸減小。在互感器的內(nèi)部，一般產(chǎn)生問題的原因大致分為兩類，一類為絕緣材料原因，另一類是線路接觸不良原因。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)運(yùn)用紅外探測(cè)技術(shù)在互感器內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將相間比較技術(shù)運(yùn)用在測(cè)量時(shí)非常有必要[3]。（三）在斷路器內(nèi)部檢修中的運(yùn)用在對(duì)變電裝置進(jìn)行電氣設(shè)備內(nèi)部剩余變電檢測(cè)過程中，一旦完成了對(duì)設(shè)備的剩余輸出電流塑料外殼式斷路器檢測(cè)工作的時(shí)候，可以采用紅外線檢測(cè)方法來完成檢查，它不僅能夠精確的測(cè)量出斷路器內(nèi)可能產(chǎn)生載流電路接觸不良等問題，還能夠檢測(cè)出設(shè)備內(nèi)存在的過熱問題。在對(duì)六氣體層絕緣的塑料殼式斷路器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)其的近紅外熱信號(hào)的研究中，一定要與電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成等實(shí)況因素加以聯(lián)系方能保證對(duì)其診斷的精確性，在此處理過程中，會(huì)得到紅外線熱溫度圖像結(jié)果，其結(jié)果可將斷路器的當(dāng)前工作狀況能否正常地清晰反應(yīng)過來，而當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，則可觀測(cè)到斷路器的工作溫度極高狀態(tài)，以便于尋找故障點(diǎn)。結(jié)論：綜上所述，近紅外圖像測(cè)量技術(shù)在目前的變電運(yùn)檢中仍具有很大的應(yīng)用，甚至可以成為一個(gè)常規(guī)技術(shù)手段加入變電所的系統(tǒng)運(yùn)檢維護(hù)中。研究紅外圖像技術(shù)在變壓器運(yùn)檢中的運(yùn)用，及時(shí)分析變壓器裝置故障信息實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)定位。有助于減少停電概率，提升變壓器檢測(cè)效率。Reference：[1]焦進(jìn),遲小羽,賴秋,楊子力,儲(chǔ)園,楊坤蓮,楊銳.應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)變電運(yùn)檢三維場(chǎng)景重建的增量八叉樹算法[J]