论文部分内容阅读
【摘要】红外成像检测是输变电设备状态检修的具体应用。本文通过介绍红外成像仪测温原理，提出红外成像测温技术在输变电设备中的检测方法及现场应用，及时发现设备发热隐患，为输变电设备状态检修工作提供重要的依据，对确保输变电设备安全稳定运行具有很强的实用价值。
【关键词】状态检修；红外成像；输变电设备
【中图分类号】U224 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0191-01
0.引言
状态检修，就是在设备状态监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果，科学安排检修时间和项目。状态检修的内容不仅包括在线监测与诊断，还包括设备运行维护、带电检测、预防性试验、故障记录、设备管理、设备的检修及验收等许多方面。而红外检测技术是通过非接触式的红外检测手段来监测设备的运行状态，对电力系统中具有电流致热型、电压致热型或其他致热型设备进行成像测温、分析诊断，可以有效诊断设备过热等缺陷，便于及时发现设备隐患，消除设备缺陷，确保输变电设备安全运行。
1.红外检测与诊断的应用
随着经济的发展，长期以来形成的定期检修已不能满足供电企业生产目标，即用最低的成本，建设具有足够可靠水平的输送电能的电力网络。要掌握设备的运行状况可通过先进的仪器对设备进行检测，做到及时掌握设备的运行状况，目的将传统的“预防性检修”提高到“状态性检修”上来。在运行单位要掌握设备的运行状况若还采用传统的检修模式不但消耗大量的人力物力和财力而且没有针对性，不能从根本上消除设备存在的缺陷。运行中的输变电设备由于施工问题和运行环境的变化压接管和引流线部分都有发热的可能若不依靠设备有可能到发生事故时才会发现缺陷。
本着如何有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等问题，在输变电设备中运行维护中大力推进设备状态检修管理理念的应用，使用红外成检测的方法可随时掌握致热型设备的运行状况。根据现有红外检测设备的技术性能等级，由高到低可分为：焦平面热像仪、光机扫描热像仪，斩波型热电视、平移加瞬变型热电视、平移型热电视、红外测温仪。输变电设备可配置高性能的红外热成像仪。
2.红外热成像仪测温原理
每一个有一定热量的物体，都会以电磁波的形式向外界辐射能量，而辐射能量的大小与该物体的热力学温度的四次方成正比。基于此种原理开发研制的红外热成像仪，可以获取设备的红外辐射状态的热信息，并转换成温度进行显示，能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度，以温度高低来判断其工作状态的正常与否，无需与物体直接接触，可实现输变电设备在运行状态时远距离非接触式的测量物体的温度，检测设备的运行状况，通过对电气设备表面温度及其分布的测试、分析和判断，发现设备故障引起的异常温度，准确地发现电气设备运行中的异常和缺陷。从而实现故障隐患的提早发现并进行处理，给输变电设备运行监测提供了—种先进手段。
3.红外成像检测方法
使用红外热成像仪，在开机后应进行温度校准，待图像稳定后先对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温。针对不同的检测对象应选择相对应的环境温度参照体；测量设备发热点、正常相的对应点及环境温度参照体的温度值时，应使用同一仪器相继测量；做同类比较时要注意保持仪器与各对应被测点的距离一致、方向一致；正确键入大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数；并选择适当的测温范围；应从不同的方向进行检测，求出最热点的温度值；记录异常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值。
将采集回来的红外热图传输到电脑上，图片经过分析软件；相应的“分析结果表”中就显示出设备表面的最大值，当然红外热图传输到电脑上后可以在工作站所建立的图片库中找到本幅图片的真实写照来上传到分析报告中（又称可见光图）
4.红外成像检测管理
在专业管理方面，可通过对输变电设备在线监测数据、交接预试信息、运行信息的分析，科学地判断设备综合健康状况，对设备进行状态评估，并根据评估结果，确定维修计划，做到当修必修、需修才修。在输变电红外检测的实际应用中可根据电气设备的重要性、电压等级、负荷、运行方式及环境条件等确定运行设备红外测温的周期。
对输变电设备在330KV变电站中，在停电检修前及预试前检测一次，以便查出的缺陷在检修中得到及时处理，避免重复停电。在重负荷运行前应进行一次检测。在正常运行时每两周进行一次一般检测。在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每天应检测一次。对330kV及以上变压器、断路器、电抗器、套管、电压互感器、电流互感器、避雷器、电容器、电缆终端等设备每年进行一次精确检测并建立图库。
在110kV变电站中，在重负荷运行前应进行一次检测。110kV枢纽变电站、重负荷变电站在正常运行时每月进行一次一般检测。发现异常进行精确检测，并建库。在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每天应检测一次。110kV其他变电站每季度检测一次。
35kV及以下变电站（含10kV开闭所）中，在正常运行时每半年检测一次，在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每月检测一次。
对于运行环境差、陈旧或有缺陷的设备，在重负荷运行期间、系统运行方式改变且设备负荷突然增加期间，需增加对设备的检测次数。
新建、改扩建或大修后的电气设备，应在投运带负荷后不超过1个月内（但至少在24h以后）进行一次检测。并对变压器、断路器、电抗器、套管、电压互感器、电流互感器、避雷器、电容器、电缆终端进行精确检测，对原始数据进行图像存档。
330kV及以上输电线路在重负荷运行前应进行一次检测。在正常运行期间应每半年进行一次检测，在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每月进行一次检测。
110kV及以下输电线路在重负荷运行前应进行一次检测。在正常运行期间应每半年进行一次检测，在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间必要时进行检测。
新建、改扩建或大修后的线路，应在投运带负荷后不超过1个月内（但至少在24h以后）进行一次检测。
110kV及以上电缆终端设备，在正常运行期间，每季度检测一次；在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每两周检测一次。
35kV及以下电缆终端设备每半年检测一次。
在重大事件、重大节日、重要负荷以及重要负荷突然增加等特殊情况应增加检测次数，进行有针对性的检测。
对设备进行红外测温检测后应完成测试记录及数据管理。红外测温的检测和诊断数据，主要包括现场记录、设备热像图、设备参数及诊断分析报告。现场记录内容应包括日期、气象条件、地点、设备名称、缺陷部位、實际负荷、检测结果、诊断结论和处理结果。对典型缺陷应拍摄热像图和检查处理时的照片，做为技术资料存档，以便积累经验。
保存采集到的设备红外检测状态信息，可作为输变电设备的状况评分依据。对设备状态进行评分所依据的信息称为状态信息，主要包括运行工况、预试数据、缺陷、检修、在线监测数据、家族缺陷等。评分值可以基本上判断设备的健康状况，并以此作为延长或者缩短检修周期的依据。
5.结束语
利用红外诊断技术，人员可以多次预知性的发现设备发热故障，跟踪检测发热设备，是状态检修在输变电设备的具体应用，在电力系统中发现和避免了许多设备事故，确保了电力设备的安全稳定运行。非接触式红外测温方法在输变电设备应用为缺陷发现、日常维护提供了一个新的监测手段，使大量设备缺陷消除在萌芽状态，使输变电设备的状态检修很有意义，提高了输变电设备运行管理水平，保证了电网安全供电。
参考文献
[1]《带电设备红外诊断应用规范》中华人民共和国国家发展和改革委员会2008.6
[2]《陕西省电力公司输变电设备状态检修管理办法》
【关键词】状态检修；红外成像；输变电设备
【中图分类号】U224 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0191-01
0.引言
状态检修，就是在设备状态监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果，科学安排检修时间和项目。状态检修的内容不仅包括在线监测与诊断，还包括设备运行维护、带电检测、预防性试验、故障记录、设备管理、设备的检修及验收等许多方面。而红外检测技术是通过非接触式的红外检测手段来监测设备的运行状态，对电力系统中具有电流致热型、电压致热型或其他致热型设备进行成像测温、分析诊断，可以有效诊断设备过热等缺陷，便于及时发现设备隐患，消除设备缺陷，确保输变电设备安全运行。
1.红外检测与诊断的应用
随着经济的发展，长期以来形成的定期检修已不能满足供电企业生产目标，即用最低的成本，建设具有足够可靠水平的输送电能的电力网络。要掌握设备的运行状况可通过先进的仪器对设备进行检测，做到及时掌握设备的运行状况，目的将传统的“预防性检修”提高到“状态性检修”上来。在运行单位要掌握设备的运行状况若还采用传统的检修模式不但消耗大量的人力物力和财力而且没有针对性，不能从根本上消除设备存在的缺陷。运行中的输变电设备由于施工问题和运行环境的变化压接管和引流线部分都有发热的可能若不依靠设备有可能到发生事故时才会发现缺陷。
本着如何有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等问题，在输变电设备中运行维护中大力推进设备状态检修管理理念的应用，使用红外成检测的方法可随时掌握致热型设备的运行状况。根据现有红外检测设备的技术性能等级，由高到低可分为：焦平面热像仪、光机扫描热像仪，斩波型热电视、平移加瞬变型热电视、平移型热电视、红外测温仪。输变电设备可配置高性能的红外热成像仪。
2.红外热成像仪测温原理
每一个有一定热量的物体，都会以电磁波的形式向外界辐射能量，而辐射能量的大小与该物体的热力学温度的四次方成正比。基于此种原理开发研制的红外热成像仪，可以获取设备的红外辐射状态的热信息，并转换成温度进行显示，能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度，以温度高低来判断其工作状态的正常与否，无需与物体直接接触，可实现输变电设备在运行状态时远距离非接触式的测量物体的温度，检测设备的运行状况，通过对电气设备表面温度及其分布的测试、分析和判断，发现设备故障引起的异常温度，准确地发现电气设备运行中的异常和缺陷。从而实现故障隐患的提早发现并进行处理，给输变电设备运行监测提供了—种先进手段。
3.红外成像检测方法
使用红外热成像仪，在开机后应进行温度校准，待图像稳定后先对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温。针对不同的检测对象应选择相对应的环境温度参照体；测量设备发热点、正常相的对应点及环境温度参照体的温度值时，应使用同一仪器相继测量；做同类比较时要注意保持仪器与各对应被测点的距离一致、方向一致；正确键入大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数；并选择适当的测温范围；应从不同的方向进行检测，求出最热点的温度值；记录异常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值。
将采集回来的红外热图传输到电脑上，图片经过分析软件；相应的“分析结果表”中就显示出设备表面的最大值，当然红外热图传输到电脑上后可以在工作站所建立的图片库中找到本幅图片的真实写照来上传到分析报告中（又称可见光图）
4.红外成像检测管理
在专业管理方面，可通过对输变电设备在线监测数据、交接预试信息、运行信息的分析，科学地判断设备综合健康状况，对设备进行状态评估，并根据评估结果，确定维修计划，做到当修必修、需修才修。在输变电红外检测的实际应用中可根据电气设备的重要性、电压等级、负荷、运行方式及环境条件等确定运行设备红外测温的周期。
对输变电设备在330KV变电站中，在停电检修前及预试前检测一次，以便查出的缺陷在检修中得到及时处理，避免重复停电。在重负荷运行前应进行一次检测。在正常运行时每两周进行一次一般检测。在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每天应检测一次。对330kV及以上变压器、断路器、电抗器、套管、电压互感器、电流互感器、避雷器、电容器、电缆终端等设备每年进行一次精确检测并建立图库。
在110kV变电站中，在重负荷运行前应进行一次检测。110kV枢纽变电站、重负荷变电站在正常运行时每月进行一次一般检测。发现异常进行精确检测，并建库。在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每天应检测一次。110kV其他变电站每季度检测一次。
35kV及以下变电站（含10kV开闭所）中，在正常运行时每半年检测一次，在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每月检测一次。
对于运行环境差、陈旧或有缺陷的设备，在重负荷运行期间、系统运行方式改变且设备负荷突然增加期间，需增加对设备的检测次数。
新建、改扩建或大修后的电气设备，应在投运带负荷后不超过1个月内（但至少在24h以后）进行一次检测。并对变压器、断路器、电抗器、套管、电压互感器、电流互感器、避雷器、电容器、电缆终端进行精确检测，对原始数据进行图像存档。
330kV及以上输电线路在重负荷运行前应进行一次检测。在正常运行期间应每半年进行一次检测，在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每月进行一次检测。
110kV及以下输电线路在重负荷运行前应进行一次检测。在正常运行期间应每半年进行一次检测，在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间必要时进行检测。
新建、改扩建或大修后的线路，应在投运带负荷后不超过1个月内（但至少在24h以后）进行一次检测。
110kV及以上电缆终端设备，在正常运行期间，每季度检测一次；在重负荷（迎峰度夏、迎峰过冬等）运行期间每两周检测一次。
35kV及以下电缆终端设备每半年检测一次。
在重大事件、重大节日、重要负荷以及重要负荷突然增加等特殊情况应增加检测次数，进行有针对性的检测。
对设备进行红外测温检测后应完成测试记录及数据管理。红外测温的检测和诊断数据，主要包括现场记录、设备热像图、设备参数及诊断分析报告。现场记录内容应包括日期、气象条件、地点、设备名称、缺陷部位、實际负荷、检测结果、诊断结论和处理结果。对典型缺陷应拍摄热像图和检查处理时的照片，做为技术资料存档，以便积累经验。
保存采集到的设备红外检测状态信息，可作为输变电设备的状况评分依据。对设备状态进行评分所依据的信息称为状态信息，主要包括运行工况、预试数据、缺陷、检修、在线监测数据、家族缺陷等。评分值可以基本上判断设备的健康状况，并以此作为延长或者缩短检修周期的依据。
5.结束语
利用红外诊断技术，人员可以多次预知性的发现设备发热故障，跟踪检测发热设备，是状态检修在输变电设备的具体应用，在电力系统中发现和避免了许多设备事故，确保了电力设备的安全稳定运行。非接触式红外测温方法在输变电设备应用为缺陷发现、日常维护提供了一个新的监测手段，使大量设备缺陷消除在萌芽状态，使输变电设备的状态检修很有意义，提高了输变电设备运行管理水平，保证了电网安全供电。
参考文献
[1]《带电设备红外诊断应用规范》中华人民共和国国家发展和改革委员会2008.6
[2]《陕西省电力公司输变电设备状态检修管理办法》