1、热成像测温系统在电力行业的应用研究 孙武峰 吴志强 陕西省地方电力(集团)有限公司渭南供电分公司 摘 要： 电力系统设备接点发热问题越来越受到重视。 本文针对传统方法无法直接进行测 温, 不能及时发现设备过热缺陷的问题, 介绍测温型热成像摄像系统的功能、 结 构以及在电力行业的应用。 关键词： 测温热成像仪; 电力设备; Application of Thermal Imaging Temperature Measurement System in Power Industry SUN Wufeng WU Zhiqiang Weinan Power Supply Branch, Shanxi
2、Provincial Power (Group) Co.Ltd.; Abstract： The heating problem of power system equipment contact has received more and more attention.Traditional methods cannot directly measure the temperature and find the equipment overheating defects in time.Aiming at these problems, this paper introduced the fu
3、nction, structure and application of thermal imaging temperature measuring system in electric power industry. Keyword： temperature thermography; power equipment; 1 应用背景 电力行业电气设备运行异常易会造成设备跳闸、 损坏, 严重的导致机组非计划停 运, 造成人员与财产损失。 电气设备故障在发展和形成过程中绝大多数与发热温 度升高紧密相连1。 目前, 变电站测温多采用人工离线式测温, 存在及时性差、 人工强度大、 易漏检、 特殊部位
4、测温不变等问题。 针对现有电力测温方式的弊端, 提出采用热成像摄像 机测温系统, 利用红外热成像诊断技术, 通过非接触方式检测运行中的设备温 度和运行状态, 可简捷、安全、直观、准确地查找、判断电气设备过热故障, 以 迅速采取措施防止电气事故的发生2。红外热成像检测诊断技术为电力设备精 细化点检和维修提供有力依据, 及时将电力设备事故消灭在萌芽状态, 有效避 免设备异常事件或事故的发生。 2 系统组成 热成像摄像机测温系统, 从前端的一体化热成像网络测温设备到后端的存储、 平 台, 采用全数字方式, 前端图像采集设备可由测温型热成像云台、 测温型热成像 筒机、测温型热成像球机组成3, 如图1所
5、示, 可视安装环境与监测要求自由 选型。 网络传输则采用以太网, 将数据传输到后端监控平台, 实现远程实时监控 和录像存储。 红外热成像测温系统可实现多种热成像测温应用功能4, 如图像实时预览, 温 度阈值超限告警、巡检计划设置等。 热成像双光谱网络球机是集网络远程监控功能、 视频服务器功能和高清智能球功 能为一体的新型网络智能球, 安装方便、使用简单, 不需要繁琐的综合布线。热 成像双光谱网络球机集视频、 服务器功能于一体, 除具备普通智能球的所有功能 外, 还自带有热成像通道, 该通道不受光线影响, 真正实现全天24h 监控。 3 系统功能 3.1 基础功能 (1) 实时预览测温与录像回放
6、。 可对红外监控点进行视频预览, 以及对实时画面 中的点位进行温度呈现。 测温热成像摄像机能够对前端的监控场景实时进行线测 温、框测温、点测温。测温范围:-40150或0550。测温精度高达2或 量程的2% (取最大值) 。 (2) 视频巡检。可对测温型热成像球机、测温型热成像云台摄像机配置巡检预置 点, 并自动分析巡检结果, 还可将巡检结果以 word文档方式导出。 (3) 离线分析。 用户使用手持测温热像仪巡检完毕后, 可对手持测温热像仪中所 拍图片和录像进行离线分析, 用于回溯问题。 图片采用jpeg格式, 录像采用MP4 格式。图片和录像中包含温度数据。 3.2 特色功能 (1) 全局
7、测温、温差报警。原有红外热成像系统采用画测温规则方式, 现场监测 环境错综复杂, 热成像摄像机的每个监测预置位需要画很多线或者框, 步骤繁 琐, 工作量大, 如果操作失误导致预置位被重置, 或者更换摄像头, 前期繁重 的设置工作会前功尽弃。 而热成像摄像机测温系统具有温差报警功能, 在同一预 置位下通过前后抓图对比判断全屏温度, 智能分析在该预置位下任意一点是否 发生温度突变, 发现突变则产生报警。热成像双光谱网络球机无需设置测温框, 操作简单, 易用性更高。 (2) 双光谱同屏显示。 在一台工作站的显示器上能实时同时显示红外以及可见光 图像 (并且不改变图像的原始分辨率) , 如图 2所示。
8、 (3) 温度曲线呈现。 红外测温系统软件支持实时温度曲线呈现, 当点击测温型热 成像摄像机某一测温点/线/框时, 可从当前时间开始呈现该测温点/线/框的温 度变化曲线。 4 系统特点 4.1 精确测温 系统支持两档测温范围:档位一-40150;档位二 0550。测温精度:2或 量程的2% (取最大值) 。测温方式如图3 所示。 4.2 全区域无死角 球机和云台支持300 个预置点测温, 可提高单台设备利用率, 增大测温区域。 巡 检还可采用手持测温热像仪, 对巡检区域进行查漏补缺, 减少测温盲区, 可对 重要区域二次测温复核。 4.3 高可靠性设计 前端设备通过了以下多项高可靠型测试实验。
9、(1) 高低温测试:-4570。 (2) 静电放电抗扰度实验:空气放电15kV, 接触放电9kV自行恢复。 (3) 浪涌 (冲击) 抗扰度:线地是6kV防浪涌。 (4) 网络优化实验:网络丢包10%以内可以保证测温数据连贯。 5 应用场景 (1) 变电站主变压器。 主变压器作为电站重要的电气设备, 可能存在接头松动或 接触不良, 以及不平衡负荷、过载、过热等隐患。热成像测温系统可实现对主变 的实时测温。 (2) 换流站阀厅。系统可对阀厅内换流阀本体和有关连接点进行红外热成像测 温。 (3) 电缆层测温。 电缆起火是目前在电力行业多发的安全事故之一, 电缆测温的 应用场景有很多, 如电站的电缆层
10、, 以及电缆桥架、电缆井等。 (4) 出线场。 出线场是指电站发出的电能经过变压设备调试后, 向各地输送的供 电中心, 一般有互感器、避雷器、载流子等多种电气设备, 在线路触点部位容易 发生线路过热起火等安全事故。 参考文献 1王鹏, 王云琴, 李国平, 等.浅谈变电站红外热成像仪测温应用J.科技创 新与应用, 2013. 2王杰, 黄志刚, 白风春.红外线成像技术在电力系统的应用J.电力安全技 术, 2010. 3陈钰.红外成像测温技术在电力设备状态检测中的应用J.数字通信世界, 2016. 4魏钢, 冯中正, 唐跃林, 等.输变电设备红外故障诊断技术与试验研究J. 电气技术, 2013.
