引言

红外测温技术主要指利用电子传感器采集各种电力设备内部中的热辐射数据，并通过自己的特性和功能把这些热辐射的信号转化成图像和数据信号的技术。通过检测温度变化来判断该设备工作情况，检测得到该设备有无异常，其最根本的就是热成像。

1红外测温技术概述

1.1红外辐射规律

红外线是一种电磁波，波长范围在0.75-1000μm之间，物体本身在正常环境下存在分子原子运动，运动的越剧烈，辐射的能量越大，温度越高。

1.2测温影响因素分析

首先，在红外线的传输过程中，由于受到大气的吸收作用、尘埃或悬浮粒子散射作用会导致辐射强度有所衰减，因此最好在空气清新、湿度较低的情况下进行测温，否则需要进行环境因素影响补偿。其次，由于阳光照射会引起附加升温，且反射波段与测温仪器波长范围比较相近，会影响测量结果精度，因此最好选择夜间或阳光相对弱的时段。再次，红外测温结果与设备本身的发射率有关，各类材料、设备表面的不同状态的发射率均不相同，因此需根据具体设备选取发射率或者实行现场标定。

1.3仪器布置原则

红外测温的双光球机的布置直接影响测量结果的准确性，需要根据阀厅的大小、周边环境是否遮挡以及分辨率等进行核校。通常选用垂直轨道式的探头在每２个阀塔的中间位置进行布置，轨道长度取阀塔高度，确保覆盖面。由于阀厅一侧会有数量很多的穿墙套管，因此要布置在另一边，避免遮挡或者处于监控死角。

1.4红外非接触式温度监测系统组成

红外非接触式温度监测系统由多个组成部分，这些组成部分各自承担着不同的任务，共同为监测平台服务，实现一定的监测效果。电缆温度监测组成部分包括监测主机、监测主体、监测末端三个主要部分。监测温度末端能够对电缆的温度进行监测，被监测的温度可以通过数字的形式显示在温度记录仪上。能够查询监测的结果和监测记录，红外监测能够把红外探头和感温电缆结合，不仅能够监测电缆温度异常，而且能对异常的位置做出判断，方便工作人员进行故障定位，从而排除可能发生的风险，保证企业的生产安全和电缆的正常运行。在红外监测系统中，热源被传感器元件感知，能够实现温度监测，这种监测是远距离监测的，不需要接触被监测物体。采用隔爆型设计，通过微型处理器处理感温信号，整个监测分站采用的交流127V供电。监测的温度能够显示在监控主机上。当电缆温度异常时，监测分站对异常做出监测反应，然后对异常的位置进行定位，通过信号放大和AD转换，微型处理器将监测的信息显示到显示器上，并且输出报警信息。红外温度监测系统是一个整体，当被监测电缆出现温度异常或者着火等情况时，红外传感器的监测温度元件能够迅速根据监测的情况作出反应。被监测的温度信号传递到温度控制站，温度超过设定值，温度信息通过CAN总线传递到温度监控平台，平台发出报警信号。监测系统属于一个完整的系统，如果需要，还可以对监测系统外加灭火装置。灭火装置收到信号后，对温度异常的地区进行定位，启动灭火程序，实现自动灭火。

2红外测温技术在变电运维中的应用

2.1输电线路复合绝缘子红外测温检测距离的计算方法

对输电线路复合绝缘子进行带电检测，是发现绝缘子是否存在绝缘缺陷的有效手段，已得到广泛应用。目前复合绝缘子的带电检测方法主要有红外检测和紫外检测两种，需要对绝缘子进行精确检测。复合绝缘子由伞裙、护套、芯棒和端部连接组成，带电检测时须重点对芯棒部位检测，如果现场检测时芯棒外的护套被伞裙遮挡，难以准确获取芯棒部位的运行状况，不能准确判断绝缘子是否存在绝缘缺陷。受绝缘子等设备安装情况和现场周围环境等因素影响，现场检测时需选取合适的检测位置，保证绝缘子伞裙不会完全遮挡芯棒外的护套。目前无人机、直升机在输电线路的智能巡检中已应用较为广泛，现场需寻找更优的测试位置以避免伞裙遮挡，尤其对于现场V型串塔身内侧绝缘子，现场受环境因素、仪器精度影响，存在肉眼无法判断是否存在遮挡的情况，如复合绝缘子红外检测属于精确测温，夜间或光线较暗情况下检测时难以看到芯棒外的护套是否遮挡。检测距离对红外测温的精度影响较大，复合绝缘子红外精确测温的识别距离，即红外测温仪器的最大测温距离，可根据热像仪参数计算。

2.2.1红外热像仪的选择

视场角和探测器红外分辨率这两个红外镜头参数与绝缘子红外检测精度密切相关的两个参数。在现场检测选择红外热像仪时，应重点考虑这两个参数能否满足检测设备和现场环境的要求。在采用无人机红外检测时，如果红外镜头视场角过大，需要拉近无人机与绝缘子的距离，才能保证一个测量点的大小能够满足精度要求。无人机与线路距离过小，有可能发生无人机碰线，导致线路故障；人员操作无人机与线路距离过大，则无法保证测温精度。因此无人机配置的红外镜头参数应结合现场设备参数和安全距离选取，建议增大安全距离裕度，选择视场角小一些的红外镜头，同时保证现场作业安全和测温精度。对于500kV以上电压等级线路复合绝缘子，红外检测时如要使整支绝缘子充满热像图垂直视场，一个测量点的实际尺寸超过1.5cm，分辨率下降，影响红外检测的准确程度，因此对于500kV以上电压等级线路复合绝缘子，可采取分段测温的方法，将一支绝缘子分成2段进行检测。

2.2.2直升机或无人机巡检检测角度范围的确定。

采用直升机或无人机巡检的方式开展复合绝缘子红外或紫外检测时，检测位置应尽量与被检测芯棒位置平齐；红外检测时尽量保证整只复合绝缘子在仪器视场范围内，检测位置尽量与高压端平齐，至少应保证高压端芯棒不被伞裙遮挡，即检测位置与最下端（高压端）芯棒的连线与水平方向的夹角应能满足芯棒不被伞裙遮挡的要求。

2.3故障排除

随着电力高峰时段的不断延长，变电站设备常常需要高负荷地连续运行，如夏季电力使用的高峰时段，变电设备承担着巨大的运载负荷。若是没有对变电站设备线路进行安全可靠的维护管理，则会增加变电站出现电力事故的概率，进而降低变电运维工作的整体安全性与可靠性。为了避免出现相关问题，需要合理地利用红外测温检测技术，对相关设备与仪器进行故障排查与全面检修，及时找出存在的潜在安全隐患并快速解决，提高变电站运行的质量与安全。

3提高红外测温技术在变电运维中应用的措施

3.1差异化工作策略理论

变电设备的运维可以从广义和狭义两个方面进行解释，狭义是“小运维”，即日常巡视、维护和检测设备；广义则和运维工作相关的，针对提升设备安全开展的不同种类工作，都可以归于其中，能够对电网运行进行进一步拓展。小运维策略制定的重点，须聚焦于掌握电力系统变电设备日常工作情况，不仅需要提高工作内容的针对性，而且需要在特定工作周期中完成相关作业。工作周期指的是运行人员单次用于设备巡视耗费的时间，传统工作周期的确定相对固定，管理制度不够完善，未能和工作实践情况相结合，科学性不强。通常情况下，确定工作周期应当从经济和安全方面考虑，若工作周期间隔过长，很可能不能第一时间发现设备自身运行缺陷，对设备运行造成负面影响；若工作周期间隔较短，可能会消耗过多维修成本，影响电力系统整体的经济性。制定工作周期，须明确对工作周期产生影响的因素，包括社会因素、电力系统本身、季节因素、设备因素等，这些都是常见的影响因素。须对设备运行状态进行科学调整，将季节性因素造成的负面影响降至最低。变电设备的运维，通常包含设备的巡视和维护两个方面的工作。巡视工作基于要求的不同，可分成日常巡视和特定状态下的巡视。设备的维护则可区分成定期维护或计划停电维护。当前变电设备在操作和运行上都能达到较高的自动化水平，并通过计算机系统对变电设备实时运行状况进行监测以及数据的传输和分析。

3.2设备数字化转型

首先，设备数字化转型需要构建基于大数据的数字化状态评价预警体系，做好电网设备安全预警员，深化数据资源价值，构建设备异常状态提前预警体系，推进设备状态分析去专家化。一方面建立主设备健康档案，整合设备运行状态信息，全面实时掌控设备状态，细分设备状态，科学评估设备健康状态，逐步建立变压器、GIS等主设备健康档案；另一方面是开展设备状态预警能力建设，利用历史设备故障、缺陷及同类型设备故障信息进行学习，建设支撑设备状态预警分析的多源异构数据仓库，汇聚设备全生命周期状态信息，建立基于“大数据＋人工智能”的设备状态预警模型，不断优化设备状态预判模型和典型案例库，整合设备运行状态信息，科学评估设备健康状态，实现设备状态精准评价与主动预警，为运维检修提供差异化检修策略。其次，设备数字化转型还需要强化设备数字化升级，实现状态监测系统到物联网平台的物联升级，全面建立智能设备标准体系，推进“机器代人”落地，推广成熟先进检测监测技术应用，建立“监测数据全接入＋多源异构数据结构化”的多维数据平台。

结语

技术人员在变电站运维工作开展时，为了充分发挥出红外测温技术的工作优势，需要分析该技术的检测原理和注意事项，依据该技术的要求设计合理的设备检测方案，确保相关设备检测工作可以有效快速地进行，提高变电运维工作的整体效果。

参考文献

[1]汤萃,陶秋丽,黄敏.变电运维工作中红外测温技术的应用探讨[J].石河子科技,2020(6):14-15.

[2]许嘉程.红外测温技术在变电运维中的应用研究[J].电子测试,2020(20):92-93.