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摘要：目前，将红外检测技术应用于电力设备越来越受到人们的重视。利用红外检测技术实现可视化功能，并通过扫描创新地建立了温度的分布模型，可以解决难以区分并行设备的缺陷。实时的，基于网络的数据传输，提高了系统可靠性，巡线工人的劳动强度有所降低。也能对电力设施的失火、遭窃情况到监测和预防的作用。
关键词：电力设备；红外检测技术；监控系统
电气设备运行状态的好坏直接决定了电力系统的安全性和效率，变电站有变压器，母线，隔离开关，断路器，耦合电容器，高压电缆等大量装备。如果某设备运行状态超出规定运行状态，并且没有被及时地发现，就很可能会发展成一个故障，甚至造成设备损坏或人身伤害，并造成不可估量的后果。实时的检测系统，可以将设备的维护成本可降低25％至50％，降低事故发生率75％，具有非常显著的经济效益。
一、带电设备红外远程监控系统的原理
变电站设备得设备故障模式通常表现为异常的热状态，检测系统的基本原理是，红外线监测是通过使用检测红外辐射信号的监控设备，得到设备的具有器件特性的热状态，并根据该热条件和适当的标准，判断设备处于何种状态。
红外故障诊断，通过在红外设备运行状态下检测到的故障信息。许多电源设备故障倾向于改变温度或显示过热状态。在电力设备显示出异常发热或温度非正常分布的迹象时，只要使用的红外检测的适当手段，设备的红外辐射能量，并转换成相应的电信号，然后通过一个特殊的电子信号处理系统，就可以得到的电力设备的红外监控信息，它包含了设备运行状态信息的表面温度分布。
由于电气设备繁多复杂，处于不同位置，故障的严重程度不同，该设备不仅会产生不同的表面温度上升，而且空间分布也有所不同这是电力设备红外远程监控系统的基本原理。
二、红外远程监控系统的应用
通过其电力设备和电网上的热缺陷检测，如变压器，套管，断路器，隔离开关，互感器，电力电容器，避雷器，电力电缆，母线，电线，组合，绝缘子，低压电器，这对于及时预防，诊断，处理事故的发生起到极为有效的作用。
红外监控应用到电力设的范围：
（1）高压装置内部分流电路的故障
运行状态检查以及内部故障诊断中，各种电气接头，线夹，接线桩头氧化腐蚀和接触不良的缺陷，变压器高低压套管在连接的两端断路。
（2）高压装置内部绝缘故障
在各类高压开关中心接触不良的缺陷；隔离开关的刀片和接触，以及球头帽的组合缺陷；各类电流互感器的一次内线中锋和一个坏的连接缺陷；各类过热，绝缘不良耦合电容缺油（低油位）缺陷；不同类型的湿避雷器中心，中央元件老化或非线性特性突变的缺陷；各类绝缘瓷表面污染的缺陷。
（3）油浸电力设备油位下降故障
变压器油罐油位下降（低油面）缺乏，由于上，下平台之间的油和空气界面的不同的热物理参数，热导率（变压器油是0.1186，空气的热传导率为0.027，约四倍的差，和热容量以及两者的吸热特性不同）。因此，它必须形成在油中的大的温度梯度和假油套管的存在下，在实际的油位下热力学特性不同的突变。
三、系统优点
为确保电气设备的正常运行，首要的工作保障网络安全，传统的继电保护和自动装置虽然能够起到一定的保护作用，但在实时性，实现网络通信方面与当今的要求还具有很大的差距。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了进一步提高可靠性，特别是在线监测和现场测试技术是高压试验技术发展的必然方向。由于红外线检测技术，非接触，实时，通过在线监测快速的方式来获得关于设备操作状态的信息的距离，也有高的分辨率，不受电磁干扰，安全可靠，并具有高的受益/投资比例优势，故障诊断，可在不断电，没有取样，没有分裂的情况下进行，目前，红外监控技术在电力系统中应用得更加广泛、成熟。
四，国内外研究现状
在国外，电气设备监控采用红外技术始于上世纪60年代中期，瑞典国家电力研究所进行了应用红外成像仪故障排除电气设备实验，并取得成功。在20世纪70年代中期，热像仪开始被安装在汽车或无人机上进行变电站设备与高压输电线路的故障诊断工作。目前，红外线检测技术已被广泛应用在发达国家。1990年国际大电网会议（CIGIE）充分肯定了在电气设备故障诊断中使用红外技术，并指出，此技术能够提供对电力设备进行预测性维护的显示依据，能够及时进行未知故障排除，对传统的维护机制的更新具有重要意义。在变电站中，提供完整的冷却系统的主要组成部分是铁心和绕组。所引起的芯的热损失和绕组变压器可影响变电站中的变压器的效率和寿命，温度增加可导致导体电阻升高，并可能导致绝缘性能下降，从而导致变压器故障。红外摄像机可以起到变压器状态记录仪的作用，能直观的也显示温度的变化和变化的趋势，此技术提供了变压器热点的直接可视化分析。
中国的电力系统是利用红外技术研究较早的领域，研发电力设备的红外监控技术始于上世纪70年代末，利用具有自主产权的红外测温仪来检测电力设备，发现其中的过热部位。80年代末期，一些电力研究院引进了专业的光机扫描热像仪，并积极开展电力设备故障检测和220kV输电线路和110KV输电线路的直升机红外监控实验，并取得了良好的效果。90年代后，除了进一步扩大了现场检查，部分企业与电力部门共同研究，在各种高压电力设备中开展模拟内部分流电路故障和绝缘故障的实验研究，并根据多年以来的现场经验，掌握了各类高压电器设备外部故障的典型红外光谱范围，许不同类型的设备的积温变化。不仅在高压电力设备中，使外部故障类型诊断，并且还对故障部位和故障大小和电气设备故障诊断的各种因素及对策精度的影响也做了深入的研究，以及高压电器绝缘子故障排除和高压陶瓷内胆的优化设计，达到了国际先进水平或领先地位。近年来，随着先进的红外热像仪的出现，在电力系统得到了较为广泛的应用，红外检测项目为高压电气设备定期检测的内容和检查，诱导热型设备的年度检测中经常有发现大量的“显著”或“紧急”的缺陷，为整个电网系统的安全性、经济性提供了有力的保障。
五，发展趋势
在日常检查，一般情况下使用便携式红外线点温仪，对重温度符合的设备和接头进行步行测试。红外成像器能够非常清楚地显示现场设备的温度分布图，清晰地判断该设备的整体状态，它有稳定，可靠，快速的，直观，不受电磁干扰，以及集信息的收集，存储，处理和分析为一体的优点。但红外热像仪重量太大，实际操作不方便且昂贵，因此，使用红外热像仪实现操作人员日常巡线在目前的阶段还不太现实。
由于红外温度测量技术受到通过多种因素限制，特别是所测量的距离将影响测量精度，因此，应用于变电站中更多的使用并行操作模式。然而，为了简化变电站接线方式，将变电站占地面积压缩，使变电站的布局简单，取消站前区和优化设计站区使变电站占地面积比率下降。据有关资料介绍，使用新的配电设备及开放式配电设备相比，可节约40％-80％的占地面积。即使在相同的开放配电装置中，由于简化的布线（例如，取消旁路总线等）也可以减少变电站足迹。因此，发展中的红外温度监测系统具有更广阔的发展空间。
结语
电力设备红外远程监控系统的实时性，网络化，自主故障类型分析是未来发展的主要方向。红外测温仪具较高的成本效益，在变电站监控中会发挥得越来越重要的作用。
参考文献
[1]翟瑞聪，谢善益，李换玲.基于IEC61850的电力设备远程状态监测系统集成技术研究[J].电工技术，2015，3（2）：17-18.
[2]张建浩，陈洁钰.变电站红外热成像测温在线监控系统的构建及应用[J].电世界，2014，11（5）：1-5.
[3]杨迎联.红外热成像测温技术在变电站的应用[J].低碳世界，2013，2（3）：33-35.
论文作者:赵飞
论文发表刊物:《电力技术》2016年第12期
论文发表时间:2017/3/1
标签：变电站论文; 设备论文; 电力设备论文; 故障论文; 高压论文; 变压器论文; 缺陷论文; 《电力技术》2016年第12期论文;