变电站设备红外热成像仪测温应用

一　鱼　里量　窒！ｚｈｕａｎｇｂｅ　ｎｇｙｏｎｇ　Ｙｕ　Ｙａｎｊｉｕ　变电站设备红外热成像仪测温应用　邓宝杰　（广东电网公司江门供电局，Ｊ一东江门５２９０００）　摘要：介绍了红外热成像仪的工作原理、功能特点及其在变电站中应用时应注意的问题和使用技巧，并结合实例说明了如何进行测温工作与　管理。变电站使用好红外热成像仪，可以快速判断设备发热缺陷，能有效提高设备的安全运行水平，同时也减少了设备缺陷由轻转重的可能。　关键词：红外热成像仪；成像仪测温；变电站设备　０　引言　作为电力系统的关键环节，变电站的安全运行尤为重要。变电　确地探测到电气设备的不良接触以及过热的机械部件，对于设备　中所有可以直接看见的部分，红外热成像仪都能够确定全部连接　站内的电力设备因异常热效应而引发的多种故障和异常现象是影　响设备安全运行的重要原因，因此，及时、准确地判断电力设备的　运行温度是保障电力设备可靠运行的重要条件。存变电站应用红　外热成像仪可以及时发现电力设备的热异常缺陷，特别是内部缺　陷，使设备故障得到及时的消除，从而避免电力系统事故的发生；　应用红外热成像仪对运行设备进行连续跟踪，配合分析软件，可以　有效、精确分析对象的热变化和缺陷发展程度，为分析变电站设备　运行情况提供准确依据。　１　红外热成像仪的工作原理、功能特点　１．１　工作原理　红外热成像仪系用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐　射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图　像转换成视频图像的设备。利用热成像仪测定目标本身和背景之　间的红外线差便可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像　称为热图像。目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼　所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像。换一句　话说，红外热成像仪使人眼不能直接看到的目标表面温度分布变　成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。我们可以通　过热图像的温度分布找出异常发热点，起到预维护的作用。　１．２功能特点　红外热成像仪具有稳定、可靠、测温迅速、分辨率高、直观、不　受电磁干扰以及信息采集、存储、处理和分析方便等优点。由于具　有将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像的特性，通　过调整红外热成像仪的各个参数（焦距、温标值、辐射率等），可以　快速得出被测点的表面发热温度，据此可分析了解设备内部热损　耗部位和性质，从而判断该设备的健康状态。红外热成像仪具有定　性成像与定量测量的双重功能，并有较高空间分辨率和温度分辨　率，能够辨别很小的温差。实时热图像能够清晰显示在屏幕上，为　建立热图像数据库提供了条件，实现了集图像采集、储存、分析于　一体的功能。而且它能够快速对大面积的设备进行检测，准确、直　观地发现与运行电压、电流有关的设备缺陷，还可对缺陷的性质、　位置、程度作出定性、定量的判断，这些都为运行设备异常的跟踪　和后续处理提供了重要依据。　２红外热成像测温技术的应用　变电站的设备巡视是运行人员每天必须进行的一项重要工　作，其方法一般为通过目测、耳听和鼻嗅等来了解设备的运行情　况，其中又以目测为主。然而目测设备有着很大的局限性，一些有　发展性的缺陷，特别是设备内部缺陷，常常要等其发展到一定程度　后才能被发现，这样不但延误了设备缺陷的及时发现和处理，而且　可能会对运行设备造成不同程度的损坏。　在变电站设备巡视中使用红外热成像仪辅助，能在很大程度　上提高运行人员发现缺陷的能力。红外热成像仪可以十分快捷准　９０　点的热隐患：而那些由于遮蔽而无法被直接看到的部分，则可以根　据其热量传导到外面部件上的情况来发现隐患。另外，对于断路　器、导体、母线及其他部件的运行监控而言，红外热成像仪的作用　也是无法取代的，它可以很容易地探测到回路过载或ｊ相负载的　不平衡。以上种种优点，使得红外热成像仪在保供电、重大节假日、　迎峰度夏期间对保证安全可靠供电起到了非常积极的作用。红外　热成像仪在每季度的设备查评、定期的设备夜间检查或特殊时期　的检查（如电网迎峰度夏或高峰负荷时）中使用，同样能收到相当　明显的效果。　总而言之，对变电站全站一次设备全面开展红外热成像测温　工作是一个大趋势，以下是可采用红外热成像仪进行检查的部分　设施：　（１）电气装置：可发现接头松动或接触不良、不平衡负荷、过　载、过热等隐患，这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、　烧毁甚至起火。　（２）变压器：可以发现的隐患有接头松动、套管过热、接触不良　（抽头变换器）、过载、三相负载不平衡、冷却器管道堵塞不畅等，其　影响亦为产生电弧、短路、烧毁甚至起火。　３红外热成像仪的使用技巧及注意事项　红外热成像仪应用于变电运行的好处显而易见，但由于其内　部结构精密，且采用的红外线探测器非常灵敏，故如使用不当，可　能会令检测目标温度出现误差，严重时甚至会损坏成像仪。下面以　ＬＦＩＲ系列的ＴｈｅｒｍａＣＡＭＯＥ６５为例，列举使用红外成像仪的技巧　和要注意的事项。　３．１　外界环境影响　由于绝大部分电气设备位于室外，使用红外热成像仪的时候　要考虑尘土、烟、雾等阻挡仪器光学系统的情况，同时风、雨、雪天　气对电气设备都有冷却作用，所以应尽量避免在以上环境进行测　温，如必须进行，则要对成像仪进行必要的保护，检测结果也可根　据成像仪本身的设计进行相应的校正。　３．２焦距与距离的影响　Ｅ６５成像仪配备一个可调节镜头，根据被测设备的远近，我们　要调节至相应的焦距（使图像画面清晰即可）。而作为检测人员，选　择一个好的检测点也很重要。在保证检测角度良好的情况下，我们　应使成像仪与被测物体距离尽量地小，这有利于提高检测数据的　精确度。　３．３辐射率的设定　在红外热成像仪使用过程中，辐射率的设定很容易被忽略，它　是通过与相同温度的绝对黑体相比较来衡量物体辐射量的一个指　标。不同物体由于构成材料的不同，其辐射率也会不一样，所以随　着被检测设备的改变，辐射率也要进行更改、重新设定。辐射率是　成像仪中最重要的一个物体参数，如果忽略此参数，那么所测得数　据将会出现较大误差，影响分析结果，所以必须根据实际情况来设　Ｚｈｕａｎｇｂｅ　ｎｇＹ。ｎｇ　Ｙｕ　Ｙａｎｊｉｕ　通用型变频器在起重设备中的应用　安宏灿张弛陈培　（舞阳钢铁有限责任公司第一轧钢厂，河南平顶山４６２５００）　摘要：阐述了起重设备的电气控制方式，介绍了如何对应用于起重设备的通用变频器进行参数化调试，最后从转矩及转速角度分析了不　同控制方式适用的场合。　关键词：变频器；交流电动机；起重机；转矩特性；转速特性　变频器越来越多地被应用于中小型起重设备。对于现场设备中　器，要把各个档位之间的速度变化尽量设置平滑，而且加速时间尽　的中小型起重机来说，它们的起重单重往往不大，一般为１５￣２０　ｔ：　量不要太短，以免启动瞬间造成重物偏移现象；对于减速过程也要　运行距离也相对较短，２０￣３０ｍ。随着变频调速技术的发展，原来使　尽量使之平滑，等速度接近０时才抱闸，这样才能防止摆幅过大。　用直流电动机才能满足的调速要求现在也可以通过交流电动机来　１．２起升控制　实现。因此，利用通用型变频器来完成老起重设备的电控改造成为　起升机构的控制则要复杂一些，因为电动机在下降时工作于　经济、可靠的选择。本文就对变频器在起重设备中的实际应用作出　再生制动状况下。而且无论起升下降，其电动机都要在抱闸动作以　了探索性分析。　前输出一定的力矩来抱住重物，使其不会由于自身重力下落（俗称　１　电气控制　“溜钩’，）。溜钩的发生是十分危险的，不仅会损坏设各，而且会造成　人身伤害。当变频器输出足够力矩时，才能通过控制命令让抱闸动　起重机一般分为行走机构、起升机构这２部分，个别起重机还　作，以防止溜钩。变频器的转矩预输出特性使得不再需要老操作　存在主卷回转机构。这里就一般情况给予讨论。　把，而可直接与行走机构的通用。因此，两者在控制线路上是完全　１．１　行走控制　一样的，所要完成的功能完全由内部参数实现。　行走机构是指吊车在空载和重载情况下车体横向移动的机构，　这种机构要求电动机具有较高的加减速特性及速度稳定特性，但在　２参数化调试　力矩方面一般要求不是太高，仅限于一、三２个象限，因此控制要求　参数化设计是现在变频器发展的主要方向之一，许多变频器　不太高，在操作器上只做２个方向加减速控制就足够了。具体来讲，　都针对不同的应用情况设计了不同的参数。参数又可以分为不同　要在主令控制器上设置正反向、档位输出等节点，一般３档速度足　的编组，例如电机型号参数组、通信参数组、数字输入输出等。一般　够。需要引起重视的是，在起重机横向移动时，如果不能有效控制平　而言，变频器在起重机中应用时，各个参数组都会有所涉及。　衡，会发生重物摇摆现象，严重时甚至导致脱钩造成设备、人身伤　２．１　电机控制类型　害，因此要把行走电机控制得尽量平滑，减少横向摆动。对于变频　这是用以选择电动机控制模型的参数，一般包括：（１）开环磁　置它，切不可一概而论。不同材料和表面处理的物体辐射量范围在　时利用红外热成像仪对所有设备进行扫描，如无异常则不需拍照　０．１～０．９５之间（理论上全反射镜面为０，全吸收黑体为１），如我们　（特殊测温除外），但在发现异常发热点时就必须进行红外热成像拍　见得最多的油漆类材料，无论何种颜色，其辐射率均高于０．９（一般　照，并记录当时发热点的电流及环境温度。遇到重要线路保供电、重　为Ｏ．９４）。常见材料的辐射率如表１所示。　负荷期间或恶劣天气等特殊情况，应采取加强测温或跟踪测温的办　表１常见材料辐射率表　法对指定设备进行检测。对于发热点，应利用红外热图像和配套软　件制作测温报告，以分析设备异常情况，方便后续跟踪和处理。　５结语　时至今日，红外热成像技术已广泛应用于电气安装、检测、运　行等领域，它能在不接触电气设备的情况下，快速、准确、形象地得　出运行中的设备表面温度数据，从而帮助有关人员更全面地了解　和评价设备的安装质量、运行情况等信息，使得变电运行管理变得　轻松方便。我局在全面使用红外热成像仪作为设备测温工具后，已　很大程度上减少了设备故障率，这无疑归功于使用红外热成像仪　３．４注意事项　后能及早发现隐蔽的、肉眼难以观测到的隐患缺陷，从而将事故消　（１）成像仪只能测量物体表面温度，不能测量内部温度。　灭于萌芽阶段。　（２）波长在５　ｍ以上，不能透过石英玻璃进行测温，玻璃有　很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外温度测量。成像仪最好　［参考文献】　不用于光亮的或抛光的金属表面的测温（不锈钢、铝等）。　［１］谭湛．红外成像测温技术在变电站设备中的应用［Ｊ］．热电技术　（３）成像仪不能对着高能量源，如太阳光、激光辐射设备等。　２００９（２）：５３～５６　４测温工作与管理　以我局５００　ｋＶ变电站为例：变电站每月定期使用热成像仪进　收稿日期：２０１卜０７一Ｏ６　行红外测温，日期根据本站内日常工作安排来确定，一般为每月一　作者简介：邓宝杰（１９８３一），男，广东新会人，变电运行助理工程　次，周一夜问巡视或日常巡视时亦可使用红外热成像仪辅助。测温　师，主要从事５００　ｋＶ变电运行工作。　机电信息２０１１年第２４期总第３０６期９１