红外热成像在接触网检测中应用初探
浅议红外热成像技术在接触网检测中的应用
可 以 与 接 触 网 参 数 检 测 系 统 实 现
资源 共 享 ， 系 统 作 为接 触 网参 数 该
检 测 系统 的一 个 组 成 部 分 ． 以从 可 接 触 网参 数 检 测 系统 接 收 当 前 检 测线路名称 、 间（ 站 ） 称 、 区 车 名 隧
般 靠人 工巡 视 的方法 ，通 过望远 镜 观察测 温 片 、变 色漆 的变化 等来 判
１接 触 网发 热 故 障 分 析
接触 网 主导 电 回路 由供 电线 、 回 流线 、 力 索 、 触 线 、 承 接 吊弦 、 电
线 夹 部 位 由 于 长 期 受 弓 网 滑 动 接 触 运 动 的 冲 击 所 引 起 的 机 械
震 动 、抖 动 或 在 风 力 作 用 下 的 摆 动 ，或 由 于施 工 检 修 标 准不 高 ， 安
将 中 断列 车 运 行 ， 大 干扰 铁 路 运 极
输 正 常 秩序 。
松 动 ， 触 不 良 ， 接触 电阻增 大 。 接 使
１３载 流 能 力 不 足 ．
伸 ， 足 向 电力 机 车 不 问 断供 电 的 满
需要 。主 导 电 回路必 须 良好 ， 能 才 保证 电流 的畅 通 ，若 存 有 缺 陷 ， 将 引起 局 部 载 流 过 大 、 起 接 触 网 局 引 部 温 度 升 高 ， 伤 、 断 接 触 网 设 烧 烧
随 着 铁 路 发 展 对 于 列 车 高 速 重 载 和 增 加 开行 密 度 的要 求 ． 在一
个 供 电臂 内 ， 车 牵 引 总 功 率 大 幅 机
增 加 。 接 触 网额 定 载 流 能 力 不 能 当
由 于 红 外 热 成 像 技 术 能 够 以 远距 离 、 接 触 、 时 、 非 实 快速 在 线 监
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用1. 引言1.1 背景介绍红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用一直备受关注和重视。
铁路供电系统接触网是铁路电气化系统中至关重要的组成部分，它直接影响着列车的安全运行和乘客的出行体验。
由于接触网长时间暴露在外部环境中，容易受到各种因素的影响，如气候变化、污染物等，导致接触网的老化、断裂甚至火灾等安全问题。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用具有重要的意义和价值，能够为铁路运输行业带来更高效、更安全、更可靠的服务。
本文将从红外热像仪技术、铁路供电系统接触网概述、系统优势、应用案例及未来发展等方面进行探讨和总结，旨在进一步探讨红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的重要性和前景展望。
1.2 研究意义红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用案例丰富，通过实际运用可以更好地验证其在提高系统安全性、减少故障率、提高运行效率等方面的有效性。
继续深入研究红外热像仪监控系统在铁路供电系统中的应用，可以不断完善技术、提升系统性能，为铁路供电系统的现代化转型提供有力支持。
探索红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用具有重要的理论和实践意义，对于提高铁路供电系统的安全性、可靠性和运行效率具有积极的推动作用。
2. 正文2.1 红外热像仪技术概述红外热像仪是一种利用物体自身发出的红外辐射来进行热成像的设备。
它能够实时监测并显示目标物体的温度分布情况，具有非接触式、高精度、快速、方便等特点。
红外热像仪的工作原理是利用红外传感器接收目标物体发出的红外辐射，然后将这些辐射信号转换成电信号，在显示器上以不同颜色显示出来，形成热像图。
红外热像仪广泛应用于工业、建筑、医疗、军事等领域。
在铁路供电系统接触网中，红外热像仪可以用来监测供电线路的温度变化，及时发现电线接触不良、过载、短路等故障，有助于提高供电系统的安全性和稳定性。
红外热像仪还可以用于检测电线、接触线等设备的老化程度，及时进行维护和更换，延长设备的使用寿命。
红外热成像技术在电力设备带电检测中的应用
红外热成像技术在电力设备带电检测中的应用摘要：本文首先介绍了红外热成像技术基本原理和过热缺陷判断中常用到的参数，然后，论述了红外检测操作的流程方法和注意事项，在此基础上，结合现场实例，利用红外热成像技术对设备的发热缺陷进行检测和诊断，为现场红外热像带电检测工作提供参考。
关键词：红外热像；电力设备；带电检测；故障诊断0.引言红外热成像技术作为一种带电检测和在线监测手段，广泛地应用于电力系统设备过热检测、SF6气体泄漏检测、智能机器人巡检中[1-2]，可以及时准确地发现设备存在的缺陷，为状态评价和状态检修提供依据。
本文介绍了一种红外热成像带电检测技术，通过红外热成像仪对带电设备发热部位进行精确测量和诊断，从而有效防止设备故障，提高电网可靠性。
1.红外检测基本原理和概念物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变。
其中，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波为“红外线”。
自然界中，一切物体都可以辐射红外线。
根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，物体红外辐射功率与温度的变化规律如下：（1）式中—单位表面积发射的总辐射功率；—物体表面发射率；—玻尔兹曼常数；—绝对温度。
发射率受到材料性质、表面状态（粗糙程度、氧化膜、积污）和物体温度等多方面因素影响。
红外热像检测实质就是利用红外辐射功率和温度的对应关系将设备发射的红外辐射进行探测和显示处理的过程。
设备发射的红外辐射功率经过大气传输和衰减后，由检测仪器光学系统接收并聚焦在红外探测器上，红外辐射信号功率转换成便于直接处理的电信号，经过放大处理，以数字或二维热图象的形式显示目标设备表面的温度值或温度场分布。
设备过热缺陷类型和严重程度往往通过温升、温差和相对温差表示[3]。
2.红外热成像现场检测（1）测量环境参照体温度。
环境温度参照体应尽可能选择与被测设备相应部分类似的物体，且最好能在同一方向或同一视场中选择。
2）记录环境条件、运行条件，并设置仪器参数。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用随着科技的不断发展，红外热像仪监控系统在各个领域得到了广泛的应用。
在铁路供电系统接触网中的应用尤为重要。
铁路供电系统是铁路运输中不可或缺的一部分，而接触网则是供电系统中至关重要的部分。
红外热像仪监控系统的应用，可以有效地监测和维护接触网的运行状态，确保铁路供电系统的安全和稳定运行。
本文将从红外热像仪监控系统的原理及特点入手，详细阐述其在铁路供电系统接触网中的应用。
一、红外热像仪监控系统的原理及特点红外热像仪是一种应用红外线热辐射原理进行测温的设备，其主要原理是通过接收物体辐射出的红外线，将其转换成温度分布图像。
红外热像仪具有成像清晰、测温范围广、测温快速等特点，能够在无需接触被测物体的情况下实现对其温度分布的监测。
由于其高灵敏度和高分辨率，红外热像仪能够检测到被测物体表面的微小温度变化，因此被广泛应用于各种工业领域的温度监测和预防性维护中。
1.接触网温度监测在铁路供电系统中，接触网承担着将电能从电源传输到列车上的重要职责。
接触网在长时间高负荷运行下容易出现过载和发热等问题，如果这些问题得不到及时发现和处理，将对供电系统的安全和稳定运行造成严重影响。
红外热像仪监控系统能够实时对接触网进行温度监测，及时发现温度异常情况，并通过测温数据的分析和比对，预测和预警可能出现的故障，为维护人员提供科学依据和决策参考。
2.预防性维护铁路供电系统中的接触网需要长时间不间断地运行，因此其寿命往往受到严峻的考验。
过高的温度和大范围的温度变化将缩短接触网的使用寿命，甚至引发线路局部融化、燃烧等严重后果。
红外热像仪监控系统能够及时发现接触网的温度异常情况，配合其他监控装置实现全方位、多角度的接触网状态监控，有助于提前发现接触网的潜在故障隐患，采取预防性维护措施，有效地延长接触网的使用寿命。
3.故障处理一旦接触网出现故障，将对列车的正常运行和行车安全带来严重影响。
红外热像仪监控系统能够实时监测接触网的工作状态，发现线路的局部热点和热点区域，为维修人员提供准确的故障定位和详细的故障信息。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用随着铁路的发展，越来越多的铁路供电系统接触网被建设，这不仅提高了铁路的运行效率，同时也带来了一系列的供电安全问题。
在此情况下，红外热像仪监控系统应运而生，成为铁路供电系统接触网的安全监测利器之一。
本文章将从以下几方面详细探讨红外热像仪在铁路供电系统接触网中的应用。
一、红外热像仪的原理红外热像仪是一种在红外波段工作的热像仪器，它通过捕捉目标物体所辐射的红外辐射能量，转换为温度分布图像来显示，并通过色谱显示功能将温度信息映射为色彩，以直观地反映目标体表面的温度分布状态。
1、精确的设备状态监测铁路供电系统接触网中，高架设备、信号设备机构以及绝缘子、吊弦等部件的正常运行状态是确保铁路安全运行的重中之重。
由于接触网高空，设备状况难以直接观察，而使用红外热像仪监控系统，可以实现对设备表面温度分布的实时监测，快速准确发现设备异常情况，如局部过热、短路、漏电等问题，并能及时提示和报警，实现及早预警，保障供电系统的稳定运行。
2、预防火灾事故铁路供电系统接触网在运行过程中加热不均或者异常过热都可能导致接触网呈现火势，甚至引发严重的火灾事故，此时快速发现异常情况，以及判断异常程度至关重要。
利用红外热像仪监控系统，可以快速、准确地发现火灾隐患，通过实时监测交流电弧的温度分布变化，及时进行预警，避免事故的发生。
1、无接触、无损伤红外热像仪通过无接触的方式进行温度检测，不会对被测物体造成任何损伤。
2、高度自动化红外热像仪监控系统可以自动执行高效地监测任务，通过使用先进的人工智能技术，大幅度提高总体监测效率。
3、准确性高红外热像仪监控系统具有极高的准确性，通过高分辨率的热成像技术，可以实现非常细微的温度变化检测。
四、总结。
红外热像技术在电力设备巡检中的应用
红外热像技术在电力设备巡检中的应用文章对红外热像的基本原理、技术特点及其在电力巡檢中的应用进行了探讨，同时结合实际应用进行了图谱分析与故障诊断，并对热像分析软件平台进行了简要介绍，从而构建了较为完备的红外热像巡检方案，为电力设备的安全预警提供了更可靠、更精准的分析手段，具有很强的推广意义。
标签：红外热像；电力设备；图谱分析；故障诊断1 概述随着社会经济的不断发展和进步，发供电的安全性及可靠性具有極为重要的作用。
利用红外热像对输变电设备的状态进行检查，对增强设备运行可靠性，提高电力系统经济效益以及降低维修成本，都有很重要的意义。
本文对红外热像的基本原理、技术特点及其在电力巡检中的应用进行了探讨，同时结合实际应用进行了图谱分析与故障诊断，并对热像分析软件平台进行了简要介绍，从而构建了较为完备的红外热像巡检方案。
2 红外热像技术基本原理及特点自然界中任何物体，只要温度高于绝对零度，就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生辐射能。
不同的材料、不同的温度、不同的颜色等，所发出的热辐射强度不同。
热成像技术是指利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形，并反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。
通俗地讲热成像就是将物体发出的不可见红外热辐射能量转变为可见的视频图像。
红外热像监测具有如下技术特点：（1）非接触式测量。
不影响目标的温度分布，同时远距离扫描巡检，可以保证人身安全。
（2）响应快。
不需要达到与目标物体的热平衡，只要接受辐射就可以进行测量，能够快速的对大面积的设备进行检测。
（3）测温范围宽。
一般测温范围在-50～500℃。
（4）灵敏度高。
目前最灵敏的热成像系统能测出0.01℃的温度变化。
（5）空间分辨率高。
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。
3 红外热像的应用与故障分析使用红外热像仪对设备进行测温作为无损、非接触检测设备的技术手段，在设备带电运行时，可以发现其他监测手段无法发现的热缺陷，减少故障导致的非计划停运时间，具有超前诊断的优越性等优点，已经在电力行业逐步推广应用。
高速铁路接触网零部件的智能监测与故障检测方法
高速铁路接触网零部件的智能监测与故障检测方法随着高速铁路的快速发展，接触网作为供电系统的重要组成部分，其稳定性和可靠性对于运行安全至关重要。
然而，接触网零部件可能会受到外部环境、运行负荷和使用寿命等因素的影响，导致磨损、腐蚀、接触不良等故障。
因此，如何有效地监测和检测接触网零部件的状态以及准确地诊断故障问题，成为保证高速铁路运行安全和稳定的关键问题。
为了提供智能化的接触网零部件监测和故障检测方法，目前有许多技术手段和方法被应用和研究。
以下是一些常用的智能监测和故障检测方法：1. 无损检测技术：采用超声波、磁粉探伤、红外热成像等无损检测技术，可以对接触网零部件进行全面的、非破坏性的检测，发现零部件表面和内部的缺陷、裂纹等问题。
2. 电气参数监测：通过监测接触网零部件的电气参数，如电压、电流和电阻等，可以判断零部件的工作状态和性能，进而诊断故障和预测零部件寿命。
3. 数据采集与分析：使用传感器网络和物联网技术，对接触网零部件的运行数据进行采集和存储，并借助数据分析算法，提取有用的特征信息，通过与预设的模型进行比对，实现故障的检测和诊断。
4. 图像处理技术：利用摄像头和图像处理算法，可以实时监测接触网零部件的运行状态，如接触线的弯曲程度、接触点的接触面积和接触压力等，从而判断是否存在异常和故障情况。
5. 智能预警系统：利用机器学习和人工智能技术，对接触网零部件进行数据建模和预测分析，通过预警系统实时地提醒运营人员，及时采取措施维护和修复问题，避免故障发生或扩大。
6. 远程监控和维护：利用现代通信技术和云计算平台，实现接触网零部件的远程监控和维护，运营人员可以通过手机或电脑等终端设备，实时获取接触网状态、故障信息和维护建议，减少人工干预和提高响应速度。
通过以上智能监测和故障检测方法的应用，可以提高高速铁路接触网零部件的运行可靠性和维护效率。
但是需要注意的是，智能监测和故障检测方法的实施和应用需要考虑到以下几个方面的问题：1. 数据安全和隐私保护：采集和存储大量的接触网运行数据需要考虑数据的安全性和隐私保护，防止数据泄露和未经授权的访问。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用随着我国经济的快速发展，铁路交通系统的建设和更新，特别是高速铁路的建设对供电系统的质量提出了更高的要求。
在铁路供电系统中，接触网作为供电系统的关键部件，运行状态的稳定性及安全性是非常重要的。
然而，如果接触网系统出现故障或异常，将会影响铁路运行的安全和稳定，甚至导致重大事故的发生。
因此，为实现对接触网的实时监测，红外热像仪监控系统成为一种很好的选择。
红外热像仪是通过对被检测物体辐射能量的感应来实现对温度分布图像的表示和记录的设备。
通过观察红外热像仪检测到的图像，可以快速、直观地发现接触网供电系统中温度异常点位置和温度变化情况，以及预测未来可能出现的故障。
因此，在铁路供电系统中，红外热像仪监控系统应用非常广泛。
铁路供电系统接触网中的主要故障类型包括接触网欠张、弓网偏移、弓网断丝、弓网变形等。
这些故障通常会出现在接触网的不同位置或节点处。
使用红外热像仪监控系统可以快速检测到这些故障。
比如，在接触网欠张的情况下，由于接触网受到不均匀拉力的作用，可能会导致接触网缩紧弹性减弱，并且在不均匀的位置处局部引起接触网温度升高。
通过红外热像仪即可快速、直观地检测到这些高温点位置，并及时采取措施进行修复。
在弓网变形的情况下，由于接触网或弓网绳线的弯曲或弯折等因素，可能会导致弓网变形，出现高温点的位置将与变形的位置相对应。
通过红外热像仪的监控，可以直观地检测到变形位置并及时采取措施进行修复，保证接触网操作的安全性。
总的来说，通过红外热像仪监控系统，可以及时、准确地检测到接触网中的异常情况，预测故障的发生，并采取合适的措施进行维修，保证铁路运行的安全性和稳定性。
不仅能够提高铁路供电设备的可靠性和操作的安全性，还能够实现联网管理和数据分析，为铁路交通的发展和智能化提供有力的支持。
高速铁路接触网红外热成像检测应用探讨
86上海铁道增刊2020年第2期检修运用昌鹿铁路接蒯网红迅热邡像艏测脰用搦nt訾勇中国铁路上海局集团有限公司安全监察室摘要针对高速铁路接触网特点、主导电回路运行、故障原因及可能对铁路安全运行造成危害，研究目前高速铁路接触网主导电回路检测的手段、管理现状，探讨红外热成像检测的应用、管理。
关键词接触网；红外热成像；检测；应用截止2019年底中国高铁运营里程 已达3.5万公里，高速铁路接触网设备 大量增加，接触网设备故障给铁路运输 造成的影响越来越大，牵引供电可靠性 在铁路运输中的重要性日益凸显，随着 设备运行年限的增长，运行负荷的增大，通过日常检测及时发现并处置接触网设 备缺陷愈发重要。
高速铁路接触网作为 高速铁路动车组电力能源供给的电源，其本质上仍是电路的一部分1高速铁路接触网主导电回路及特点接触网主导电回路为牵引变电所馈 出至动车组受电弓的供电回路，主要包 括供电线、接触悬挂两大部分。
其易发故 障主要为供电线接续点、电连接线夹、隔 离开关设备线夹及触头、吸上线接续点、电缆头等接续部位因接触网不良导致的 过热烧损故障。
其中因电联接线夹与接 触悬挂的承力索、接触线连接，一旦出现 过热故障，很可能造成承力索、接触线断 线事故发现，造成严重后果。
大负荷，大电流，大波动。
一组 CRH380动车组运行最大电流在850 A 左右，接触网供电电流随司机操纵及供电臂车流密度波动较大；动车组运行时段有负荷，无动车组运行时段无负荷，特别是夜间天窗时段长达数小时无负荷电流。
这个特点也造成了夜间接触网维修人员可以上线作业时段无法进行红外热成像检测，DL/T 664-2016《带电设备红外诊断应用规范》中规定的检测时负荷电流不低于30%额定电流难以把握。
接触网主导电回路器材、部件有铜、铝、不锈钢、合金等多种材质，且因所处环境不同、运行状态差异，各部位氧化、污染程度不同。
复杂的设备特点使红外热成像检测时热像仪辐射率设置难以掌握。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用【摘要】本文介绍了红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用。
文章介绍了红外热像仪的工作原理，然后阐述了铁路供电系统接触网的重要性。
接着探讨了红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的作用，包括其在检测故障、预防事故等方面的重要作用。
文章也指出了监控系统的建立和优势，以及一些实际的应用案例。
在文章总结了红外热像仪监控系统对铁路供电系统接触网的重要性，并探讨了未来发展方向。
通过本文的介绍，读者可以更全面地了解红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用，以及其未来的发展前景。
【关键词】红外热像仪监控系统, 铁路供电系统, 接触网, 系统建立, 系统优势, 应用案例, 工作原理, 重要性, 发展方向, 总结, 研究背景, 研究意义1. 引言1.1 研究背景红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用铁路供电系统接触网是铁路运行中不可或缺的重要设施，它负责为电力机车和列车提供稳定、安全的电力供应。
由于接触网长期受到列车运行和环境因素的影响，存在着线路老化、松动接触等问题，容易导致电力供应中断、事故发生。
传统的检测方法主要依靠人工巡检，存在效率低、成本高、漏检率高的问题。
为了提高铁路供电系统接触网的安全性和可靠性，红外热像仪监控系统开始被广泛应用。
红外热像仪能够通过红外辐射监测设备表面的温度分布情况，及时发现设备存在的异常情况，为设备维护和预防故障提供了可靠依据。
通过研究红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用，可以更好地了解其工作原理和效果，为铁路供电系统的安全运行提供有效的技术支持。
1.2 研究意义铁路供电系统接触网作为铁路运输中不可或缺的重要组成部分，其正常运行直接关系到铁路运输的安全和效率。
由于接触网长期受到外界环境和运行条件的影响，存在着接触线老化、设备缺陷等问题，给铁路运输带来了一定的安全隐患。
开展红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用研究具有重要的意义。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用铁路供电系统的接触网是铁路电气化系统中非常重要的一部分。
接触网的安全运行和正常运转对于整个铁路运输系统的稳定性和安全性都有着很大的影响。
因此，对接触网的监控和维护工作显得十分重要。
传统的接触网的监控方式主要是人工巡视和机械化巡视，这种方式虽然稳定可靠，但成本较高，而且易受到环境因素的影响，例如恶劣天气和夜间低能见度等因素。
因此，为了提升接触网监控的效果和效率，近年来逐渐引入了红外热像仪技术。
红外热像仪是一种可靠的非接触式测温方法，通过接收目标物体发射的红外辐射图像，并对其进行热量分析、图像处理和显示，能够准确测量和显示所观察目标的温度分布情况。
将红外热像仪应用于接触网的监控中，可以大大提高接触网的巡视效率和安全性，同时也可以减少人工监控的人力和工时，提高铁路运输的效率和品质。
1. 检测接触网的导线松弛和断裂等异常情况。
导线的松弛和断裂等异常情况都会对接触网的正常运行造成很大的影响，通过红外热像仪可以实现对接触网导线温度变化的监测，及时发现导线松弛和断裂等异常情况，采取相应的维修措施，避免接触网出现故障和事故。
3. 监测接触网的跨距情况。
接触网的跨距越大，对接触网导线的张力和支持力都有一定的要求，通过红外热像仪可以对接触网跨距的大小和分布情况进行监测，发现异常情况及时调整接触网的跨距，保证接触网的正常运行和安全性。
总之，红外热像仪监控系统已经广泛应用于铁路供电系统接触网中，可以大大提高接触网的监控效率和品质，减少人工巡视的人力和工时，提高铁路运输的效率和安全性。
随着科技的不断进步和红外热像仪技术的不断发展，未来红外热像仪监控系统还将在铁路供电系统接触网的维护和安全方面发挥更加重要的作用。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
1引言目前，国内铁路与轻轨列车大多数要靠电力机车牵引，该方式的特点有许多，如速度快、效率高、功率大还有能源损耗少等，同时相较于内燃机车，工作条件和性能也非常良好。
目前，我国高铁与电力机车都在飞速发展，电力机车牵引越来越成为主流。
普及电力机车，必须保证机车供电系统运行稳定，可以进行预防检测等手段，还会及时准确地找出系统故障点，利用一些行之有效的措施，提前预判故障，一开始的直接表现为发热不正常。
红外热像测温极快，能够做到日夜监控，测温又快又准确，测量还很安全方便，是一种科学有效的预防维护措施，适合广泛应用于铁路系统。
2红外热像仪监控系统的检测方法2.1铁路沿线变电站监测现在铁路电气化进程持续推进，变电站的负荷和数量越来越多，通过更专业的技术手段，能够最大限度地保障安全生产电力的供应。
目前，温度对于检测电气设备来说最为关键，但是传统的接触式监测方案，自身不够安全，测温效率不够，监测位置变多，因此很不容易搜集数据。
但是，现在应用的在线式红外线热像仪能够全天候地通过温度，监控大范围的目标物体，并且随时发出警报，及时得到维修，还能够随时在能见到的设备中增加目标对象，不用增加设备数也可以。
2.2接触网检测接触网自身拥有非常多的接头与回流线，组成牵引变电不仅包含全部的配电线，还包括熔断器、变压器与断路器，通过红外热像仪，能够尽快发现一些隐患，如三相负载不均匀、套管太烫、接头不紧或接触不良等[1]。
接触网连接件由于外界因素，非常容易变得很烫，严重的情况还会停止供电，使列车无法启动。
发生上述现象的原因如下，首先是氧化腐蚀，因为外部热缺陷导体的接头长时间暴露在大气中，历经风吹日晒，还有被化学活性气体的腐蚀，其导体接触面会发生或多或少的氧化锈蚀，氧化层增加了金属接触面的电阻率。
其次，连接件接头不紧，导体连接部位很容易受到外界因素的干扰，导致连接螺丝松动或接触不良等问题。
2.3弓网监测车顶上考虑配置红外热成像设备，由此探测接触网和受电弓连接点的温度，实时监测接触网故障点，如果发现的故障点在列车行进时，那么温度瞬间变高，通过红外热像仪能够准确记录该故障点的位置和最高温度，有利于及时维修。
红外热成像技术在配电网故障诊断中的应用
红外热成像技术在配电网故障诊断中的应用摘要：红外热成像技术是利用现代高新科技手段，红外感应的原理对不同的温度做出不同的色差，对运行的电气设备进行无接触检测的一种仪器设备。
它能对电气设备早期故障的先兆、绝缘性能及设备的发热量做出可靠的预测评估，使传统电气设备的预防性试验维修提高到预知状态检修。
这也是现代电力发展的方向。
关键词：红外热成像技术；配网故障；事故预防引言实际运行的电网设备通过红外热成像技术可以得到电气一次设备、变压器、电缆接头、电气开关以及处于探测温度范围内的任何设备的热成像图。
红外热成像技术是一种在线检测（不停电）式高新科技检测仪器，可以将热信息瞬间可视化，显示温度场情况，找出热故障点，并通过非接触温度测量加以量化，在专业的红外分析软件的帮助下，数秒内便可自动完成分析报告。
红外热成像技术是利用红外探测器系统，在不接触的情况下接收物体表面的红外辐射信号，该信号转变为电信号后，再经电子系统处理传至显示屏上，得到与景物表面热分布相应的“实时热图像”。
它可绘出空间分辨率和温度分辨率都较好的设备温度场的二维图形，从而就把景物的不可见热图像转换为可见图像，使人类的视觉范围扩展到了红外谱段。
使维修人员及时掌握设备的实际技术状态，以便对设备技术状态的劣化采取恢复措施。
目前，红外热成像技术在电力行业进行预防性维护检测应用中发挥了巨大作用。
1 红外热成像技术的工作原理红外是红外辐射、红外线或红外光的简称，其波长范围为0. 75～1000 u m之间。
太阳光从紫光到红光的热效应逐步增大，而红外光具有最大的热效应。
除了太阳能辐射红外光外，自然界中的任何物体，只要本身具有一定的温度，都能辐射红外光。
利用红外热成像技术探测物体发出的红外辐射，并将物体辐射的功率信号转换成电信号，通过成像装置的输出就可以完全模拟被扫描物体表面温度的空间分布，得到与物休表面热分布相应的热像图。
即将不可见的热辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用
红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用一、红外热像仪监控系统的原理和特点红外热像仪是一种能够将目标表面发射的红外辐射能够转换成电信号并显示成为图像的设备，它基于物体表面的红外辐射热量来反映物体表面的温度分布。
红外热像仪监控系统具有实时、全天候、非接触、高效率、广覆盖面等特点，能够迅速准确地探测出电气设备内部的故障隐患，并及时报警通知维护人员，有效地降低了事故风险，提高了供电系统的安全性和可靠性。
二、红外热像仪在铁路供电系统接触网中的应用1. 接触网导线的故障监测铁路供电系统的接触网导线是铁路牵引供电系统的关键组成部分，其安全运行对铁路供电系统的正常运行至关重要。
而接触网导线常常因为线路老化、松动等原因出现故障，通过安装红外热像仪监控系统可以及时监测接触网导线的温度变化，提前发现线路的故障隐患，进行及时维修，确保接触网导线的安全运行。
2. 接触网支柱的热量检测接触网支柱是用来支撑接触网和维持接触网的水平和垂直位置的设备，其正常运行对接触网的安全性和稳定性至关重要。
通过安装红外热像仪监控系统，可以实时监测接触网支柱的热量情况，一旦发现接触网支柱发生过热等异常情况，系统会立即发出报警信号，通知维护人员进行检修，保障接触网的稳定和安全。
3. 接触网绝缘子的热负荷监测接触网绝缘子是供电系统中常见的电气设备，其主要作用是支撑和绝缘接触网导线。
在运行过程中，绝缘子会受到高频电压影响，容易产生局部放电而引起绝缘子表面出现异常的高温现象。
通过红外热像仪监控系统，可以实时监测接触网绝缘子的热负荷情况，及时发现绝缘子的异常温度，并及时采取维修措施，避免因绝缘子故障引起的事故。
三、红外热像仪监控系统应用的优势1. 提高了设备的安全性和可靠性通过红外热像仪监控系统，可以实时监测电气设备的温度变化，及时发现潜在的故障隐患，提前进行维修，保障供电系统的安全运行。
2. 降低了维护成本红外热像仪监控系统可以实现设备的远程监测，减少了人力巡检的工作量，降低了设备的维护成本。
基于红外热像仪的接触网载流安全检测系统
基于红外热像仪的接触网载流安全检测系统
罗军;张伟;刘家军;马世平;刘小川
【期刊名称】《电网与清洁能源》
【年(卷),期】2015(031)008
【摘要】接触网是电气化铁路的重要组成部分,它的运行状况与行车安全密切相关.高速运行的机车通过接触网获取电能,带电运行的接触网运行异常会出现温度升高的现象,利用红外热成像技术,可对接触网进行带电检测.结合当前成熟的红外热成像技术,设计了以LPC2368为核心处理芯片的图像采集与GPRS通信平台,并针对接触网的车载检测和列车高速运动的实际情况加入了GPS定位设计,精确故障位置,有利于合理安排检修任务.
【总页数】5页(P10-14)
【作者】罗军;张伟;刘家军;马世平;刘小川
【作者单位】西安铁路局供电段,陕西西安710054;西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048;西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048;西安铁路局供电段,陕西西安710054;西安铁路局供电段,陕西西安710054
【正文语种】中文
【中图分类】U226.5+1
【相关文献】
1.红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用 [J], 楼伟群
2.基于红外摄像仪的接触网载流安全状态检测图像处理 [J], 刘家军;罗军;张伟;刘
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基于红外检测的铁路接触网关键区域故障研究
基于红外检测的铁路接触网关键区域故障研究摘要：为了实现电气化铁路管理信息化、智能化的目标，我们提出了电气化铁路弓网检测的应用方案。
该方案采用安装在电力机车上的网络型在线式红外热成像仪，根据铁路接触网实际情况，分析了铁路运营线路接触悬挂、线夹、绝缘零部件及关键零部件存在的故障类型，本文分析铁路系统应用的红外检测技术，阐述接触网红外巡视装置及消除各种影响的措施。
关键词：红外技术；接触悬挂；故障判断接触网是沿铁路线上空架设向电力机车供电的特殊输电线路。
其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等部分组成。
接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。
接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其作用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
接触网的连接由于受外界等各种因素的影响容易发生过热，严重时会导致供电中断，引发列车停运事故。
红外热成像仪可以在远距离对接触网进行温度检测，及时发现隐患，避免事故发生。
一、接触悬挂与线夹等零部件故障原因1、接触悬挂的故障类型及原因。
（1）导线接头压接管压力不够，导线接触面过小，引起接触电阻过大，发热严重。
（2）接触网线索容量偏小，难以承受接触网供电线路长期的大负载运行，进而引起烧伤。
（3）导线断股，电阻较大，引起发热。
按照规定导线表面允许发热的温度为70℃。
会议规定，从导线的耐热角度，钢芯铝绞线可以采用150℃，但是为了防止接头氧化进而损坏，在连续长时间运行的条件下，温度不能超过70℃。
2、线夹的故障原因。
（1）导体连接部位在长期遭受机械振动、抖动或在风力作用下摆动，使引流线夹、跳线线夹、耐张线夹螺丝松动，引起发热。
（2）线夹铜铝接触面过小，铜铝本身不易结合，尤其在接触网线路长期大负载运行条件下，线夹断裂故障时有发生。
3、绝缘部件的故障原因。
污秽高压绝缘子在周围环境干燥时，其表面绝缘电阻非常大，此时流过污层的泄漏电流很小；当绝缘子污层受潮时，泄漏电流将会慢慢增大，电流流过污层时便会产生焦耳热，导致绝缘子表面的温度升高。
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红外热成像技术在接触网检测中的应用曾明，吴积钦摘要：通过对接触网发热故障进行分析，结合红外热成像原理，提出了采用车载方式对接触网发热故障进行快速有效检测，并对检测系统结构和接触网发热故障诊断方法进行了介绍和分析。
关键词：接触网；红外热成像技术；接触网检测接触网是电气化铁道的重要组成设备，承担着向电力机车（动车组）提供电能的任务，接触网在运营过程中承载着巨大的牵引电流，在接触网线夹等部位由于接触不良等原因，将出现温度异常升高，在极限情况下可能引发接触网故障。
而接触网属于无备用设备，一旦出现故障，将中断列车运行，给铁路运输造成巨大的损失。
随着现代红外技术的不断成熟与完善，由于红外热成像技术能够以远距离、非接触、实时、快速在线监测方式获取设备的运行状态信息，又有分辨率高、形象直观、不受电磁干扰、安全可靠等优点，可以在不停电、不取样、不解体的状况下进行故障的诊断分析，所以红外热像技术在电力设备在线监测方面得到了广泛的运用。
本文将红外热成像技术与接触网检测技术相结合，提出采用车载方式，在检测列车运行过程中，运用红外热成像技术，对接触网温度进行非接触式测量并分析，以便于及时发现接触网温度异常位置，进行检修，保障运营安全。
1 接触网发热故障分析接触网主导电回路由供电线、回流线、承力索、接触线、吊弦、电联接线等组成。
各部分间由各种线夹进行连接，使这一回路沿铁路延伸，满足向电力机车供电的需要。
主导电回路必须良好，才能保证电流的畅通；若存有缺陷，将引起局部载流过大、零部件分流严重，从而引起接触网局部温度升高，烧伤接触网设备，这类故障在接触网故障中占有较大的比例。
各类连接线夹是接触网导电回路中的薄弱环节，线夹会因下列原因导致接触电阻过大而引起发热。
1.1氧化腐蚀接触网为露天设备，工作环境恶劣，长期裸露在大气中运行，长年受到日晒雨淋、网尘结露及化学活性气体的侵蚀，造成金属导体接触表面严重锈蚀或氧化，氧化层会使金属接触面的电阻增加几十倍甚至上百倍。
1.2 连接件松动线夹部位由于长期受受弓网滑动接触运动的冲击所引起的机械震动、抖动或在风力作用下摆动，可能会使连接螺丝松动，另外由于安装质量等原因也可能导致连接松动，使接触电阻增大。
接触电阻增大，引起线夹部位局部发热，而发热会进一步加剧设备的氧化，导致发热加剧，形成恶性循环，导致接触网设备烧伤或由于发热导致线索抗拉强度下降，引发线索断裂。
作者简介：曾 明，西南交通大学电气工程学院，讲师，成都：610031吴积钦，西南交通大学电气工程学院，副教授接触网发热具有较大的隐蔽性，一般难于通过观察发现，而接触网沿线线夹数量太多，也难于对每个线夹安装温度测量装置实现在线式监测。
目前在供电运营单位，一般靠人工巡视的方法，通过望远镜观察测温片、变色漆的变化等来判断发热点，需要耗费大量的人力资源，难于实现对每一个线夹位置进行定期的观察判断，只能对重点位置进行观察，而且存在人为误判现象。
2红外热成像原理℃，因为其内部带电粒子的运动,都会以不自然界任何物体，只要温度高于绝对零度(-273.15)同波长的电磁波形式向外辐射能量，波长涉及紫外、可见、红外光区，但主要处于0.8-15µm的红外区内。
物体的红外辐射能量的大小按其波长的分布,与它表面温度有着十分密切的关系。
因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度。
根据黑体辐射定律,能够吸收所用波长的辐射能量,同时没有能量的反射和透过,这样的物体称之为黑体,其表面发射率为1。
自然界中存在的实际物体,几乎都不具备黑体的条件。
只有知道了材料的发射率,才能知道物体的红外辐射特性。
影响发射率的主要因素包括材料的种类、表面粗糙程度、理化结构和材料的厚度等。
红外热像仪的基本结构由光学系统、扫描机构、红外探测器、前置放大器、视频信号预处理电路、显示记录系统和外围辅助装置等组成。
红外热像仪的核心器件是红外探测器，可分为单元探测器、多元探测器和带有内处理功能的探测器。
热像仪的工作过程是把被测物体表面温度分布借助红外辐射信号的形式，经接收光学系统和扫描机构成像在探测器上，再由探测器将其转换成视频电信号。
这个微弱的视频信号经前置放大器，再进一步放大处理后，送至终端显示器，显示出被测物体表面温度分布的热图像。
热像仪能够显示热图像的原因关键在于首先把物体按一定规律进行分割，即要把观测的景物空间按水平和垂直2个方向分割成若干个小的空间单元，接收系统依次扫过各空间单元，并将各空间单元的信号再组合成整个景物空间的图像。
因此，在此过程中探测器在任一瞬间实际上只接收某一个景物空间单元的辐射。
扫描机构依次使接收系统对景物空间做二维扫描。
于是，接收系统按时间先后依次接收二维空间中各景物单元信息，该信息经放大处理后变成一维时序信号，该信号再与同步信号合成后送到显示器，显示出完整的景物热图像。
红外热像仪不仅能用于非接触式测温，而且还可以实时显示物体表面温度的二维分布与变化情况，又有稳定、可靠、测温迅速、分辨率高、直观、不受电磁干扰，以及信息采集、存贮、处理和分析方便等优点。
3接触网温度检测系统构成接触网温度测量系统可以安装在接触网检测车上，或电力机车（动车组）上。
温度测量系统安装在接触网检测车上，可以与接触网参数检测系统实现资源共享，温度测量系统作为接触网参数检测系统的一个组成部分，可以从接触网参数检测系统接收当前检测线路名称、区间（车站）名称、隧道名称、定位号、里程等位置信息，并将检测结果信息发送给接触网参数检测系统进行统一保存和数据处理，报表打印。
温度检测系统安装在接触网检测车上，便于设备的日常维护和管理，但由于接触网发热现象只有在接触网上有牵引电流的时候才会产生，所以要实现有效地接触网温度检测，检测车必须由电力机车牵引或确保在检测车运行的时候，检测区段接触网上有牵引电流。
温度测量装置安装在电力机车（或动车组）上，能在电力机车日常牵引运行的时候进行检测，具有较高的使用效率，但由于机车和接触网分属不通的业务部门，在设备的使用和维护上面需要机务部门和供电部门的合作，可以将测量接触网温度的红外热像仪固定安装在机车顶部，在司机室内预留接线端口，需要检测时由供电部门携带笔记本电脑作为数据处理装置登乘机车进行检测，也可以利用嵌入式工业计算机作为红外数据处理设备，固定安装在车上，机车运行时自动检测，供电部门定期在机车回库后转储检测结果数据。
接触网温度检测系统主要由红外热像仪，云台及防护设备、红外数据处理计算机等组成。
系统结构框图如图1所示。
图1 接触网温度处理系统结构框图红外热像仪输出数据一般通过IEEE1394总线和千兆以太网传输，千兆以太网具有数据传输稳定可靠、抗干扰能力强等特点，而且不需要在计算机上安装专门的通信卡，可以直接通过计算机网络端口就可以连接，所以在接触网温度检测中一般采用具有千兆以太网输出的红外热像仪。
对接触网温度的检测需要在运行过程中将接触网设备温度进行无遗漏的全部检查，需要红外热像仪具有以下特征：（1）具有比较广的视场，能够在检测过程中对接触网所有带电设备进行拍摄，包括承力索、接触线、电联接线、吊弦、各类线夹、支持装置等。
（2）具有较高的分辨率，能够在温度图像上运用图像处理方法分辨出线夹、定位器等接触网设备的形状。
（3）具有较高的采样频率，能保证在列车快速运行过程中采集到清楚的接触网设备动态红外图像。
A40型红外热像仪是一款高精度的工业测量用非接触式红外测温装置，通过在西安铁路局接触网检测车上的实际使用表明，能满足在检测列车以160km/h速度运行情况下对接触网温度的高℃℃，测量精度为±2℃，红外图像分精度测量要求。
A40型红外热像仪温度测量范围为-20~120辨率为320×240，具有出色的图像质量，具有电动调焦的25度镜头，能对接触网带电设备进行全面测量，图像传输帧率为60Hz，保证了在检测列车高速运行状况下对接触网动态红外图像的高清晰度成像。
A40具有千兆以太网输出接口，能方便的和检测用工业计算机或笔记本电脑连接。
当接触网温度测量系统安装在电力机车（动车组）上时，检测位置信息可通过RS485总线由机车监控装置获取。
机车监控装置获取的年月日、时分秒、公里标、运行速度、机车号、车次、车种、区段号、车站号、司机号、副司机号、列车编组等信息，由TAX箱将这些信息通过一个RS-485接口周期地传送给各扩展检测单元，数据发送周期为40ms。
温度测量系统通过在TAX箱扩展槽内安装RS485通信板卡，将机车运行位置和速度信息传输给红外数据处理计算机。
红外数据处理计算机利用千兆以太网接收红外热像仪传输过来温度图像数据，通过对每帧温度图像的处理，找出接触网温度异常点，将异常温度和当前检测位置一起保存在检测结果数据库中，同时将异常温度图像保存在计算机硬盘上，并能对接触网温度异常情况进行统计分析，打印报表，将文字报表和温度图像一起提供给接触网维修部门对接触网相应位置进行检查和处理。
4接触网发热故障诊断4.1接触网发热故障判断方法利用红外图像法发对电力设备进行发热故障判断主要有绝对温度判断和相对温度判断2种。
绝对温度判断是根据接触网各类设备（接触线、承力索、吊弦和各类线夹等）材料的最大允许工作温度，来判断当前测量热图像中的最大温度是否超出警戒值，进行设备的发热故障诊断。
这种测量方法用于接触网设备的发热测量存在以下不足：（1）接触网的发热和接触网流过的电流成正比，而接触网电流与同一馈线上运行的机车数量，牵引吨位等多种因素相关，因此不能简单因为接触网发热绝对温度没有达到警戒值而判断设备运行正常。
（2）接触网设备材料不相同，其发射率不一样，而且发射率还与设备的氧化程度有一定的关系，但红外热像测量仪只能设定一种发射率，所以在实际检测中所测出的红外图像中每个像素位置的绝对温度有一定的测量误差。
（3）接触网温度还与不同检测时刻的大气环境相关，太阳辐射、雨、雪、风、不同的大气温度等都会影响接触网的绝对温度。
通过接触网温度检测设备在西安铁路局检测车上的实际运行，表明采用相对温度判断法来判断接触网发热故障是可行的。
对红外热像仪采集到的每幅接触网温度图像计算其平均温度，将当前连续50幅无发热故障的接触网红外图像上的平均温度取平均值作为当前基准温度t base，当前采集图像上最大温度为t max，通过t max与tbase的比较来判断发热故障。
（1）t max-t base>20（℃）该位置为疑是发热故障点，将当前检测位置、最大温度、基准温度等信息保存在检测结果数据库，并保存当前温度图像，在检测数据分析处理时利用红外图像分析软件进行发热故障的确认。
（2）t max-t base>50（℃）该位置为发热严重缺陷点，检测设备即刻发出声音报警，提醒检测人员立即进行发热故障的确认和采取相应处理措施。