测温热成像电力行业方案

测温热成像电力行业方案

一、设计背景与目的

电力设备自动化控制和现场无人值守巳成为必然趋势，目前，智能电网改造工程已全面开展，要求建立监控集控中心，能够对输配电厂、变电站、输配线路等关键设备的有关数据、环境参量、图像进行监测，以便能够实时、直接地了解和掌握各个关键设备的情况，并及时对发生的情况做出反应。

红外热像诊断技术的应用，解决了设备运行中的大量热性故障问题，经济效益和社会效益显著。由于该技术是对设备表面辐射的红外光像进行非接触、远距离热成像检测，不受电场干扰，因此具有直观、准确、灵敏度高、快速、安全、应用范围广等特点，能从根本上改变早期人工巡检运行设备的故障隐患诊断方式。

红外热像仪结合计算机网络技术而成的在线监控系统在国民经济各个领域推广应用，使传统热隐患设备的预防性试验维修提高到预置状态检修，这对于提高设备的可靠性与有效性，提高企业运行经济效益，降低维修成本都有很重要的意义。

基于系统关键设备监控的实际情况，我公司设计了这套以红外热成像监控头作为设备超温监控平台，利用热成像原理，通过接受物体发射的红外线，将被测目标物体表面的红外辐射转变成视频信号，以此来监测设备温度及其他异常事件。

二、系统设计基础

2.1红外热成像原理：

自然界中一切温度高于绝对零度的物体无论在什么环境下都在

不断地辐射着红外线，这种现象我们称为红外热辐射。红外线具有两个重要的特性：(1)物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关，物体的温度越高，红外热辐射的能量越大。(2) 大气、烟云等会吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用红外线这两个重要特性，红外热像仪可以在完全无光的情况下清晰地观察到所需监控的目标，所以红外热成像技术能真正做到24小时全天候监控。

红外热像仪就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的热红外辐射信号，探测仪器通过测量目标本身和背景间的红外辐射差(温度差)得到不同热红外线形成的红外热图像。红外热图像是表面温度分布图像，因此，红外热像仪能在完全无光、距离较远等情况下对物体成像，它不仅可在黑暗中观测，而且可以在浓厚的烟幕、云雾、雨雪等恶劣气候条件下探测到目标。

2.2系统应用：

电力部门的重要设备都与温度密切相关，除正常的专用发电、变电设备外，如变压器、开关、刀闸，以及辅助性设备，这些设备一旦发生事故，不仅经济上损失是巨大的，也容易造成人员的伤害。因此利用红外热成像技术对设备进行检测，了解和掌握设备使用过程的状态，对于及早发现问题查明原因.保证安全的生产运营，延长设备的使用寿命有着重要的意义。

电力、电讯设备过热故障预知检测，在电力系统和设备维修检查中，红外线热像仪证明是节约资金的诊断和预防工具。测量电器设备，非接触红外线热像仪可以从安全的距离测量一个物体的表面温度，使其成为电器设备维修操作中不可缺少的工具。下面是需要采用红外热像仪进行检查的部分设施：

a.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、起火。

b.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，冷却管堵塞不畅。空冷器件的绕组可直接用红外热像仪测量以查验过高的温度，任何热点都表明变压器绕组的损坏。其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。

C.电动机、发电机：可以发现的隐患是轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏;有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈。检查发热点，在出现的问题导致设备故障之前定期维修或者更换。电动机线圈绝缘层通过测量电动机线圈绝缘层的温度，延长它的寿命。还可能引起驱动目标的损坏。为了保持电动机的寿命期，检查供电连接线和电路断路器(或者保险丝)温度是否一致。

D.连接器：电连接部位会逐渐放松连接器，由于反复的加热(膨胀)和冷却(收缩)产生热量、或者表面脏物、炭沉积和腐蚀。非接触红外热像仪可以迅速确定表明有严重问题的温升。

E.各相之间的测量：检查感应电动机、大型计算机和其它设备的电线和连接器各相之间的温度是否相同

F.不间断电源：确定UPS输出滤波器上连接线的发热点。一个温度低的点表明可能直流滤波线路是开路。

备用电池：检查低压电池以确保连接正确。与电池接头接触不良可能会加热到足以烧毁电池芯棒。

G.镇流器：在镇流器开始冒烟之前检查出它的过热。

H.公用设施：确定出连接器、电线接头、变压器和其他设备的热点，一些型号的光学仪器范围在60:1甚至更大，使几乎所有的测量

目标都在测量范围内。

三、系统功能

系统采用了先进的计算机压缩技术与网络传输技术，可在远方实现对仪器的设置、超温自动报警、自动录像等日常自动寻检。该系统在实际应用中每一台监控头都有自己的IP地址，在世界各地互联网(或电力系统的MIS系统网)的任一台计算机，都可实现远程监视与控制，该系统还配有强大的集中监控软件系统，在网内可同屏、同时监

控几十个监控探头，实现网络集群监控，自动报警。

3.1监控中心功能：

监控中心主要由软件及监控计算机组成，包括区域监控中心和主控中心。主控中心以权限管理的方式管理监控各区域监控中心，主控中心的功能和区域监控中心的功能要求基本相同。

3.1.1实时图像监控

*区域监控中心与变电站端监控系统之间的远程图像实时传输，红外视频信息采用H.264压缩，减少了带宽资源的占用;

*在监控中心可实时监视各变电站的所有图像信息，完成远程变电站红外图像的实时显示、监控、超温报警图像存储等功能;

*在监控中心可实时监视同一变电站多路(1、4、9、16)实时图像信息并实现一机同屏同时监视;也可同时实时监视多个变电站(1、4、9);以上方式可混合应用;

*轮巡，即系统具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对全站的监控点进行图像巡检，参与轮检的对象可以任意设定，间隔时间可设置;

*实时图像自动复位，即可对变电站的红外热像仪设定默认监控位置，正常状态下摄像机保持默认位置，在控制完成的可设定的时间段内恢复默认监控位置。

3.1.2语音功能

*软件监控端语音报警功能;

*可与站内维护操作人员对讲机进行远程对讲。

4.1.3远程控制

*远程控制监控设备(包括云台、红外监控头等)。