红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用

红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用
摘要：红外诊断技术可以及时、快速的诊断出电气设备中的故障，有效的防治
由于电气设备发生故障而导致停电和停产的事故。

所以，目前，大多数企业开始
加大对于红外诊断技术的应用，在电气设备检修和保障电气设备安全运行的过程中，起到了十分重要的作用。

本文就介绍了电气设备红外诊断技术的意义和特点，分析了常见的电气故障，并提出了优化措施。

关键词：红外诊断；电气设备；检修；应用
电气设备的状态检修是利用设备诊断技术,在带电状态下对电气设备进行诊断、发现缺陷所进行的预知性检修。

状态检修是国内外正在大力开展的科学的检修方式,它克服了定期计划检修的盲目性、具有很高的安全性和经济价值。

开展电气设
备的状态检修必须进行设备诊断,设备诊断是实施状态检修的前提。

诸如绝缘在线
监测、变压器色谱在线监测、变压器局部放电在线监测、瓷瓶盐密在线或离线监测、断路器性能在线监测、直流接地微机选检、红外诊断技术等,都是当前带电电
气设备的诊断应用技术。

带电设备的红外诊断技术是一门新兴的学科。

它是利用
带电设备的致热效应,采用专用设备获取从设备表面发出的红外辐射信息,进而判
断设备状况和缺陷性质的一门综合技术。

1、红外诊断技术概述
1.1红外诊断技术的引入及对状态检修的意义
红外诊断技术是输变电设备典型的带电诊断手段，它是利用带电设备的致热
效应，采用专用设备获取从设备表面发出的红外辐射信息，进而判断设备状况和
缺陷性质的综合技术，在一定程度上弥补了电气设备年检预试中所不易或无法发
现设备缺陷的不足，并填补了许多高压设备缺少在线监测的空白。

变电站的设备
巡视一般是通过目测、手摸和耳听设备的运行情况，其中又以目测为主。

但目测
的方法有着很大的局限性，对一些有发展性的缺陷较难准确发现，特别是一些在
运行中逐渐发热的设备缺陷，要到设备发热到一定的程度后（一般都已造成运行
设备不同程度的损坏）才能被发现，这样就使设备缺陷的及时发现和处理造成延误。

用示温蜡片对设备的发热缺陷检测，有时不能发现业已存在的故障，有时则
误判为出线接头发热，致使一些开关本体内的故障得不到及时处理。

在设备巡视
中利用红外成像测温技术既能解决上述问题，亦能在很大程度上提高运行人员发
现设备缺陷的能力。

状态检修是国内外正在大力开展和推广的设备检修方式，它
增强了设备检修的针对性和有效性，提高了设备可用率、供电可靠率及企业综合
效益。

开展电气设备的状态检修必须进行设备诊断，红外诊断技术就是典型的带
电诊断手段，并且已经成为电气设备从定期检修向状态检修转变中一个不可缺少
的技术手段。

1.2红外诊断技术的特点
（1）实时监测，安全可靠电气设备的红外诊断，通常是在设备运行状态下进行的，通过红外诊断技术，获取设备所释放的红外辐射信息来实现，因此，可以
实现不停电、不停产的原则，实时获取电气设备在运行时的真实状态信息，保证
企业的正常生产。

（2）采取被动检测方式，操作方便红外诊断技术，主要是监
测电气设备特定部位自身所释放的红外辐射能量，并不需要其他辅助工具和监测
设备，因此，该诊断技术设备单一，操作简单，易用性好。

（3）可对大型设备
进行检测，能够快速对体积较大电气设备扫描成像，且信息显示清晰、具体、直观，监测效率高，有效降低工人劳动强度。

（4）适用范围广，在当前电气预防
性检测方法中，只有红外诊断技术能够应用于全部电气设备的故障检测中，因此，适用范围非常广泛，且减少了其他辅助设备成本的投入，能为企业带来较高的经
济效益。

（5）智能化数据分析技术，将红外诊断设备采集的信息。

通过计算机
图像处理软件进行分析，既可以对电气设备的运行状态进行分析，还可以对电气
设备红外图像有关数据迸行分析，快速找出电气设备的故障情况、故障位置及损
坏程度。

另外，还可以把每次获取的电气设备图像数据存档，建立电气设备数据库，供维修人员查阅和参考。

（6）提高检修质量。

红外诊断技术有助于实现电
气设备的状态管理，能够对所有电气设备运行状态进行温度管理，还可以根据每
台设备运行状态的改变进行针对性的维修，同时，利用红外诊断技术还可以测评
设备的维修质量。

2、常见的电气设备故障
2.1外部故障
引起设备发热异常的绝大多数由外部缺陷所导致。

1）接触部位不良：经常裸露在外界的电气设备由于空气等各种外部因素，较易出现接头处连接不良，进而
导致发热异常，比如套管、断路器，线夹等。

可能导致接触不良的各种原因：制
作材质不好、加工工艺技术存在问题；外界的机械振动和线路负载的周期性过载
变化以及环境温度的改变，引起连接件的热胀冷缩，使得接触电阻增大而出现局
部过热。

2）绝缘强度降低：电气设备外部常常设有绝缘层，由于表面污秽和机
械力的作用导致绝缘层破坏，使得绝缘能力降低，进而导致过热故障，比如污秽，绝缘子产生裂纹等。

此类故障较为危险，严重的将会造成断线、局部烧毁，甚至
发生恶性事故。

2.2内部故障
封闭在设备绝缘层内部（固体绝缘、油绝缘）的电气回路出现的故障称为内
部故障。

因为其密封在外壳或绝缘层内部，红外线很难透过，故无法直接用红外
热成像装置检测内部热缺陷。

但可通过其他方式侦之，由于内部故障相对会比较
稳定且发热时间较长，通过热对流和热传导的方式向周围的导体或绝外壳传递热量，进而使得相应部位温度升高。

通过检测这些部位的温升可以一定程度上推断
为内部故障。

3、红外诊断技术应用的优化措施
近年来，预知性检修是电气设备运行和管理中的一个重要工作，是保证电气
设备稳定运行的重要保障。

而红外诊断技术，可以在设备检修前、后进行诊断，
帮助找出故障原因，还能对检验、维修结果进行验证。

红外诊断技术如今得到了
广泛的应用，已近逐渐成为了电气设备检测工作中一项十分成熟的监测技术。

综
上所述，经过深入的分析和研究，为红外诊断技术在电气设备检修中应用发展，
提出如下优化建议：
3.1积极推广红外诊断技术
现阶段，对于红外诊断技术的推广力度欠缺。

首先，红外技术的发展缓慢，
尤其是仪器自身的水平，不能满足企业生产的需要，相对滞后；其次是仪器价格
偏高，目前，红外诊断技术已成电气设备检修中的重要手段，需要全面提高管理
部门的认识，积极推广红外诊断技术的应用。

尤其是对基础建设项目，应该尽量
配置有关红外仪器。

因此，领导部门应增加对于红外诊断技术的投入，为其发展
创造更好的条件。

3.2开展红外普测工作
红外诊断作为设备检测的一种监测手段，从当前看需要做到以下几点：（1）
每个季度进行一次红外普测工作，每月还要进行一次红外测温。

（2）红外诊断与预知性检修相结合，总结规律，积累实践经验。

（3）红外普测工作应持续两到三年，并以此作为一个长线周期，通过不断测试，制定各种电气设备的检修标准，并对图谱数据库进行补充和完善。

3.3建立红外图谱数据库
（1）合理的选择的红外诊断仪器以及辐射系数。

（2）记录所有的红外测温数据，每个月进行总结和分析。

（3）建立红外热像图谱数据库，定期对红外图谱进行总结和分析。

4、结束语
红外诊断是当前变电设备状态检修的有效手段之一，考虑到移动式红外测温的局限性，还须和其他传统方法相结合，通过安装固定红外检测装置和粘贴示温片、目测相色漆和金属颜色的变化、气味的变化等测温方法，结合其它在线监测手段，综合判断设备运行状态，提高设备检修的针对性和有效性，提高设备完好率、可用率及企业综合效益，实现状态检修的初衷——设备运行可靠、检修成本合理。

参考文献：
[1]接晓霞.基于红外热像技术的电接触故障诊断[D].大连理工大学,2007.
[2]李德刚.红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用[J].山东:山东大学,2010.。