徐州華順測控技術有限公司
紅外熱成像技術在電力設備帶電檢測中的典型應用
保證檢測結果可靠性的三大專業要素：
專業知識、專業人員、專業設備。
華順測控紅外熱成像技術組
2019年2月25日
一.專業知識儲備：
熱像儀是通過檢測物體發射和反射過來的紅外光強度，計算出物體表面沒一點的溫度，以不同的顏色顯示不同溫度。
電力設備的故障有多種多樣，在運行時，由于電流效應、電壓效應或者電磁效應等因素，將產生熱量發生熱輻射現象。電力系統運行中，載流導體會因為電流效應產生電阻損耗，而在電能輸送的整個回路上存在數量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情況下，輸電回路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低于相連導體部分的電阻，那么，連接部位的損耗發熱不會高于相鄰載流導體的發熱，然而一旦某些連接件、接頭或觸頭因連接不良，造成接觸電阻增大，該部位就會有更多的電阻損耗和更高的溫升，從而造成局部過熱，紅外熱成像對溫度特別敏感，對結果分析和故障點的判斷也比較直觀、容易。
從紅外診斷的專業分析，通常分為外部故障和內部故障。外部故障的特點是：局部溫升高，易用紅外熱像儀發現，如不能及時處理，情況惡化快，易形成事故，造成損失。高電壓電器設備的內部故障，主要是指封閉在固體絕緣以及設備殼體內部的電氣回路故障和絕緣介質劣化引起的各種故障，由于這類故障出現在電氣設備的內部，因此反映的設備外表的溫升很小，通常只有幾K，檢測這種故障對檢測設備的靈敏度要求較高。
在電力行業，很早就將熱像儀運用于設備的安全檢修上，通過其對電氣設備和線路的熱缺陷進行探測，如變壓器、套管、斷路器、刀閘、互感器、電力電容器、避雷器、電力電纜、母線、導線、組合電器、絕緣子串、低壓電器以及具有電流、電壓致熱效應或其他致熱效應的設備的二次回路等，這對于及時發現、處理、預防重大事故的發生可以起到非常關鍵而有效的作用。
下面羅列一些紅外熱成像帶電檢測中的典型應用分析。
圖1 變壓器冷卻系統---循環受阻 圖2 油枕中間觸頭壓指彈簧壓接不良
圖3 電抗器高壓套管漏油缺油 圖4 110kV線路線夾處接觸不良
圖5 GIS電器 SF6氣體泄漏 圖6 氧化鋅避雷器絕緣老化
圖7 接頭連接松動、過緊、氧化腐蝕 圖8 避雷器充油套管冷卻不良
圖9 管道的保溫隔熱層有損壞或泄露 圖10 爐體內襯減薄或脫落
在有效距離內測溫準確，在超出有效距離后，測溫結果逐步降低，通過比較相間溫差數據任然值得參考。在正常負載下，一般連接點超過70℃，高于環境溫度30℃，最大溫差超過其它20%，即預示可能存在隱患。準確設置材料發射率，對焦準確，儀器穩定等經驗參數，會使結果更精確，但是在檢測中更要謹慎的區分環境反射。
二．專業設備儲備：
主記錄設備FLIR ThermaCAM S65高性能實時記錄紅外熱像儀,是功能強大的實時數據采集系統，具有極高的熱靈敏度、精確的溫度測量和各種數據分析功能。多種可選的紅外鏡頭確保極佳的圖像質量,精確的非接觸溫度測量,可見光和紅外多種顯示成像方式選擇，功能強大的數字存儲、分析和高速的數據采集軟件，生成優異、無噪聲、圖像輪廓鮮明的高分辨率的長波紅外熱圖（每幅圖像超過76500個像素），優化后杰出的輻射測量的性能，使用戶能分辨出小于0.06℃的溫差，生成出對比度鮮明、經過標定的高清晰度的圖像，精確評估和監視物體的熱性能，提前快速識別出熱故障和設計缺陷，緊湊設計和易于使用的創新型S65為了解和測試物體熱性能的電力設備運維提供史無前例的靈活性，遞交給國網完善、快速、精確的解決方案。
FLIR(美國)S65紅外熱像儀參數：
FOV 視場 (寬X高)/最小焦距:24° X 18 ° 內置 / 0.3m
IFOV 空間分辨率:1.3 mrad
熱靈敏度(NETD):<0.06℃ (30℃時)
幀頻:50/65Hz (非插入法)
聚焦:自動或手動
電子變焦:2倍、4倍、8倍放大
探測器類型:焦平面，非制冷微量熱型探測器(microbolometer) 320 X 240像素
波長范圍:7.5-13μm
測溫范圍:-40℃--+2000℃
精度:± 2% (讀數范圍)或 ± 2℃
大氣穿透率校正:自動，基于目標距離、大氣溫度及相對濕度
可選鏡頭:7 ° X 5.3° /4m, 12° X 9° /1.2m, 45° X 34° /0.1m, 80° X 65° /0.1m 200μm、100μm、49μm特寫鏡頭
文件格式:14bit數字化熱圖（JPEG）
電池類型:內置可充鋰電池，操作時間為2小時，充電時間為1小時
電源:交流適配器（110/220 VAC，50/65Hz)
操作溫度:-15℃-- +50℃
存放溫度:-40℃-- +70℃
濕度:10%--95% (非冷凝)
封裝:符合IP54 IEC529標準
抗沖擊:承受25g, IEC68-2-29標準
抗震性:承受2g, IEC68-2-6標準
重量:1.4Kg 不包括電池和帶LCD的遙控器;<2Kg 包括電池和機上手柄（包括遙控器、LCD、可見光相機和激光指示器）
尺寸:100mm X 120mm X 220mm
火線:IEEE-1394火線輸出（DV/DCAM輸出）
USB/RS232:圖像(紅外和可見光圖像),測量數據，語音和文本傳送至計算機
語音記錄:可記錄30秒數字語音信息
驗證設備：1.非接觸紅外測溫儀雷泰3ILR3U，具有精確度高，響應速度快，操作簡單，三防功能強等特征，是巡檢人員理想的工作幫手，在遇到熱成像反射偽異常時加以驗證。
雷泰3ILRSCU紅外測溫儀參數：
瞄 準 器 ： 望遠鏡瞄準 亮度濾光鏡
測量范圍 ： -30~1200℃
D ：S 120：1
響應波長 ： 8-14.0μm
響應時間 ： 700ms（95%）
探 測 器 ： 熱電堆
測量功能 ： 實時值、小值、大值、平均值、差值、數據重調、
高/低溫報警數據記錄、內存100點、環境溫度補償。
測量精度 ： 測量值的±1%(1M型：±0.5%)或±1℃，取大值(環境溫度23℃±5℃時)
重復精度 ： 測量值的0.5%或±1℃，取大值
液晶顯示 ： 1℃為單位，4位帶背景光的液晶數字顯示，7秒保持
發 射 率 ： 0.1-1.0數字可調
模擬輸出 ： 1mV/℃
數字輸出 ： RS232 9600波特 輸出間隔1-9999秒可調
電 源 ： 四節5號堿性電池或者6-9VDC·200mA
工作溫度 ： 0-50℃
貯存溫度 ： -20℃-50℃(無電池)
相對濕度 ： 10-95％(30℃不凝結)
尺寸重量 ： 244毫米×257毫米×71毫米 1000克(望遠鏡型)
IBM兼容機用數字輸出軟件：Data Temp?2模擬軟件。
驗證設備：2.RAYTEK雷泰ST60+紅外測溫儀接觸式點溫儀
紅外和接觸式二合一測溫儀，帶創新點陣式顯示屏。 憑借簡約的 3 按鈕屏顯菜單界面（6 種語言），ST60+ 數字激光測溫儀使復雜的測量變得異常簡便。 只需輕輕按幾下按鈕，便可快速瀏覽高級功能以調節發射率、啟動數據記錄或者開啟和關閉警報。ST60+ 接觸式和非接觸式二合一測溫儀采用堅固、易用的人性化設計，可以輕松應對苛刻的工業、電氣和機械環境。 這些工具的性能遠遠超出其他紅外測溫儀（或高溫計），讓用戶可以在更多的應用領域中實現更高的工作效率。
ST60+ 的特性和優點：
· 測量范圍：-40 °C 至 800 °C /-40 °F 至 1472 °F （ST80+），或 -40 °C 至 650 °C/-40 °F 至 1202 °F （ST60+）
· 借助軟鍵按鈕和點陣式顯示屏，輕松訪問高級功能
· 可測量距離更遠、體積更小的對象，D:S比率達 50:1 （ST80+） 或 30:1 （ST60+）
· 兼容所有標準迷你接頭 K 型熱電偶，保留在熱電偶上的投資
· 可調輻射系數功能（內置材料表），讓用戶放心測量多種表面
· 捕獲多個數據點（ST80+ 多達 99 個，ST60+ 多達 20 個），可供以后下載和調用
· 2 種級別的背光高度，輕松適應各種光照條件
· 聲音和視覺警報，及時提示用戶測量值是否超出了設定的極限值
· 通過zui小值、zui大值、平均值和 DIF 功能快速識別問題
· 隨附的 K 型熱電偶珠式探針便于立即進行接觸式測量
· 1 % 的測量準確度讓用戶放心檢修設備
· 多功能界面有 6 種語言可供選擇
結束語：
紅外熱成像技術能發現電氣設備外部發熱和內部缺陷， 是開展輸變電設備狀態檢修及帶電檢測的重要檢測手段。紅外熱成像技術測量了電氣設備內部絕緣介質溫度分布，反映了電氣設備整體絕緣和電氣性能的變化情況。應用紅外熱成像技術，能有效的發現電氣設備在日常運行中運維人員肉眼所觀測不到的缺陷。電力設備具有多樣性，測試人員需不斷提升自己的素質、多積累一些經驗，對所需測量的物體溫度分布情況，做了解的應用下，都需要紅外熱像儀拍紅外熱圖后上傳至分析軟件，進行分析處理,以便能讓紅外熱成像技術為電網的安全生產提供更好地服務。
李家順15050826325 0516-80207576 hsck@521hs.com
徐州華順測控技術有限公司 7*24h服務 QQ:1373327880
