红外热成像技术在电力行业应用
红外热成像技术在电力设备中的应用
窃 电严重地侵害了供 电企业和守法用 户的权益 ，不仅 给国 有资产造成 巨大损失 ， 而且严重扰乱 了供用 电秩序［ ２ １ 。本技术方 案 的有益效果可根据对上述叙述得知 ，由于采 用了在电流传感 器 与电能表之问的信号连线上设置有不锈钢防护套可有效避 免 不法窃 电行为的发生 ； 观察窗为用户和抄表员提供便利 ， 为防止 不法份子 的不法窃电行 为 ， 观察窗上设置有 防盗栏 ； 电子密码锁 增加 了电能表的安全性 。
中图分 类号 ：Ｍ９ Ｔ ２
文献 标识码 ： Ｂ
绝 窃电发生 的带有 电流传感器 的防窃 电电能表箱 的技 术方案 ： 在传感器与 电表之间的信号线设置防护套 ，有效避免搭 线窃电
行 为 的发 生 。 ‘ 防窃 电 电能 表 箱 结 构基 本 组 成 为 ：１ 门 ；２ 防 盗栏 ；３ 观 （） （） （）
参考 文献：
【赵兵， １ ］ 吕英 杰 ， 和 平． 种 新 型 防 窃 电 装 置 的 设 计 邹 一
与控 制 ， ０ （ ） １ ６ １ ． ２ ０９２ ： １ ～１ ８ ３
电 力 系统 保 护
带有 电流 传 感 器 的 防 窃 电 电 能表 箱 结 构 示 意 图 １ 一门；一防盗栏 ；一观察窗；一电能表 ；－防护套 ； ２ ３ ４ ５ ６ 一电流传 感器；一表箱体 ８ ７ 一组合 开关；一电表 出线 ； ９ １ 一 电子 密码 锁 。 Ｏ 针对现有技术所存在 的缺点 ，笔者设计 了一种能够彻底杜
提供便利 ， 为防止不法份子的不法窃电行为 ， 在与观察窗 ３相对 应 的门的内侧设置有不锈钢 防盗栏 ２ ；在所述表箱体 ７内的下 部设置有组合 开关 ８ 组合开关 ８与电表出线 ９连接 ， ， 所述表 箱 体 ７ 外侧边进线处设置有 电流传感器 ６ ，所述 电流传感器 ６与 电能表 ４之间 的信号连线 上设 置有不锈钢防护套 ５ ；表箱 体 ７
探讨红外线成像测温技术在变电站设备中的应用
探讨红外线成像测温技术在变电站设备中的应用发布时间：2021-11-11T06:10:59.120Z 来源：《防护工程》2021年23期作者：李金霞[导读] 红外成像技术测量电力设备辐射的红外能量，并将其转化为温度信息。
国网山西省电力公司忻州供电公司山西忻州 034000摘要：变电站在电网工作中起着承上启下的作用，对电网的安全运行具有重要价值。
在对变电站设备进行巡查的过程中，工作人员一般表面上听、看，但肉眼无法清楚观察到细节；另外，一些发热的设备可以用手触摸，但由于设备的一部分是导电的，所以不能用手去触摸；部门内制造噪音的设备的工作人员可以用耳朵听，但只是用耳朵听不会发现一些特殊问题。
关键词：红外线成像测温技术；变电站设备；应用引言红外成像技术测量电力设备辐射的红外能量，并将其转化为温度信息。
同时，系统对温度信息进行处理，再以图像和视频信号直观显示被测设备的温度信号，最终通过电力设备监控标准，快速实时判断设备运行状态。
利用红外成像技术在线监测电力设备运行状态，具有测量准确、监测效率高、夜间诊断等优点。
1红外热成像仪的工作原理以及功能特点1.1工作原理红外热像仪主要是利用红外热成像技术对检测到的目标物体进行红外辐射，然后利用Principality信号处理方法将目标物体的温度分布图转换成视频图像。
红外热像仪可以清晰地探测到目标本身，进而获得不同的红外图像。
工作人员可以观察图像的温度分布点，从中发现异常，起到预防和维护的作用。
1.2功能特点红外热像仪具有以下特点：一是分辨率高；二、快速测温；三、稳定可靠；四、不受电磁干扰；五、存储信息和处理信息非常方便。
由于红外热像仪具有将目标物体转换成热像的特点，通过调节红外热像仪的发射率参数和温标参数，可以快速检测被测物体的表面加热温度，从而清楚地了解目标物体的热量损失部分，进而判断目标物体的健康状况。
红外热像仪具有定量测量和定性成像的功能，同时还具有高空间分辨率和高温度分辨率的特点。
红外热成像技术在电力设备故障诊断中的应用
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浅谈红外热成像技术在电气设备上的应用
测器对焦平 面上 ，经探测器的光电转换 ，将电力设备的红外能转变成电 能，再经一 系列的电信号处理 ， 在热像仪的取景器上得到一 幅所测电力 设备的热图像 。 并将其红外热图象和测温点 的温度成像于显示屏上 ， 从 而快速准确地观察到 目 标表面的温度分布情况 。通过获得设备的热状态 特征 ，并根据这种状态特征与适 当的判据 ， 对设备作出有无故障 、 障 故 属性、存在位置和严重程度 的准确诊断判别 。
２ 红 外测 温成 像设备 在具 体 电气设 备上测 试 的成像 效果 。
从２ ０ 年开始， ０４ 陇南供 电公司给下属各变 电运行工区配置了Ｆ Ｉ 型红 ＬＲ 外热成像仪 ，并在早期应用中就发现 了江洛变电站１ 号主变３ ｋ ￣套管 ５Ｖ 接 头Ｂ 相异常发热的故障 ， 检测人员对这项检测技术 的开展充满了信 使 心 。经过我们利用红外热成像仪￣ｌ 辖变 电站设备进行定期 （ ｔＪ ，￣ ｆ 各站一月 次） 常态化 的全面测试 ， 并进行不定期 的有针对 眭 （ 如设备重负荷及 特殊运行方式时期 ） 的跟踪监测 ，能够及时发现设备接头的发热缺陷 ， 并形成 图片报告上报 。通过对 图片报告分析 ，公 司相关部 门采取及时 的、有针对 陛的缺陷消除工作。同时，利用对图片报告 的仔细分析 ， 将 分析结果做 为状态检修的重要依据 ， 检修人员根据报告情况，有针对性 对 电气发热部位进行维护和检修。 通过近我们不懈 的努力 ，电力 电气设备接头发热故障已在供电公 司 各运行单位得到了基本的扼制。通过利用红外测温成像设 备测试 ，我们 及时发现了一些典型的电气运行缺陷，如下列红外热成像图像 ，就能明 显的分辨其电气设备发热部位。
２ ２
电子 科 学
２宰３ 科Ｏ翕霸 ０年 期 １ 蔫第
红外热成像技术在发电厂中的应用
２ 红 外 成 像 技 术 的 特 点
发 电厂传 统测 量各 类设 备运行 温度 的方 法 是使
备 运 行 的温 度状 态 发生 异 常 ． 因此通 过 红 外成 像 技
术 来 监 测发 电厂 各 种设 备 的状 态 变 化 ． 以及 时有 可
用 示温 蜡片 、 温度计 等 接触性 测量 ． 而红 外成 像采 用
３ 红 外 成 像 技 术 在 发 电厂 中 的应 用
为 了保 证机 组 的健康运 行水 平 ． 少 非停 次数 ． 减 早 日实施状 态性 检修 ． 电厂于 ２ ０ 某 ０ ０年购 买 了一 台 Ｆ ＵＫ 的红外 成像 仪 ． 电厂 内热源 设备 定期 组织 Ｌ Ｅ 对 开展 红外成 像监 测 作 ．监测 巾发现 了许 多设 备 隐 患 ， 及时 消 除 ， 回了不 可估 量 的经 济损 ｌ 。 并 挽 欠
效 的对设 备故 障做 ｍ诊 断
１ 红 外成 像 工 作原 理
红外线 位 于 电磁 波谱 中 的可见光 谱段 的红 端 以 外 ．介 于可 见 光 与微 波 之 间 ．波 长 为 ０７ ～ １０ ０ ． ６ ０ ｍ， 能引起 人 眼的视 觉 。 不 在实 际应 用 中 ， 常将 其分 为 ３个 波 段 ： 红外 线 ， 长 范 围 为 ０７ ～ １ ｍ； 近 波 ．６ ． ５ 中红 外线 ， 波长 范 围为 Ｉ ～５６ ． ． ５ ｍ； 红外 线 ， 远 波长 范 围为 ５６ １ ０ ｍ。它们 产生 的机理 不太一 致 。 ．～ ０ ０ 温度 高于 绝对零 度 的物体 的分 子都 在不停 地做 无规 则热 运动 ． 并产 生热 辐射 ． 自然 界 中 的物 体都 能辐 故 射 出 不 同频 率 的红 外 线 ， 相 机 、 外 线 胶 片 自身 如 红
浅议红外热成像仪在电力设备故障分析中的应用
黄朝捍 横县江南发 电有限公司 ５ ３ ０ ３ ０ ０
【 摘 娶ｌ电力 设备 故障的不同会造 成不同程度的损 害， 可能遣成设备 得较多的是 外部热 缺陷 ， 内部 热缺陷 占的比例较小 ， 一般仅 占电力设 备 的损伤或停产， 也ｌ 可 能发生较 为严重的电气事故 。 电力设备初期异常现 象常 热缺陷的７ ％ 一ｌ ０ ％。 常伴随￣＊ － － ｒ 察觉的温度 变化 ， 比如说 ： 电力设备的绝缘不 良时就会 引起局部 在电 力设备 的热缺 陷中， 最 容易 出现 故障 就是 隔离开 关的接 头 、 温度逐步升高。 利用红外热成像仪可以让电力 设备在正常运转 的过程中 进行 触头 位置 ， 这 种类 型的热缺 陷几乎 占了电力设备 热缺 陷的一半。 在 线夹 检 测工作 ， 可以快速的发现电力设备过热故障， 迅 速 采取措施 解决防止电气 的线夹 口也 比较 容易出现 热缺 陷， 还有变 压器套管 的接头 、 电抗 器的接
红外检测技术在电力线路运行中的应用
红外检测技术在电力线路运行中的应用红外检测技术是一项应用红外光原理和技术对物体热辐射进行检测的技术，常见的应用有红外热成像、红外测温等方面。
在电力线路运行中，红外检测技术也被广泛应用，主要用于检测电力设备的热状态，及时发现故障和缺陷，保障电力系统的正常运行和安全。
一、红外检测技术的基本原理红外检测技术利用物体发出的热辐射来检测物体的温度分布，一般通过红外热像仪或红外测温仪来实现。
红外热像仪可以将物体的红外辐射图案转换为可见光图案或热成像，显示出物体的温度分布情况，可以全面地反映出物体的热状态；红外测温仪则只能测量物体表面的温度，并不具备图像显示功能。
1. 检测电力设备的热状态红外检测技术可以检测电力设备的热状态，及时发现故障和缺陷。
例如，发电机的绕组和轴承是电力设备中容易出现故障的部件，如果出现过高的温度，可能意味着绕组或轴承存在异常情况，及时发现并处理故障，可以避免电力系统停机，保障电力系统的正常运行。
在电力系统的运行中，电器设备会产生一定的热负荷，如果热负荷过大，则会导致电器设备的寿命缩短，甚至造成故障。
红外检测技术可以直接反映出电力设备的热负荷情况，有助于电力系统的运行管理和维护。
3. 检测线路的负载均衡在电力系统的运行中，各个电力线路的负载应该保持均衡，如果出现一个电力线路负载过大，另一个电力线路负载过小的情况，则可能会对电力系统的运行产生不良影响。
红外检测技术可以检测电力线路的负载均衡情况，并及时采取措施调整负载均衡，保证电力系统的正常运行。
4. 检测电力系统中的灾害隐患在电力系统的运行中，由于各种原因，可能会出现一些灾害隐患，例如电器设备老化、电线老化、电力系统过载等，这些灾害隐患会对电力系统的安全稳定运行造成威胁。
红外检测技术可以对电力系统中的隐患进行检测，及时发现问题并采取措施，保障电力系统的安全稳定运行。
相较于传统的检测方式，红外检测技术有以下优势：1. 可以远距离、不接触、不破坏地检测电力设备的热状态和热负荷情况，使得电力系统的运行管理更加便捷和安全。
红外热成像技术在电气设备检测中的应用研究
红外热成像技术在电气设备检测中的应用研究红外热成像技术是一种基于物体表面的热辐射能识别和计量物体表面热量分布的检测技术。
它能够快速、无损地检测出电气设备中的异常热源问题，该技术在电气设备检测的实践中得到了广泛应用。
一、红外热成像技术的原理和特点红外热成像技术是基于物体表面的热辐射能识别和计量的检测技术，它把物体表面辐射的红外线能量转化成电信号，再通过电子处理器处理成可视化信息。
这种技术能够快速、无损地检测出电气设备中的异常热源问题，检测非常方便，而且检测结果直观。
二、红外热成像技术在电气设备检测中的应用1、电力系统检测在电力系统中，红外热成像技术可以检测电力设备故障中的发热情况，比如高压线路、变压器、电缆头等问题。
例如变压器故障，由于变压器绕线中存在接触点问题或者乱纤维、重叠导致局部发热，可以使用红外热成像技术检测出来，避免出现故障，从而提高电力系统的可靠性和安全性。
2、工业设备检测在工业生产中，大量的机器设备中都会存在潜在的故障情况，而这些故障很大程度上存在于机器内部难以观察的地方。
这时候可以使用红外热成像技术，通过检测物体表面的热量变化来发现和诊断机器的潜在故障，及时处理问题，避免出现产生生产延误或者周期性停机的情况。
3、建筑设计检测在建筑设计中，为了保证建筑房屋的保温性和密封性，需要对建筑中的绝缘体能够进行严密的监测，但是传统的测量方法不仅费时费力，而且破坏空间结构。
而红外热成像技术检测方法在建筑绝缘材料中的热工性能和密封情况等方面，用居民透视图的方式快速测量出来，保证了建筑的安全性和图纸设计的合理性。
三、红外热成像技术在电气设备检测中的发展趋势红外热成像技术在电气设备检测中的应用是不断发展的，有着以下的趋势：1、精度更高随着热成像仪的升级，精度越来越高，能够处理更多的信息。
同时，新的可视化功能也能够提升检测精度，使得检测出来的问题更精准。
2、更广泛的应用红外热成像技术在电气设备中的应用不仅仅是局限于电力系统和工业设备的检测，还可以应用在安防、医疗等领域上，因此未来这种技术的应用范围会更广泛。
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红外热成像系统在电力行业的应用
一、红外热成像原理
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，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为"红外线"，而人类视觉可见的"可见光"介于0.4μm到0.75μm。
其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。
红外线在地表传送时，会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μ~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission)，通称大气窗口(Atmospheric window)，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。
此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。
照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。
自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。
图1、图2为可见光与红外的对比图。
图1 房屋可见光与红外对比图
图2 游艇可见光与红外对比图
二、红外探测的特点
对于所有可以直接看见的设备，红外热成像产品都能够确定所有连接点的热隐患。
对于那些由于屏蔽而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现其热隐患，这种情况对传统的方法来说，除了解体检查和清洁接头外，是没有其它的办法。
断路器、导体、母线及其它部件的运行测试，红外热成像产品是无法取代。
然而红外热成像产品可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。
图3就显示了电力变压器三相不平衡负载条件下线路过载情况。
在可见光波段下根本无从察觉。
因此采用红外探测技术能够早期发现隐患防患于未然。
图3 电力变压器红外图
红外热像仪还可以用来探测电气设备的不良接触，以及过热的机械部件，以免引起严重短路和火灾。
1980年至1983年四年中，我国利用自制的热像仪对华北电力网内的20座发电厂、8座变电站和24条高压线的10000多个插头进行了过热检查，发现不正常发热点500多处，严重过热为100处，由于及时处理，未发生火灾事故。
美国保险公司的统计数据表明，在所有电气设备隐患中的25%以上是引发火灾的主要原因，都是由于插头接触不良引发的，所以美国国家防火协会的《电气维修手册70B》规定，在任何电气插头按照规定的力距被紧固之后，只要这个力矩值不变化，以后就不应当再进行紧固。
所以制造良好，安装正常的电气插头，根本不需要定期紧固，只有发现其功能异常和其过热才要去处理。
美国MAI公司对许多已经进行过一般电气预防性设备做红外热成像产品检查，发现其中不少已接受过维修的设备仍然存在电气故障。
例如一个重要电子产品生产厂家，这个公司对其电气设备每两年进行一次停电维修。
在不同设备上发现的严重隐患有19个，一般隐患有179个。
这些严重隐患是指被测设备的表面温度超过NEMA或UL的最大设计温度。
三、红外探测在电力行业的应用
红外探测在电力行业有着非常广泛的应用前景，在国外尤其是发达国家已经得到了普遍的应用。
目前红外探测的应用分为移动式和固定式，判决方法分为人工和自动两种形式。
图4到图7显示的就是红外探测在电力行业应用的实际。
图4 红外探测在电力行业应用一
图5 红外探测在电力行业应用二
图6 红外探测在电力行业应用三
图7 红外探测在电力行业应用四
四、核心技术优势
1、拥有高端红外光电探测设备
红外光电跟踪系统采用远距离无热化镜头、透雾摄像机、热像仪和高精度云台，通过科学、先进的手段集合而成，具有背景反差好、成像清晰、使用高分辨率低照度彩转黑摄像机，可进行昼夜连续监控，夜间最远可发现十几公里处的人物活动、车辆、设施等目标；实现白天彩色监视，雾霾雨雪天及夜间全黑环境下同样监视的目的。
该系统集分辨率为640*512的非制冷氧化钒焦平面红外热像仪（可选配）、25-100mm （可选配）连续变焦热像仪镜头、1/2″CCD 透雾相机、15.6-500mm（可选配）远距离长焦透雾镜头及高性能云台于一体，该系统一方面通过雷达提供的信息进行目标的跟踪和捕获，同时本系统还内部采用国际先进的图像数字处理技术、目标自动锁定跟踪技术、图像稳定技术，能够适应各种恶劣的环境，完整输出清晰的监控图像。
高端光电跟踪系统实物图如图8所示。
根据用户的不同需求选配不同类型监控云台。
A 枪机监控云台 B球机监控云台
图8 高端光电跟踪系统实物图
2、红外前端图像处理技术
所谓红外前端处理技术是将图像处理芯片集成到传感器前端，不需要将大量的图像数据发送至后台依托人工或处理软件进行分析。
当前端处理器发现故障后自动报警，并将故障图像传回指控中心。
这样做可以极大的节约系统的带宽，提高运行效率，节约运营成本。
以下是我们为某装备研制的人员红外识别与跟踪系统的实例。
在红外波段，采用多热源自动跟踪、多目标辅助识别方案。
图9为红外相机多目标跟踪实验效果图。
对于300米距离上的人员的识别率在没有汽车等大型热源的情况下能够达到80%。
如果加入人工判读，识别率达到95%以上。
图10为受到汽车等大型热源干扰情况下的识别跟踪效果。
图11为强干扰出现瞬间目标失锁实验效果图。
图9 多目标跟踪实验效果图
图10 强干扰条件下多目标跟踪实验效果图
图11 强干扰瞬间目标跟踪失锁实验效果图
丛林中身着迷彩隐藏人员识别实验结果如图12所示。
从图中可以看出，虽然人员隐藏于树林深处，但是其特征反差能够被检测系统捕获，只要有足够的可视空间，目标基本都能够准确识别。
图12 丛林隐藏人员实验效果图
通过可见光和红外载荷目标识别试验，使用红外载荷，采用多热源自动跟踪识别方案无论在白天还是黑夜都具有较好的识别效果。
加入人工干预后效果更加理想。
可见光载荷由于其自身固有的缺陷，不能在夜间使用。
白天环境下使用由于背景非常复杂，图像处理工作量大，因此识别效果并不理想。
通过实验，影响目标识别的主要因素主要包括：飞行器的飞行速度、视频图像的稳定性、距离、人员暴露程度、环境杂散干扰等。