红外热像仪用于变电站监测
红外成像测温技术在变电站中的应用研究
红外成像测温技术在变电站中的应用研究文章对红外测温技术进行介绍，在分析其原理和特点的基础上，研究红外测温技术在变电站中的应用情况和在故障诊断时的注意事项，以供参考。
标签：红外成像测温技术；变电站；应用1引言变电站是电力系统中的供配电枢纽，起到电压升降以及电力分配等重要作用，在目前我国用电负荷不断增加以及对电力供应稳定性要求逐渐提高的背景下，变电站的稳定运行对电力系统的作用也越来越重要。
而且近年来随着电力相关技术的快速发展，变电站在不断应用新技术和新设备的形势下逐渐向智能化和自动化方向发展，智能变电站也成为目前变电站的主要发展趋势，无人值守模式正在普及并且向无人值班模式过渡发展。
其中对于无人值守模式来说，其最重要的技术支持就是状态监测技术，通过状态检测技术可以实时掌握电力系统的运行状况，对系统运行中的设备故障隐患进行预测和诊断，从而可以制定检修策略来对隐患进行排除以确保电力系统的稳定运行。
在电力系统运行过程中的常见故障就是设备发热以及发热所引起的一系列故障，其主要的状态检测方法就是红外测温技术，下面就对红外成像测温技术在变电站中的应用进行详细分析和研究。
2红外测温技术概述2.1红外测温技术的原理大自然中的任何物体在常规环境下都会不停地向外辐射红热外能力，而且物体中原子远动越激烈其放出的红外辐射能量就越高，红外测温技术就是利用物体的这一原理，通过相应技术对物体所辐射出的红外热能量进行测量，这样就可以对物体表面的温度实时变化情况进行掌握。
目前针对物体的红外测温设备主要有红外热像仪、红外热电视以及红外测温仪等。
其中红外热像仪就是对物体表面所辐射出的红外热能量进行测量之后，通过图像的形式进行表示，而且对于不同的红外热能量所代表的不同温度通过不同的颜色进行代表。
红外热电视其实也是红外热像仪中的一种，就是利用物体所辐射出的红外热能量通过热释电摄像管进行接收，然后将所测量物体表面上的热辐射分布的不可见热图像转变为视频信号，然后通过显示屏显示的方式进行表示。
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。
国家电网公司变电检测通用管理规定 第1分册 红外热像检测细则
国家电网公司变电检测通用管理规定第1分册红外热像检测细则国家电网公司二〇一六年十二月目录前言 (II)1 检测条件 (1)1.1环境要求 (1)1.2待测设备要求 (1)1.3人员要求 (1)1.4安全要求 (2)1.5仪器要求 (2)2 检测准备 (3)3 检测方法 (3)3.1检测原理图 (3)3.2检测步骤 (3)3.2.2精确检测 (3)3.3检测验收 (4)4 检测数据分析与处理 (4)4.1判断方法 (4)4.2判断依据 (4)4.3缺陷类型的确定及处理方法 (5)5 检测原始数据和报告 (5)5.1原始数据 (5)5.2检测报告 (5)附录 A （规范性附录）红外热像检测报告 (6)附录 B （规范性附录）红外热像检测异常报告 (7)附录 C （资料性附录）高压开关设备和控制设备各种部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限 (8)附录 D （资料性附录）电流致热型设备缺陷诊断判据 (10)附录 E （资料性附录）电压致热型设备缺陷诊断判据 (12)附录 F （资料性附录）风速、风级的关系表 (14)附录G （资料性附录）常用材料发射率的参考值 (15)附录H （资料性附录）精确测量红外热像仪的基本要求 (16)附录I （资料性附录）一般测量红外热像仪的基本要求 (19)附录J （资料性附录）在线型红外热像仪的基本要求 (21)附录K （资料性附录）电气设备红外缺陷典型图谱 (22)I前言为进一步提升公司变电运检管理水平，实现变电管理全公司、全过程、全方位标准化，国网运检部组织26家省公司及中国电科院全面总结公司系统多年来变电设备运维检修管理经验，对现行各项管理规定进行提炼、整合、优化和标准化，以各环节工作和专业分工为对象，编制了国家电网公司变电验收、运维、检测、评价、检修通用管理规定和反事故措施（以下简称“五通一措”）。
经反复征求意见，于2017年1月正式发布，用于替代国网总部及省、市公司原有相关变电运检管理规定，适用于公司系统各级单位。
基于红外热成像技术的变电设备故障检测方法
Telecom Power Technology运营维护技术 2023年9月25日第40卷第18期241 Telecom Power TechnologySep. 25, 2023, Vol.40 No.18沈蔡媛，等：基于红外热成像技术的变电设备故障检测方法 pd p1T t n nf ==（1）式中：T p 表示扫描周期；f p 表示扫描的帧频。
使用红外线检测器对变电设备进行扫描，得到变电设备的红外线辐射量，并把这些辐射量转化为电信号。
如果在相同的扫描周期下扫描变电设备，则会增大变电设备红外图像的信噪比，得到高质量的变电设备图像。
1.2 预处理变电设备红外图像采集变电设备红外图像时，空气中的环境温度会影响图像的信噪比，导致无法有效提取变电设备红外图像中的特征，因此必须对变电设备红外图像进行预处理。
采用滤波算法对变电设备的红外图像进行滤波处理，假设图像中有6个灰度图，通过概率密度函数计算红外图像的像素点，计算公式为 ()a b ,,0,u m a u m u m b ===其他 （2）式中：a 表示红外图像中的黑噪点；b 表示红外图像中的白噪点；u a 表示黑噪点对应的概率；u b 表示白噪点对应的概率[4]。
引入中值滤波，对变电设备红外图像的窗口范围点进行排序[5]。
将红外图像的灰度值作为序列中心的中间值，提取公式为 ()(),median R i j g k =（3）式中：g 表示红外图像的灰度值序列；k 表示红外图像中的像素点数量。
中值滤波是由R 触发电平信号和W 触发电平信号组成，可以表示为 1med min 2med max:R H H R H H =− =− （4） 1xy min el 2xy max W H H W H H =− =−: （5）式中：H med 表示红外图像的灰度值中值；H xy 表示红外图像的坐标灰度值；H min 表示红外图像的最小灰度值；H max 表示红外图像的最大灰度值[6]。
电气设备过温红外远程在线监测系统在变电站的应用
ＡｂｔａｔＴ ｌ ｎｓｔｅｏｊ ｔ ｆ ｎ ｒ ｔ ｎｚ ｎ ｎｅｉｅｃ ａａｅ ｅｔ ｆ ｎｅｉ ｎ ｇ ｄ ｔｅｓｌｔ ｎｏ ｓｒｃ ：ｏｉ ｅ ｔ ｈ ｂｅ ｆ ｍａｏ ｉ ａｄｉｔ ｌ ｎｅｍ ｎｇｍ ｎ ｏ ｔ ｌｅ ｔ ｒ ， ｏ ｉ ｆ ｍｐ ｍｅ ｃ ｏ ｉｏ ｉ ｅ ｌｇ ｉ ｌｇ ｉ ｈ ｕｏ
ｔｎ ｅ ｕ ｓａｉｎａ ｄ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｏ ｂｅ ｔｔｍｐ ｒｔｒ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｃａｅ ｒｐ ｒ． ｒ ｇｏ ｅａｉｎ，ｈ ｙｔｍ ｌｒ ｅ ｄ ｄ ｓ ｂｔｔ ｎ ｎｔｉ ｆｏ ｊｃ ｅ ｅ ａｕｅ，ｎ ｌｓｓ ｎ ｒｔ ｅ ｏｔ Ｄｕ ｎ ｐ ｒｔ ｏ ｏｎ ｉ ｏ ｔｅｓ ｓ ｅ ａｅｔ
第４ ０卷 第 １ 期 １ ２１ ００年 １ １月
激 光 与 红 外
Ｌ ＡＳＥＲ ＆ Ｉ ＲＡＲＥＤ ＮＦ
Ｖｏ． ０． １ ４ Ｎｏ． １ １
Ｎ ｖ ｍｂ ｒ ２ １ ｏ ｅ ｅ ，０ ０
文章编号： ０ － ７ （００ １－ １－ １ １ ０８ ２ １）１ ２１ ４ ０ ５ １ ０
１ 引 言
段 ＿ ｊ所 以 ， １ ， 电力 设备 运行 状 态检测 和在 线 远程 监
测在 电力 安全 生产 中始 终起 着重 要 的作用 。
电力 系统很 早 就将 热像 仪运 用于 设备 的安 全检 修上 ， 通过 其对 电气 设备 和线 路 的热缺 陷进 行探 测 ， 如变压 器 、 套管 、 断路 器 、 闸 、 刀 互感 器 、 电力 电容 器 、 避雷器 、 电力 电缆 、 线 、 线 、 合 电 器 、 缘 子 串 、 母 导 组 绝 低 压电器 以及 具有 电流 、 电压致热 效应或 其他致 热 效 应 设备 的二次 回路等 ， 这对 于及 时发现 、 处理 、 预防 重 大事 故的发生 可 以起到非 常关键 而有 效 的作用 。
电力行业的电力设备运行状态监测与优化
电力行业的电力设备运行状态监测与优化随着电力行业的发展和电力设备的广泛应用，电力设备的运行状态监测与优化显得尤为重要。
准确监测设备的运行状态和及时发现问题，对于确保电力系统的安全稳定运行至关重要。
本文将介绍电力行业常用的电力设备运行状态监测与优化方法，以及在实际应用中的一些案例。
一、监测方法为了准确监测电力设备的运行状态，电力行业采用了多种监测方法，其中包括：1. 传感器监测：通过安装传感器在设备上，实时采集温度、湿度、电流、电压等参数，通过数据分析与比对，判断设备是否存在异常情况。
2. 红外热像仪监测：利用红外热像仪扫描设备表面，观察设备的热分布情况，以检测设备的温度异常情况。
3. 声音分析监测：通过设备的声音监测，识别设备是否存在异常声音，如噪音、震动等，从而判断设备是否需要维护保养。
以上方法结合起来，能够提供全面的电力设备运行状态监测数据，为优化运行提供基础。
二、优化方法了解设备的运行状态后，电力行业可以根据监测数据，采取相应的优化方法，以提高设备的运行效率和延长设备的使用寿命。
以下是电力行业常用的优化方法：1. 定期维护：根据设备的使用频率和制造商的建议，制定定期维护计划，包括清洁、润滑、紧固等，以确保设备的正常运行。
2. 数据分析：对监测所得的数据进行分析，找出设备运行中存在的问题，并提出相应的解决措施。
例如，通过分析电流和电压数据，可以发现设备的能耗异常，进而采取节能措施。
3. 运行参数调整：根据设备的监测数据，调整设备的运行参数，以实现设备的最佳运行状态。
例如，根据设备温度监测数据，调整冷却系统的设置，以保持设备的温度在正常范围内。
三、应用案例1. 输电线路监测与优化：通过安装传感器和监测设备，对电力输电线路进行实时监测，及时发现线路的温升、电阻异常等问题，并采取相应的优化措施，以提高输电效率和减少能耗。
2. 发电机组监测与优化：通过安装红外热像仪和振动传感器，实时监测发电机组的温度和振动情况，及时发现设备的故障和异常，从而减少停机维修时间，提高发电机组的可靠性和运行效率。
红外技术在变电站的应用
红外技术在变电站的应用随着现代科技的不断发展，红外技术在各个领域的应用也越来越广泛。
在电力行业中，红外技术在变电站的应用起到了非常重要的作用。
本文将重点介绍红外技术在变电站中的应用。
一、红外热像仪在变电站的应用红外热像仪是红外技术中最常见的设备之一，它可以通过检测目标物体的红外辐射来获取物体的温度分布图像。
在变电站中，红外热像仪可以用于检测变电设备的温度异常情况，及时发现潜在的故障隐患。
变电站中的许多设备，如变压器、开关设备等，都会因为电流的流动而产生热量。
通过红外热像仪，工作人员可以快速检测这些设备的温度分布情况。
如果发现某些设备的温度异常高，就可以及时采取措施，避免设备的过热导致故障。
红外热像仪还可以用于检测变电设备的接触不良情况。
在变电站中，设备的接触不良会导致电流的不正常流动，进而产生大量的热量。
通过红外热像仪，工作人员可以检测设备接触点的温度分布情况，判断是否存在接触不良的问题。
二、红外测温仪在变电站的应用红外测温仪是一种常见的便携式设备，它可以通过测量目标物体的红外辐射来获取物体的温度。
在变电站中，红外测温仪可以用于测量变电设备的温度，帮助工作人员了解设备的运行情况。
通过红外测温仪，工作人员可以快速、准确地测量变电设备的温度。
例如，在检修变压器时，可以使用红外测温仪测量变压器的各个部位的温度，判断变压器是否正常工作。
同时，红外测温仪还可以用于检测电缆的温度，及时发现电缆的过载情况。
三、红外线摄像机在变电站的应用红外线摄像机是一种可以拍摄红外图像的设备，它可以将红外辐射转化为可见光图像，通过显示器展示给工作人员。
在变电站中，红外线摄像机可以用于检测设备的热量分布情况，帮助工作人员了解设备的工作状态。
通过红外线摄像机，工作人员可以实时观察变电设备的热量分布情况。
如果发现某些设备存在过热的情况，就可以立即采取措施，避免设备的故障发生。
此外，红外线摄像机还可以用于检测变电站周围的环境温度，及时发现温度异常情况。
变电站主变压器红外热成像监控方案
变电站主变压器红外热成像监控方案一、方案背景主变压器，简称主变，是变电站中主要用于输变电的总降压变压器，也是变电站的核心部分。
主变压器的容量一般比较大，并且要求工作的可靠性高，一旦出现故障就会造成重大的损失。
轻则可能会造成设备故障；重则会引发火情，危及正常的运输安全。
变压器主变主要有如下故障：散热器堵塞造成主变压器油温升高固体材料绝缘效果下降引起的故障在主变出现故障的前夕都伴随着自身温度的升高，因此为了采取有效的防护措施，根据主变的温度进行判断是一个有效的手段。
当温度达到某一高温值时，即判定变电站的主变工作异常，需要采取相应的措施排除安全隐患。
本公司为多家电力行业客户提供了行之有效的红外热成像可行性红外监控方案，深入解决了多家电力行业客户的难题，获得了客户的广泛信赖，更多详细方案介绍、业绩及技术咨询可至本公司官网，本公司致力于为电力行业贡献更多力量，携手电力行业客户共赢未来。
二、传统解决方案为了能够准确掌握的变电站主变的工作状况，及时发现问题规避因为变电站主变工作异常所到来的财产及安全损失，各电站采取多种措施，其中通过测温传感器对主变的温度进行测量，来判断主变的工作状态。
目前，变电站的主变圧器的测温是对接消防水炮的，当主变的温度过高时会自动触发消防水炮对主变进线喷水降温。
当测温传感器测温不准确或者异常时，导致的消防水炮触发所带来的损失是很严重的，因此需要一套更为有效的方法对主变的温度进行测量。
当前检测方法的不足：➢局部测温，不能通过全面的主变温度场信息进行其工作状态的判定；➢温度误判调动消防水炮处理的损失较大。
三、红外热像仪方案在设计电站在线式热成像测温系统时，我们采用了前端红外热像仪+后端处理软件的系统解决方案。
前端红外热像仪+后端处理软件的系统解决方案可进行视频图像的存储，并通过显示器实时显示。
前端采集和后端显示分离的设计方式也让工作人员远离危险工作区的现场，在控制室就可以知道设备的运行状态，安全、高效。
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红外热像仪用于变电站监测
供电公司基础设施逐渐老化，停电、持续低压的风险日益增加。
持续低压是指电力供应中的电压下降，如此命名是因为低压通常导致灯光的亮度变暗。
供电公司还面临着代价昂贵的计划外维护和成本飙升等问题。
为提高电力输送可靠性，同时降低成本，供电公司想方设法解决上述问题。
使用FLIR红外热像仪与自动化软件，无论白天黑夜均可随时检测出远程监控站中的潜在设备故障与安全隐患。
由此带来的净效应即可靠性提升，成本下降。
故障原因与影响
由于输电网基础设施老化，变电站与其他地区的电网缺少监测关键设备运行状态的自动化系统，因此停电与持续低压风险正日益增加。
例如，变压器液体泄漏或内部隔热层故障可导致设备过热，从而引发故障。
但大多数供电公司并未配备可侦测这些故障点的自动化热检测系统。
无论故障原因如何，一次重大的变电站故障可能演化为一系列并发故障。
其结果可能导致银行设施、安防系统、制造工厂、食品冷藏、通讯网络与交通控制系统发生大规模故障。
毋庸置疑，相关供电公司可能蒙受巨大的收益损失，为恢复系统正常运转也会增加大量成本。
红外热像仪有助于节约成本
热成像技术可提升变电站的可靠性与安全性。
尽管数年来供电公司一直使用便携式红外热像仪监测变电站设备，但现在不少供电公司正转而永久性安装热成像系统。
通过使用自动化红外热像仪与创新软件，FLIR 与其合作伙伴联合开发
高压电气设备在发生故障前通常受热温度升高。
使用红外热像仪不断监测高压设备，可避免代价昂贵的故障发生。
了提供潜在设备故障早期报警的监测系统。
这些监测系统使用先进的传感和测量技术、控制方法与数字通信。
能够对故障点做出预测、检测和快速响应，从而降低维护成本、故障率，减少停电现象发生，提高生产力。
举例为证，一家大
型供电公司发现变电站变压器上的连杆衬套红热，维修仅花费了12,000欧元。
该公司设立热成像项目之前，类似问题曾导致故障发生，花费却超过2,250,000欧元。
一些变电站组件发出的热信号是故障发生的前兆，这些组件包括：
变压器（油位与泵运转）
有载分接开关（油位、其他内部故障点）
隔热衬套（油位与连接不良）
支座绝缘体（水汽、污染、退化）
避雷针（金属氧化物磁盘降解）
断路器（油泄漏或SF6泄漏）
机械连接断开（连接不良、污染）
控制柜（风扇、泵和其他组件磨损）
电池
Schematic overview of substation monitoring system
热成像原理
热成像的第一条原理是“很多组件在故障发生前受热，温度升高”。
其次，每个物体都发射肉眼无法察觉的红外光谱热辐射。
第三，红外热像仪将这种辐射转化为清晰的热图像，从图像中可以读出温度值。
这种非接触式热数据可实时显示在监测器上，也可以发送到数字存储装置中以便进行分析。
红外热像仪无需光线即可生成图像，能够在设备过热或隔热层破损导致故障前侦测到热点。
红外热像仪可安装在全天候壳体内，置于方位/俯仰云台之上，以检测变电站大片区域。
由于FLIR具有各种不同焦距的镜头选件，选择范围广泛。
因此，这些红外热像仪支持全天候24/7监测各个位置。
FLIR红外热像仪识别电气组件及周围环境（如天空或云）的热信息中存在的温差，并相互对比相同组件的温度值。
内置逻辑、内存和数据通信允许热像仪使用用户定义的设置对比图像中的温度值，并把温度数据发送至中央监测站进行趋势分析，触发警报，生成异常报告。
红外热像仪甚至能通过触发电子邮件信息通知远程办公室内的设备管理人员发生了异常现象。
因此，红外热像仪是变电站设备无人值守监控时的理想之选。
典型的系统配置
FLIR Systems与自动化系统供应商精诚合作，为变电站创建自定义热成像和非接触式温度测量系统。
这些系统可在无人值守的情况下自动执行现场巡逻，监测设备温度。
视频图像与温度数据通过以太网、无线网或光纤电缆传输至一个适当的接口，从该接口将这些数据传送至中央监测站。
本页图表描绘了一个使用FLIR A310红外热像仪开展检测工作的典型的变电站监控系统。
目前，这种类型的系统已在世界各地均有部署安装。
该系统最先进的型号可为关键设备与区域提供带时间标记的3D热模拟。