不少電力運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、電網(wǎng)管理單位近期咨詢兩個(gè)高頻問題:一是用紅外熱像儀開展電力巡檢時(shí),怎么控制紅外測(cè)溫誤差,避免電力設(shè)備檢測(cè)時(shí)漏判溫度異常?二是不同電力場(chǎng)景的檢測(cè)需求,該怎么選擇適配的紅外熱像儀?結(jié)合行業(yè)規(guī)范和多年實(shí)操經(jīng)驗(yàn),我們整理了標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量方法與結(jié)果判斷準(zhǔn)則,供相關(guān)從業(yè)者參考。
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行高度依賴常態(tài)化的電力巡檢,而紅外測(cè)溫憑借非接觸、不干擾設(shè)備正常運(yùn)行、檢測(cè)效率高的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為當(dāng)前電力設(shè)備檢測(cè)的主流技術(shù)路徑,紅外熱像儀作為溫度異常檢測(cè)的核心載體,其操作規(guī)范性、參數(shù)適配性直接決定了檢測(cè)結(jié)果的可靠性。不管是B端的民營電力運(yùn)維企業(yè),還是G端的電網(wǎng)監(jiān)管、安監(jiān)機(jī)構(gòu),在開展電力巡檢時(shí)都需要遵循統(tǒng)一的操作規(guī)范和判定標(biāo)準(zhǔn),才能保障紅外測(cè)溫結(jié)果的合規(guī)性與準(zhǔn)確性。
開展電力設(shè)備檢測(cè)前,首先要提前收集被測(cè)電力設(shè)備的基礎(chǔ)信息,包括額定參數(shù)、歷史運(yùn)行記錄、過往缺陷情況,同時(shí)記錄檢測(cè)時(shí)的環(huán)境溫濕度、風(fēng)速、負(fù)荷電流等參數(shù),這些都會(huì)直接影響紅外測(cè)溫的*終結(jié)果【1】。比如戶外輸電線路的電力巡檢,要盡量避開陽光直射、大風(fēng)、降雨天氣,優(yōu)先選擇清晨、傍晚或者陰天開展作業(yè),避免陽光照射導(dǎo)致的設(shè)備表面溫度偏高,或者大風(fēng)帶走設(shè)備熱量導(dǎo)致的測(cè)溫結(jié)果偏低。
現(xiàn)場(chǎng)操作紅外熱像儀時(shí),首先要根據(jù)被測(cè)目標(biāo)的大小調(diào)整拍攝距離,要保證被測(cè)目標(biāo)至少占據(jù)紅外熱像儀9個(gè)以上的有效像素點(diǎn),才能保障紅外測(cè)溫誤差在允許范圍內(nèi)。比如測(cè)量配電柜內(nèi)的小型接線端子時(shí),要盡量拉近拍攝距離,或者選用帶微距功能的紅外熱像儀,避免因?yàn)橄袼夭蛔銓?dǎo)致測(cè)溫不準(zhǔn)。其次要根據(jù)被測(cè)部位的材質(zhì)調(diào)整發(fā)射率參數(shù),不同材質(zhì)的發(fā)射率差異較大,比如氧化后的銅質(zhì)接線端子發(fā)射率在0.6-0.8之間,瓷質(zhì)絕緣子的發(fā)射率在0.85-0.9之間,只有設(shè)置對(duì)應(yīng)的發(fā)射率,才能得到準(zhǔn)確的紅外測(cè)溫結(jié)果。*后要注意避開熱源反射,比如相鄰變壓器的散熱片、周邊的照明設(shè)備都可能在被測(cè)設(shè)備表面形成熱反射,導(dǎo)致測(cè)溫結(jié)果偏高,操作時(shí)要適當(dāng)調(diào)整拍攝角度,避開反射源的干擾。
檢測(cè)完成后要做好記錄留存,每次電力巡檢的紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)都要同步歸檔,留存清晰的紅外熱像圖和對(duì)應(yīng)的可見光照片,標(biāo)注清楚設(shè)備編號(hào)、檢測(cè)位置、檢測(cè)時(shí)間、環(huán)境參數(shù)、負(fù)荷情況,方便后續(xù)做縱向?qū)Ρ龋嵘郎囟犬惓z測(cè)的準(zhǔn)確率。
針對(duì)溫度異常檢測(cè)的結(jié)果判定,電力行業(yè)已經(jīng)出臺(tái)了明確的規(guī)范要求,不管是B端的電力運(yùn)維企業(yè),還是G端的電網(wǎng)監(jiān)管、安監(jiān)機(jī)構(gòu),都可以參照DL/T 664《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》中的三類判定方法執(zhí)行【2】。
第一類是表面溫度判斷法,即把紅外測(cè)溫得到的設(shè)備表面溫度,對(duì)照規(guī)范中不同類型設(shè)備的允許溫度閾值做對(duì)比,比如高壓開關(guān)柜的觸頭部位長期運(yùn)行溫度不允許超過75℃,如果測(cè)得溫度高于閾值即可判定為溫度異常。這種方法適合缺陷比較明顯的嚴(yán)重過熱問題,判定效率高,適合日常電力巡檢的快速排查。
第二類是相對(duì)溫差判斷法,主要針對(duì)同回路、同負(fù)荷的兩個(gè)對(duì)應(yīng)部位,比如同一相的兩個(gè)相鄰接線端子,在負(fù)荷電流相同的情況下,計(jì)算兩個(gè)部位的溫度差值與較高溫度值的比值,也*是相對(duì)溫差。如果相對(duì)溫差超過35%*屬于一般缺陷,需要安排后續(xù)跟蹤檢測(cè);如果相對(duì)溫差超過80%*屬于嚴(yán)重缺陷,需要盡快安排停電檢修。這種方法可以排除環(huán)境溫度、負(fù)荷差異帶來的干擾,適合發(fā)現(xiàn)早期的隱性過熱缺陷,是電力設(shè)備檢測(cè)中*常用的判定方法。
第三類是同類比較判斷法,針對(duì)同一批次、同型號(hào)、同運(yùn)行工況的設(shè)備,比如同一排的避雷器、同一臺(tái)區(qū)的三臺(tái)變壓器,在運(yùn)行負(fù)荷基本一致的情況下,如果某一臺(tái)設(shè)備的溫度比其他同類設(shè)備高出2K以上,即可判定為溫度異常。這種方法適合沒有明確溫度閾值的設(shè)備檢測(cè),也適合批量排查同類型設(shè)備的缺陷。
針對(duì)G端用戶普遍關(guān)心的資質(zhì)與報(bào)告要求,開展電力設(shè)備檢測(cè)的紅外熱像儀需要每年經(jīng)過法定計(jì)量機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn),取得校準(zhǔn)證書后方可投入使用;出具的檢測(cè)報(bào)告需要包含設(shè)備基礎(chǔ)信息、檢測(cè)參數(shù)、熱像圖、判定結(jié)果、處理建議等內(nèi)容,簽字的檢測(cè)人員需要具備對(duì)應(yīng)的紅外檢測(cè)作業(yè)資質(zhì),報(bào)告才能作為運(yùn)維整改、監(jiān)管核查的有效依據(jù)。
不同的電力巡檢場(chǎng)景對(duì)紅外熱像儀的參數(shù)要求差異較大,很多用戶在采購時(shí)容易陷入“參數(shù)越高越好”的誤區(qū),反而造成成本浪費(fèi)或者參數(shù)不匹配的問題。針對(duì)選型的常見疑問,康高特提供紅外熱像儀選型指導(dǎo),適配變電站、輸電線路、配電柜等電力設(shè)備紅外檢測(cè)需求,會(huì)根據(jù)用戶的日常巡檢范圍、設(shè)備類型、預(yù)算區(qū)間給出針對(duì)性的選型方案,同時(shí)配套提供操作培訓(xùn)、校準(zhǔn)對(duì)接服務(wù),幫助用戶快速搭建符合規(guī)范的紅外測(cè)溫體系。
具體選型時(shí)可以參考三個(gè)核心維度:首先看測(cè)溫精度與測(cè)溫范圍,日常電力設(shè)備檢測(cè)的溫度范圍大多在-20℃到300℃之間,只有少數(shù)高負(fù)荷的主變?cè)O(shè)備會(huì)需要更高的測(cè)溫范圍,一般選擇測(cè)溫精度在±1℃以內(nèi)的紅外熱像儀*可以滿足需求,如果是要檢測(cè)小型端子、接觸點(diǎn)的細(xì)微溫升,建議選擇測(cè)溫精度在±0.5℃的設(shè)備,提升溫度異常檢測(cè)的靈敏度。其次看空間分辨率與焦距,戶外輸電線路的電力巡檢需要遠(yuǎn)距離檢測(cè)桿塔上的絕緣子、導(dǎo)線接頭,建議選擇空間分辨率在1mrad以內(nèi)、搭配長焦鏡頭的紅外熱像儀,可以在幾十米外清晰捕捉到小型目標(biāo)的溫度分布;如果是室內(nèi)配電柜、開關(guān)柜的檢測(cè),優(yōu)先選擇帶微距功能、雙光融合的設(shè)備,方便快速定位柜內(nèi)的缺陷位置。*后看功能適配性,一線巡檢人員使用的手持紅外熱像儀,要盡量選擇重量輕、續(xù)航時(shí)間長、支持一鍵生成報(bào)告的設(shè)備,減少現(xiàn)場(chǎng)操作和后期整理的工作量,如果是需要部署在線監(jiān)測(cè)的場(chǎng)景,可以選擇固定安裝式的紅外熱像儀,支持24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè),出現(xiàn)溫度異常自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警。
在實(shí)際電力巡檢過程中,很多用戶會(huì)遇到測(cè)溫結(jié)果不準(zhǔn)、誤判溫度異常的問題,我們整理了幾個(gè)高頻問題的解決方法。
第一個(gè)問題是測(cè)溫結(jié)果偏高,首先要檢查紅外熱像儀的發(fā)射率設(shè)置是否匹配被測(cè)物體的材質(zhì),其次查看熱像圖上是否有明顯的反光光斑,如果有大概率是周邊熱源的反射干擾,可以調(diào)整拍攝角度后再次用紅外熱像儀測(cè)量,另外如果設(shè)備剛剛帶負(fù)荷運(yùn)行,建議等待1小時(shí)以上設(shè)備溫升穩(wěn)定后再開展檢測(cè),避免臨時(shí)溫升導(dǎo)致的誤判。
第二個(gè)問題是戶外檢測(cè)時(shí)熱像圖看不清目標(biāo),這大多是因?yàn)殛柟庵鄙浼t外熱像儀鏡頭導(dǎo)致的,可以給紅外熱像儀加裝專用的遮光罩,或者調(diào)整拍攝角度避開直射的陽光,也可以調(diào)整熱像圖的偽彩模式,提升過熱部位的對(duì)比度,方便快速識(shí)別溫度異常。
第三個(gè)問題是同個(gè)設(shè)備多次紅外測(cè)溫結(jié)果差異大,首先要確認(rèn)兩次檢測(cè)時(shí)的設(shè)備負(fù)荷、環(huán)境溫度是否一致,負(fù)荷相差30%以上的情況下測(cè)溫結(jié)果不具備可比性,其次要確認(rèn)兩次測(cè)量的拍攝角度、距離是否一致,不同角度的發(fā)射率差異和距離帶來的像素差異也會(huì)導(dǎo)致測(cè)溫結(jié)果不同,建議每次電力巡檢時(shí)固定拍攝角度和位置,方便后續(xù)縱向?qū)Ρ取?】。
另外,建議運(yùn)維團(tuán)隊(duì)建立電力設(shè)備的溫度臺(tái)賬,每次電力巡檢的紅外測(cè)溫結(jié)果都同步錄入臺(tái)賬,結(jié)合歷史數(shù)據(jù)做趨勢(shì)分析,如果某個(gè)設(shè)備的溫度持續(xù)上升,哪怕沒有超過閾值也要重點(diǎn)跟蹤,提前發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷風(fēng)險(xiǎn)。整體來看,紅外熱像儀在電力巡檢中的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,只要嚴(yán)格按照規(guī)范操作、選擇適配的設(shè)備、使用統(tǒng)一的判定標(biāo)準(zhǔn),*能充分發(fā)揮紅外測(cè)溫的優(yōu)勢(shì),提前發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的隱性缺陷,降低電力故障的發(fā)生概率,保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。