很多電力運維團隊、電網監管單位近期咨詢兩個核心問題:一是日常電力巡檢中怎么通過非接觸檢測快速定位設備隱患,降低計劃外停電帶來的生產損失;二是電力設備紅外檢測的操作和結果怎么符合行業規范要求,支撐運維臺賬管理與監管核查。這兩個問題恰好覆蓋了電力行業應用紅外檢測技術的核心訴求,也是當前運維智能化升級過程中亟待解決的共性問題。
紅外熱成像技術的核心原理是通過捕捉物體發出的紅外輻射,將溫度分布轉化為可視化的熱像圖,無需接觸設備即可完成測溫,全程不需要停電,也不會影響設備的正常運行。據行業統計數據顯示,超過40%的電力設備故障都與溫度異常直接相關,接線端子氧化、變壓器繞組局部放電、絕緣子劣化等常見故障,在爆發前都會出現局部溫度異常升高的現象【1】,因此設備溫度異常診斷已經成為電力運維的核心環節之一。
相較于傳統的點溫槍、示溫蠟片等測溫方式,紅外熱成像技術可一次性完成整個設備面的溫度采集,*小可識別0.1℃的溫差,能在故障萌芽階段*發現異常,大幅提升隱患排查的準確率和效率。目前該技術已經廣泛應用在發、輸、變、配、用全環節的電力運維場景中,是紅外熱像儀故障診斷的核心技術支撐。
電力巡檢的場景覆蓋范圍廣,不同場景下對紅外檢測設備的要求差異較大,目前常見的應用場景主要分為三類。
第一類是變電站運維場景,變電站內的變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、電容器等設備都是故障高發的點位,傳統巡檢需要工作人員手持點溫槍逐個點位測溫,單座35kV變電站的檢測需要2-3小時,而采用紅外熱像儀故障診斷的方式,僅需20分鐘左右即可完成全站設備的溫度采集,還能發現點溫槍無法覆蓋的隱蔽點位異常。
第二類是輸電線路巡檢場景,跨山、跨河的高壓輸電線路桿塔位置偏遠,人工爬桿檢測風險高、效率低,采用搭載紅外熱像儀的無人機開展電力巡檢,單次飛行即可覆蓋10-15公里的線路,快速識別導線接頭發熱、絕緣子劣化、金具過熱等隱患,檢測效率是人工巡檢的10倍以上。
第三類是配網配電柜、環網柜檢測場景,這類設備內部結構緊湊,傳統停電檢修需要斷開整條線路的供電,影響周邊用戶的正常用電,采用電力設備紅外檢測的方式可帶電作業,僅需打開柜門掃描即可快速定位抽屜柜接線端、補償電容、母線排等點位的溫度異常,全程不需要停電,對用戶用電無影響。
針對不同場景的設備選型難題,康高特提供紅外熱像儀選型指導,適配變電站、輸電線路、配電柜等電力設備紅外故障診斷需求,可根據用戶的檢測距離、測溫精度、搭載平臺等要求,匹配合適的機型,同時配套提供基礎操作培訓、診斷標準解讀等服務,幫助用戶快速落地紅外檢測能力。比如針對戶外輸電線路巡檢可選配長焦鏡頭、測溫范圍覆蓋-20℃-550℃的手持或機載機型,針對配電柜內部檢測可選配微距鏡頭、測溫精度±0.5℃的機型,針對變電站全站巡檢可搭載固定式云臺熱像儀實現24小時在線監測。
對于政府監管單位、公共事業類用戶而言,電力設備紅外檢測的合規性是核心關注點,目前國內已經出臺了明確的行業標準規范,對檢測操作、判定標準、報告出具都有明確要求。
根據DL/T 664《帶電設備紅外診斷應用規范》要求,開展電力設備紅外檢測時,需要同步記錄環境溫度、濕度、設備負荷率、檢測距離等參數,針對不同類型的設備設置對應的溫差判定閾值:電流致熱型設備的溫差超過2K屬于一般缺陷,超過10K屬于緊急缺陷,需要盡快安排停電檢修;電壓致熱型設備的溫差超過0.5K*需要重點關注,結合其他檢測手段確認故障類型【2】。
此外,監管單位對檢測的可追溯性也有明確要求,開展紅外熱像儀故障診斷的工作人員需要經過紅外熱成像技術的專項培訓,所用的檢測設備需要具備有效期內的校準證書,檢測報告需要包含設備基本信息、檢測點位、熱像原圖、溫度數據、診斷結論、檢測人員簽字等內容,才能作為運維臺賬的有效組成部分,滿足監管核查的要求。不少地市的電網監管部門已經將電力設備紅外檢測的頻次、報告合規性納入電網運行安全考核指標,督促運維單位落實隱患排查要求。
很多B端用戶在采購紅外熱像儀后,會遇到測溫不準、故障判定難、檢測效率低等實際問題,這些問題大多可以通過規范操作、優化流程得到解決。
首先是測溫不準的問題,不少用戶直接用設備默認參數檢測所有類型的設備,導致測溫結果偏差較大,實際上不同材質的物體發射率不同,金屬材質的發射率通常在0.2-0.3之間,絕緣材質的發射率在0.8-0.9之間,檢測時需要根據被測物體的材質調整發射率參數,同時避開陽光直射、墻面反光等外部環境影響,才能獲得準確的溫度數據。如果設備使用超過12個月,建議送到計量機構校準,保證測溫精度符合要求。
其次是故障判定難的問題,單一的溫度數據不足以支撐設備溫度異常診斷,需要結合設備的運行參數做橫向、縱向對比:橫向對比同一回路三相設備的溫度,若某一相溫度明顯高于另外兩相,且溫差超過標準閾值即可判定為異常;縱向對比同一設備的歷史檢測數據,若溫度漲幅明顯超過正常波動范圍,即便沒有超過閾值也需要重點關注,安排跟蹤復測。
*后是檢測效率低的問題,傳統人工檢測需要逐個點位拍圖、手動記錄數據、人工編寫報告,單座變電站的報告編寫*需要1-2天,現在可以搭配內置AI診斷算法的熱像儀,自動識別設備類型、定位異常點位、自動生成符合規范的檢測報告,效率可提升80%以上。康高特的選型指導服務中也會包含常見問題解決方案、操作技巧培訓等內容,幫助用戶快速掌握設備溫度異常診斷的方法,充分發揮設備價值。
隨著電力系統智能化升級的推進,紅外熱成像技術的應用場景也在不斷拓展。目前越來越多的電力巡檢場景開始采用“在線監測+人工巡檢”的組合模式,在重要設備點位安裝固定式紅外熱像儀,24小時實時采集溫度數據,數據同步上傳到運維云平臺,一旦發現溫度異常自動觸發報警,實現隱患的早發現、早處置;在非核心區域采用無人機、巡檢機器人搭載熱像儀開展定期巡檢,減少人工工作量,降低高危場景的作業風險。
此外,紅外熱像儀故障診斷的AI算法也在不斷迭代,目前已經實現了常見電力設備的自動識別、缺陷自動定級,未來隨著算法精度的提升,還可實現故障類型的自動判定、剩余使用壽命的預測,幫助運維單位從“計劃檢修”向“預測性檢修”升級,進一步降低運維成本,提升電力系統的運行可靠性。
參考文獻
【1】 帶電設備紅外診斷應用規范
【2】 電力系統設備溫度異常診斷技術指南
【3】 電力巡檢智能化技術應用手冊
【4】 紅外熱像儀故障診斷實操導則