摘要：红外测温技术能为诊断电力设备健康运行状况提供科学依据，能及时发现输变电设备存在的异常缺陷或隐患，可将事故消除在萌芽状态。加强输变电红外测温是电力系统发展的需要，对于提升电网安全运行水平、加强电网设备管理有着非常重要的意义。以某供电局为例，探讨了输变电设备红外流媒体精确测温和图谱库的建设、功能及应用。
关键词：输变电；红外测温仪；红外图谱库管理系统
电力红外诊断技术是一种诊断电气设备和线路热故障的有效先进技术。目前电力系统都在由计划检修向状态检修过渡。红外诊断技术可以为状态检修提供有利的科学依据，更能适应这种需要。随着电力工业的高速发展和普及，应用红外成像技术已经成为电力企业科技进步的必然需求。DL/T 664-2008《带电设备红外诊断应用规范》建议：对变压器、断路器、套管、避雷器、电力电缆、线路等进行精确检测，对原始数据及图像进行存档；有条件的单位可开展220kV及以下设备的精确检测并建立图谱库，进行动态管理。
桐庐县供电局一直重视并开展红外测温工作，但红外检测及其数据精确性、完整性不高，且无统一、规范的红外图像采集标准和图谱库建设标准，也没有一套完整的红外数据库管理系统，离精益化测温管理、状态检修数据要求相去甚远。采用红外流媒体精确测温技术，能准确、快速、实时地采用非接触手段在线监测和诊断出电力设备的大多数过热故障。为保证电力设备的安全运行，符合状态检修红外测温数据管理要求，桐庐县供电局针对运行的输变电设备开展了两年的红外流媒体精确测温工作，并建成了红外图谱库。该红外图谱库可对所有输变电设备温度数据进行集中存档管理，有效克服目前人工数据管理的困难，改变了以往没有规范的红外图像采集标准以及没有红外数据库管理系统的状况，有效减轻现场红外测温以及后期维护工作量。
一、红外流媒体精确测温和系统建设
计算机信息系统在电力系统的广泛应用和红外采集技术的发展为建设基于计算机信息系统的红外图谱库创造了有利条件。桐庐县供电局于2010年开始探索输变电设备红外精确测温，2011年推广输变电设备红外流媒体精确测温，全面完成了输变电设备红外图谱库建设，实现输变电设备红外热图的规范采集、集中管理，并实现横纵向对比、动态分析和查询功能。
1.红外数据流媒体采集
根据浙江省电力公司《输变电设备红外图谱库建设采集规范（试行）》，首先明确了采集范围。而后再根据负荷、天气情况适时安排运检人员和专业红外公司技术人员开展现场红外流媒体精确测温工作，能准确、快速、实时地采用非接触手段在线监测和诊断出电力设备的大多数过热故障，并采集红外数据流媒体、可见光资料以及记录各种设备资料，主要包括设备红外数据流媒体文件、关键设备对应可见光照片和设备参数、运行工况等信息。根据输变电设备的发热特征类型和数据分析的需求，红外流媒体精确测温检测方式分为以下三类：
（1）电流致热型设备检测方式。使用红外热成像仪器对电流致热型设备三相进行多帧频红外拍摄并保存红外图像数据流。
（2）电压致热型设备检测方式。使用红外热成像仪器按照变电间隔对电压致热型设备单相进行多帧频红外拍摄并保存红外图像数据流。
（3）缺陷设备拍摄方式。对判断出有缺陷的设备，采集设备360度全景红外温度数据流影像细节。对危急缺陷设备须进行8小时以上定点连续监测，获取定点连续监测的时间温度趋势分析数据影像资料，提供设备的时间温度趋势分析数据报告。
2.设备基础资料录入
该项工作内容是建立完整的输变电设备信息基础资料库，以实际设备情况对红外数据库中的设备进行命名，保证数据库中设备名称的统一、规范性，并对设备红外图进行分析，显示关键部位的温度数据信息以及缺陷状态信息。远景还可研发完成输变电红外图谱库管理系统与输变配一体化系统（即PMS系统）的接口，直接将PMS系统设备台帐基础资料导入到红外图谱库系统，减少后期数据库设备的动态维护等重复性工作。
3.建立图谱库并实现红外数据管理
经过多次调研，完成了红外图谱库建设，并实现集中管理输变电红外图谱，实现设备快速搜索、查找；对发热缺陷或热态异常设备可进行分类管理，可掌握设备消缺情况、消缺时间；实现设备横纵向数据对比，对发热缺陷设备进行同类设备分析，以及该设备在不同时间段运行情况的对比，并以流媒体技术得以实现动态纵向分析。
二、红外图谱库的主要功能
输变电设备红外图谱库系统可快速调用、分析采集的红外温度数据，实现输变电设备红外热图横纵向对比、动态分析和查询功能。将拍摄下来的红外数据通过计算机进行高速分析，形成温度的峰值曲线积分，对于数万帧的红外数据，只需要几分钟的时间就可分析完毕，并根据分析完毕的特征温度趋势曲线自动调出异常的设备，并自动生成规范的红外报告。
1.数据库管理
（1）快速搜索、查找设备。直接以下拉菜单方式选择设备名称或者缺陷类型进行设备搜索、查找。
（2）缺陷类别管理。对于输变电设备缺陷可进行分类管理，对一般缺陷、严重缺陷、危急缺陷设备进行分类查看；可掌握设备发现时间、消缺情况、消缺方式、消缺时间等内容。
（3）设备横纵向数据对比。对发热设备缺陷进行纵横向分析，可选择同类型、相同负荷、相同运行环境下输变电设备的三相红外流媒体数据进行横向分析、对比，也可选择该设备在不同运行时段、负荷峰平谷段的运行情况进行纵向分析。
2.数据分析
在红外数据库管理系统内可实现对红外基础数据快速分析、查看；对红外基础温度数据进行批量分析，采集每一帧红外数据最高温度，形成随温度变化的趋势曲线，通过趋势曲线可快速查看隐患设备红外图谱并可进行分析。对于隐患设备360度全景摄像，可以反映缺陷设备全貌，还可对疑似隐患发热设备进行周期性连续监测，形成随时间变化的温度趋势曲线，并对隐患设备进行定性分析（见图1）。
3.报告自动生成
完成分析后，将数据直接上传到数据库便可快速生成相应的报告。报告信息包括拍摄距离、环境温度、相对湿度、风速、电压、电流、关注区域温度分析、分析人、分析时间等内容。
4.建立网络化的热图管理平台
为内部运检工作提供支持是构建图谱库管理面向网络化制造的资源共享服务平台的根本目的。运检部门或职能管理部门作为客户端发起调用设备红外分析报告请求，平台的红外图谱库管理系统服务器提供了运行、检修工作中需要的分析报告数据和红外原始数据，可供相关部门在需要时调用、下载。还可同时对平台的红外图谱库管理系统服务器调用、查看、下载红外分析报告，一方面可实时查看调用设备检修情况，跟踪设备的复测情况，另一方面可根据缺陷报告情况合理安排检修工作。
三、实际应用情况说明
之前的红外检测及其数据精确性、完整性不高，且无统一、规范的红外图像采集标准和图谱库建设标准，也没有一套完整的红外数据库管理系统，离生产精益化管理相去甚远。自开展红外流媒体精确测温以及红外图谱库系统建成后，首次实现了红外采集技术从静态单张拍照向动态连续摄像的过渡，摄像方式对电气设备采集数据更加完备、规范；隐患设备详实的动态连续红外温度数据流为客观、严谨的科学研究提供了重要参考；可对所有输变电设备温度数据进行存档、管理，并能清晰掌握设备运行状态，可以快速调用、分析采集的红外温度数据，实现输变电设备红外热图的集中管理，解决了以往人工数据管理的困难问题，改变了以往没有规范的红外图像采集标准以及没有红外数据库管理系统的状况，有效减轻现场红外测温以及后期维护工作量。
系统使用两年来，桐庐县供电局进一步规范了输变电设备红外图谱库采集，建立了《输变电设备带电红外测温管理规定（试行）》，并逐步在配电设备上推广应用。加强了红外图谱数据库采集规范化的培训，委托红外技术检测专业人员指导培养了一批精通现场拍摄和设备红外管理的人才，扎扎实实做好了设备诊断、分析工作。同时有效减轻了输变电运检工作量，提高了工作效率，节约了人工和维护成本。期间也曾通过红外精确测温、数据图谱库分析，多次发现了输变电设备隐蔽性的发热缺陷，避免了电网设备事故的发生，同时对于提升电网安全运行水平、加强电网设备管理有着非常重要的意义。
四、结论
电力设备红外流媒体精确测温是一项有效、安全而经济的非接触式监测手段。输变电设备红外图谱库的建成可实现输变电设备红外数据的存档、分析、管理，对状态检修运行状态量的收集创造了有利的条件。通过多年的实践，加强输变电设备红外精确测温及图谱建设，对热态异常点进行跟踪、分析，能有效避免输变电设备事故的发生。积极推广、系统应用，逐步使外精确测温和分析诊断工作步入常态化管理，可有效促进生产管理精益化和运维状态化，确保电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1]DL/T 664-2008，带电设备红外诊断应用规范[S].
[2]输变电设备红外图谱库建设采集规范（试行）（浙电生字〔2011〕93号）[Z].
（责任编辑：刘辉）
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