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行業(yè)背景資料

國(guó)家電網(wǎng)的建設(shè)維護(hù)關(guān)系到國(guó)家能源安全和國(guó)民的經(jīng)濟(jì)命脈“十三五”期間我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模已躍居世界首位，目前已經(jīng)建成的六大跨省區(qū)電網(wǎng)輸電線路總長(zhǎng)度超過(guò)了115萬(wàn)千米，500kV及以上的輸電線路也成為各區(qū)電網(wǎng)輸電主力。

我國(guó)的國(guó)土資源遼闊，地形相對(duì)復(fù)雜、丘陵較多、平原較少，加上氣象條件復(fù)雜多變的因素，給跨區(qū)電網(wǎng)和超高壓輸電線路工程建成之后的維護(hù)與保養(yǎng)造成巨大難度，僅僅依靠現(xiàn)有的檢查手段和常規(guī)測(cè)試并不能滿足經(jīng)濟(jì)的要求，也不能達(dá)到快捷的效果。無(wú)人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，能夠很好的完成電力巡檢和建設(shè)規(guī)劃任務(wù)，近幾年得到了電力企業(yè)的認(rèn)可及大規(guī)模應(yīng)用。

方案需求資料

關(guān)鍵設(shè)備老化供電公司基礎(chǔ)設(shè)施逐漸老化,停電、持續(xù)低壓的風(fēng)險(xiǎn)與日益增加，持續(xù)低壓是指電力供應(yīng)中的電壓下降，如此命名是因?yàn)榈蛪和ǔ?dǎo)致燈光的亮度變暗，供電公司還面臨著代價(jià)昂貴的計(jì)劃外維護(hù)和成本飆升等問(wèn)題。

外部發(fā)熱故障：

它以局部過(guò)熱的形態(tài)向其周圍輻射紅外線，各種裸露接頭、連接體的熱故障，其紅外熱圖顯現(xiàn)出以故障點(diǎn)為中心的熱場(chǎng)分布。所以，從設(shè)備的熱圖中可直觀地判斷是否存在熱故障，根據(jù)溫度分布可以準(zhǔn)確地確定故障的部位及故障嚴(yán)重程度。

內(nèi)部發(fā)熱故障：

它的發(fā)熱過(guò)程一般較長(zhǎng)，且為穩(wěn)定發(fā)熱，與故障點(diǎn)接觸的固體、液體和氣體，形成熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，并以這樣的方式將內(nèi)部故障所產(chǎn)生的熱量不斷地傳遞至設(shè)備外殼，從而改變?cè)O(shè)備外表面的熱場(chǎng)分布情況。

電力生產(chǎn)包括發(fā)電廠內(nèi)的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及輸配電環(huán)節(jié)。這兩個(gè)環(huán)節(jié)的低效導(dǎo)致電力產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能難以提高，事故時(shí)有發(fā)生。

方案概述

如何解決電力線路檢測(cè)的精度和效率，一直是困擾電力行業(yè)的重大難題。  日常巡檢任務(wù)艱巨,除了復(fù)雜地形挑戰(zhàn)外，巡檢人員還要與多變的氣象條件作斗爭(zhēng)，工作面臨著極大的危險(xiǎn)隱患，同時(shí)工作效率也難以得到重大提升。

使用紅外熱像儀，無(wú)論白天黑夜均可隨時(shí)檢測(cè)出遠(yuǎn)程監(jiān)控站中的潛在設(shè)備故障與安全隱患，由此帶來(lái)的凈效應(yīng)即可靠性提升，成本下降。

線路巡檢

通過(guò)無(wú)人機(jī)上線作業(yè)，電力部門(mén)相關(guān)人員可以清楚判斷對(duì)于一些重要的部件是否受到損壞保證輸電線路的安全，保障居民的用電。除正常巡檢和特殊巡檢，還可將無(wú)人機(jī)應(yīng)用在電網(wǎng)災(zāi)后故障巡檢。當(dāng)災(zāi)害導(dǎo)致道路受阻、人員無(wú)法巡檢時(shí)，無(wú)人機(jī)可以發(fā)揮替代作用，開(kāi)展輸電線路巡查，準(zhǔn)確定位桿塔任務(wù)，且視角寬廣，能最大限度避免“盲點(diǎn)”。無(wú)人機(jī)巡檢提高了電力維護(hù)和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶電的情況下迅速完成，比人工巡線效率高出40陪。

電力無(wú)人機(jī)還可搭載可見(jiàn)光、紅外成像儀、紫外成像儀、光電吊艙等任務(wù)設(shè)備作業(yè)，紅外成像儀能夠通過(guò)溫度異常變化對(duì)比值，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強(qiáng)的發(fā)熱故障點(diǎn)，紫外成像儀能夠利用電暈和表面局部放電的產(chǎn)生和增強(qiáng)間接評(píng)估運(yùn)行設(shè)備的絕緣狀況和及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣設(shè)備的缺陷。

線路排障

電力無(wú)人機(jī)已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家專利，機(jī)身通過(guò)內(nèi)置機(jī)械手，可快速排除電線上的各類異物，并可實(shí)現(xiàn)帶電環(huán)境下的即時(shí)排障。利用無(wú)人機(jī)在電力系統(tǒng)中排障巡檢線路，有效的降低了電力企業(yè)的成本預(yù)算，還提高了電力巡檢工作的效率，相比傳統(tǒng)人工排障更加便捷安全，成為了保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的國(guó)之重器！

無(wú)人機(jī)就可以近距離地測(cè)試高壓線溫度。“高壓線壓接部分由圓管接到一起，接觸不好就容易發(fā)熱，所以需要用紅外線測(cè)溫?！睙o(wú)人機(jī)采用FLIR紅外熱像儀以后，電力巡線將不再翻山越嶺，爬高上低，望遠(yuǎn)鏡也將“退休”。

原理定點(diǎn)巡檢

熱成像的第一條原理是·很多組件在故障發(fā)生前受熱，溫度升高”，其次，每個(gè)物體都發(fā)射肉眼無(wú)法察覺(jué)的紅外光譜熱輻射，第三，紅外熱像儀將這種輻射轉(zhuǎn)化為清晰的熱圖像，從圖像中可以讀出溫度值，這種非接觸式熱數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)測(cè)器上，也可以發(fā)：送到數(shù)字存儲(chǔ)裝置中以便進(jìn)行分析。

紅外熱像儀無(wú)需光線即可生成圖像，能夠在設(shè)備過(guò)熱或隔熱層：

破損導(dǎo)致故障前偵測(cè)到熱點(diǎn)，紅外熱像儀可安裝在全天候殼體內(nèi)，

置于方位／俯仰云臺(tái)之上，以檢測(cè)變電站大片區(qū)域，由于佳訊具有各種不同焦距的鏡頭選件，選擇范圍廣泛，因此，這些紅外熱像

儀支持全天候24/7監(jiān)測(cè)各個(gè)位置。

紅外熱像儀識(shí)別電氣組件及周圍環(huán)境（如天空或云）的熱信息中存在的溫差，并相互對(duì)比相同組件的溫度值，內(nèi)置邏輯內(nèi)存和數(shù)據(jù)通信允許熱像儀使用用戶定義的設(shè)置對(duì)比圖像中的溫度值，并把溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央監(jiān)測(cè)站進(jìn)行趨勢(shì)分析，觸發(fā)警報(bào)，生成異常報(bào)告，紅外熱像儀甚至能通過(guò)觸發(fā)電子郵件信息通知遠(yuǎn)程辦：公室內(nèi)的設(shè)備管理人員發(fā)生了異?，F(xiàn)象，因此，紅外熱像儀是變電站設(shè)備無(wú)人值守監(jiān)控時(shí)的理想之選。

概述定點(diǎn)巡檢

紅外熱像常用檢測(cè)分析方法

1)表面溫度判斷方法。根據(jù)測(cè)得的設(shè)備表面溫度值，對(duì)照有關(guān)電力設(shè)備檢測(cè)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，可以確定一部分電流致熱型設(shè)備的缺陷。

2)相對(duì)溫差判斷法。電力設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)都會(huì)發(fā)出一定熱量，而這種熱量按設(shè)計(jì)要求是允許的。若用熱像儀對(duì)全部運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行掃描檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在異常溫度點(diǎn)，然后對(duì)溫度異常的部位進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，測(cè)出異常點(diǎn)的溫度。為了判斷是否為故障，應(yīng)將異常點(diǎn)溫度與正常運(yùn)行時(shí)的溫度進(jìn)行比較，同時(shí)考慮周圍環(huán)境條件的影響，最后根據(jù)設(shè)備的相對(duì)溫差以及是否超出規(guī)定值，來(lái)確定設(shè)備故障與否。

3)同類比較法。包括：三相之間的橫向比較和相同各部位的縱向比較。

三相之間溫度比較 ：

在發(fā)電、輸電、變電、供電回路中，大部分以三相形式輸送電能，用于三相連接的金屬材料是相同的，一般講三相上升的溫度是均衡的，則設(shè)備正常運(yùn)行。當(dāng)三相中的某一相或兩相出現(xiàn)溫度過(guò)高現(xiàn)象，可以判定溫度高的相存在缺陷，圖13是平果變電站中壓套管B相溫度異常，用熱像儀檢測(cè)時(shí)的熱圖像。其連接處可能存在松動(dòng)、生銹，使其接觸電阻增加，引起電流過(guò)大，導(dǎo)致故障。而電流大又會(huì)導(dǎo)致接觸電阻增大勢(shì)必形成惡性循環(huán)，出現(xiàn)嚴(yán)重后果。

同一部件的溫度比較

同一部件的材料、流過(guò)的電流都相同，正常情況下整個(gè)部件上升的溫度應(yīng)該是一樣的。然而由于某些產(chǎn)品由于材質(zhì)上存在缺陷，如材料存在雜質(zhì)、氣泡，使材料特性發(fā)生變化，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的熱量，表現(xiàn)出部件局部發(fā)熱。如絕緣子串的局部發(fā)熱，避雷器的局部發(fā)熱，導(dǎo)線電纜的局部發(fā)熱等。

4)熱圖譜分析法。根據(jù)同類設(shè)備在正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下的熱圖譜的差異來(lái)判斷設(shè)備是否正常。

5)檔案分析法。分析同一設(shè)備在不同時(shí)期的檢測(cè)數(shù)據(jù)(例如溫升、相對(duì)溫差和熱譜圖)，找出設(shè)備致熱參數(shù)的變化趨勢(shì)和變化速率，以判斷設(shè)備是否正常。

6）運(yùn)行負(fù)荷比較法。

系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度和運(yùn)行負(fù)荷有著直接關(guān)系，眾所周知，電流越大，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，設(shè)備累積的溫度越高。當(dāng)用紅外熱像儀進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備某個(gè)部件，或線路的某一相溫度出現(xiàn)異常，這時(shí)要檢查設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷的大小，來(lái)判斷設(shè)備是否會(huì)出現(xiàn)故障。若當(dāng)時(shí)負(fù)荷已很大，而發(fā)熱部件溫度又不是很高，則不會(huì)發(fā)生故障。反之，當(dāng)檢測(cè)時(shí)，負(fù)荷很小，設(shè)備部件已發(fā)熱，那么一當(dāng)負(fù)荷增加，發(fā)熱部件的溫度會(huì)急劇增加，從而導(dǎo)致故障的發(fā)生。所以測(cè)試時(shí)，一定要注意設(shè)備運(yùn)行的負(fù)荷大小，然后再診斷系統(tǒng)和設(shè)備可能出現(xiàn)的故障。

２.儀器前端測(cè)溫技術(shù)

可單獨(dú)工作，由前端熱像儀完成所有測(cè)溫工作，將紅外圖像及原始測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒅行幕颥F(xiàn)場(chǎng)工作站，無(wú)信號(hào)壓縮、信號(hào)無(wú)損失、抗干擾性強(qiáng)，保證測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。

３.全實(shí)時(shí)圖像，圖像無(wú)延時(shí)現(xiàn)象

圖像幀率為每秒25幀，完全實(shí)時(shí)圖像，不會(huì)出現(xiàn)圖像停頓、圖像滯后以及跳躍感。避免了在操作人員進(jìn)行云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)控制和鏡頭焦距調(diào)節(jié)過(guò)程中，出現(xiàn)圖像滯后導(dǎo)致調(diào)節(jié)及觀測(cè)困難的情況。

4.測(cè)溫快速、精確，均勻性好

在隨著場(chǎng)景的變換過(guò)程中，系統(tǒng)總是在瞬間就能得到觀察到的場(chǎng)景所有溫度，圖像均勻性高，不會(huì)因?yàn)閳?chǎng)景的變化而產(chǎn)生測(cè)溫的差異。

5.系統(tǒng)具有良好的標(biāo)準(zhǔn)性、開(kāi)放性、集成性、安全性、可擴(kuò)充性及可維護(hù)性

可根據(jù)需要方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)逐級(jí)匯接，增減各類站級(jí)前端設(shè)備等；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，軟件操作方便。

6.   24小時(shí)全天候監(jiān)測(cè)，無(wú)需任何光源，零照度、透煙霧、透水霧監(jiān)測(cè)；IP66高防護(hù)等級(jí)，可在惡劣天氣下正常運(yùn)行

系統(tǒng)能在惡劣的氣候環(huán)境中正常工作，具有超強(qiáng)的低溫環(huán)境防護(hù)，以及抗高溫、高濕度的性能。無(wú)論是刮風(fēng)下雨，酷熱潮濕，還是低溫寒冷，都可以實(shí)現(xiàn)不間斷自動(dòng)監(jiān)測(cè)，保證在北方嚴(yán)寒地區(qū)以及南方的高溫酷熱地區(qū)的輸變電設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)正常進(jìn)行。

高壓檢測(cè)

通常利用紅外熱像儀來(lái)檢查電力變壓器?？蓪⑸崞瑴囟扰c高壓連接件的溫度相比，從而在必要時(shí)采取措施，避免問(wèn)題真正發(fā)生。利用紅外熱像儀檢查的高壓設(shè)備包括斷路器、開(kāi)關(guān)設(shè)備和高壓輸電線。紅外圖像上清晰顯示潛在問(wèn)題。一些變電站組件發(fā)出的熱信號(hào)前兆，這些組件包括：變壓器（油位與泵運(yùn)轉(zhuǎn)）有載分接開(kāi)關(guān)（油位、其他內(nèi)部故障點(diǎn)）隔熱襯套（油位與連接不良）·支座絕緣體（水汽、污染退化）·避雷針（金屬氧化物磁盤(pán)降解）·斷路器（油泄漏或SF6泄漏）·機(jī)械連接斷開(kāi)（連接不良、污染）·控制柜（風(fēng)扇、泵和其他組件磨損）·電池

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高壓電氣設(shè)備在發(fā)生故障前通常受熱溫度升高．使用紅外熱像儀不斷監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備，可避免代價(jià)昂貴的故障發(fā)生

低壓檢測(cè)

紅外熱像儀常用于電氣檢查。電氣連接松脫時(shí)，電流受阻，于是可能導(dǎo)致溫度增加。這種情況可導(dǎo)致部件故障，進(jìn)而可能導(dǎo)致計(jì)劃外停機(jī)和人身傷害。此外，故障發(fā)生前，電網(wǎng)效率變低，電能便致使熱量產(chǎn)生，進(jìn)而出現(xiàn)不必要的損失。

這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)控制方法與數(shù)字通信，能夠?qū)收宵c(diǎn)做出預(yù)測(cè)檢測(cè)和快速響應(yīng)，從而降低維護(hù)成本故障率，減少停電現(xiàn)象發(fā)生，提高生產(chǎn)力，舉例為證，一家大型供電公司發(fā)現(xiàn)變電站變壓器上的連桿襯套紅熱，維修僅花費(fèi)了9000元，該公司設(shè)立熱成像項(xiàng)目之前，類似問(wèn)題曾導(dǎo)致故障發(fā)生，花費(fèi)卻超過(guò)18萬(wàn)。

關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)

紅外熱像系統(tǒng)可以對(duì)關(guān)鍵位置進(jìn)行全天候不間斷監(jiān)控。通過(guò)設(shè)置溫度值可在關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)到設(shè)置溫度值時(shí)發(fā)出報(bào)警,同時(shí)可見(jiàn)光可查看具體細(xì)節(jié)。溫度是反映系統(tǒng)工作狀態(tài)的重要指標(biāo)之一，通過(guò)監(jiān)控設(shè)備表面的溫度分布，即時(shí)了解設(shè)備的工作狀態(tài)，一旦系統(tǒng)溫度異常，立即報(bào)警，避免事故發(fā)生。

其它應(yīng)用領(lǐng)域

隨著居民生活水平的迅速提高，用電需求持續(xù)增加，發(fā)電廠、變電站、鐵塔及高壓輸電線路被大量建設(shè)。電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)具有移動(dòng)性、突發(fā)性、緊急性強(qiáng)的特點(diǎn)，公司集控中心、值長(zhǎng)、安檢部門(mén)需要隨時(shí)了解一線作業(yè)人員的工作情況。為了提高生產(chǎn)效益，少人或無(wú)人值守模式在電力系統(tǒng)得到大力推廣，網(wǎng)絡(luò)化、無(wú)線化、遠(yuǎn)程監(jiān)控是當(dāng)前監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的主要方向。