电缆巡视中红外线成像热像仪的应用

    测温是监督设备运行的一项重要手段。红外监测技术运用在电缆运行管理领域已有多年，最初使用点式测温仪对电缆连接点进行简单温度读取，目前广泛运用非制冷型焦平面红外热像仪对全部被测物体进行温度数据采集。

   (1)温度热像仪的工作原理。所谓红外线是指太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧。

    红外热像仪利用红外探测器和光学成像物镜，接受被测目标的红外辐射，能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

    如图5-6所示，目标物体以及目标周围其他辐射源的辐射功率经过大气的衰减，和大气的辐射功率一同经过镜头、光栅传输到探测器上，同时探测器也会受到温度热像仪内部器件散射的辐射功率的影响，所有的辐射功率被探测器接收后，产生相应的电信号，通过成像和测温系统的处理，最终显示结果。

    图5-6    温度热像仪简单工作原理示意图

   (2)温度热像仪的特性。

   1)远离被检测设备，保证安全。

   2)非接触式测温，保证不影响设备原来的运行状态。

   3)大面积快速扫描检测，节省时间。

   4)测温范围宽，精度高。

   5)检测到位，能准确地发现设备的缺陷。

   6)是开展状态检修的重要手段。

   (3)对被检测设备的要求。

   1)被检测电气设备应为带电设备。

   2)检测时，在保证人身和设备安全的前提下，应打开遮挡红外辐射的门或盖板。

   3)新设备选型时宜考虑进行红外检测的可能性。

   (4)对检测环境的要求。

   1)检测目标及环境的温度不宜低于5℃，如果必须在低温下进行检测，则应注意仪器自身的工作温度要求，同时还应考虑水汽结冰使某些进水受潮的设备的缺陷漏检。

   2)空气湿度不宜大于85%，不应在有雷、雨、雾、雪及风速超过0.5m/s的环境下进行检测。若检测中风速发生明显变化，则应记录风速，必要时按规定修正测量数据。

   3)室外检测应在日出之前、日落之后或阴天进行。

   4)室内检测宜闭灯进行，被测物应避免灯光直射。

   (5)红外诊断方法。

   1)表面温度判断法。根据测得的设备表面温度值，对照相关标准、规定，凡温度（或温升）超过标准者可根据环境气候条件、设备温度超标程度、设备负荷大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来进行分析判断。

   2)相对温差判断法。相对温差：两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。相对温差δt的计算式可表示为

   (5-1)

式中  τ1、T1-发热点的温升和温度；

    τ2、T2-正常相对应点的温升和温度；

   T0-环境参照体的温度。

    对电流致热的设备，采用相对温差判断可减少小负荷下的缺陷漏判。

    3)同类比较判断法。对同组三相设备间对应部位的温差进行比较分析。若三相设备同时出现异常，则可与同回路的同类设备进行比较。当三相负荷不对称时，应考虑负荷的影响。

    对运行的电缆设备进行红外测温，多数情况下是通过比较方法来判断的，比较的对象可以是同一张图谱中的温度正常相，也可以是历史档案图谱中的温度记录。在进行历史数据比较时，参考的对象应包括环境温度、负荷数据、拍摄条件等数据。

   4)图像特征判断法。根据同类设备正常状态和异常状态的热图像来判断设备是否正常，当电气设备其他试验结果合格时，应排除各种干扰对图像的影响，才能得出正确的结论。

   5)档案分析判断法。分析同一设备在不同时期的检测数据（如温升、相对温差和热谱图），找出设备制热参数的变化，判断设备是否正常。

    红外监测技术的推广普及使大量设备缺陷消除在萌芽状态，同时也使状态检修成为可能。尤其是对数量巨大的电缆终端，红外诊断技术为缺陷发现、日常维护提供了一个新的监测手段，在减少设备停电检修次数，节省维护检修开支的同时，有重点地消除隐患，为确保电网安全可靠运行提供依据。