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1、现代检测技术研究报告学生姓名： 学 号： 2 7 专业班级： 指导教师： 高压输电线红外检测的方法及难点高压输电线路作为电力系统的主要动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益，而红外检测具有不停电、远距离以及不接触不解体等特点，也给电力系统线路状态监测提供了一种先进手段。本文结合实际工作经验，从自然环境、仪器的选择以及检测人员等影响高压输电线路红外检测精度的因素进行相应的分析，希望能够为红外检测技术在高压输电线路中更安全、精确的应用提供一些参考。一、高压输电线红外检测的方法1.1、表面温度判别法根据测得的设备表面温度值，根据国家的有关规定。按温度超标的程度来确定设备缺陷的性质。这种方法简单
2、、直观、实用性鞍强，但是当线路负荷较小，敞障点发热不明显时，就会出现漏判、误判的情况。一般只用于简单的外部热故障的判断。1.2、相对温差判断法所谓“相对温差”是指设备状况(指设备型号、安装地点、环境温度、表面状况和负荷电流等)相同或基本相同的两个对应测点之间的温差，与其中校热测点温升的比值，通常用百分数值来表示。相对温差一般只用于电流型致热设备的判断，这种方法可以排除负荷及环境温度不同时对红外诊断结果的影响。1.3、同类比较法同类比较法是指在同类设备之闻进行比较，所谓“同类设备”的含义是指同一回路的同型设备和同一设备的三相，即它们的工况、环境温度及背景相同的同型设备。具体做法就是对同类设备的对
3、应部位温度值进行比较，可以比较容易地判断出设备是否正常。1.4、档案分析法分析同一设备的不同时期的检测数据(例如温升、相对温差和热图谱等)，找出设备致热参数的变化趋势和变化速率以判断设备是否正常。使用这种方法的前提是已有被诊断设备的红外检测档案。1.5、热图谱分析法根据同类设备在异常状态和正常状态的热图谱差异来判断设备是否正常。这是一种行之有效的精密诊断方法，也是目前对电压致热设备采取的最常用的方法。二、 检测环境造成的检测难点2.1受大气吸收的影响因为大气的吸收作用，总是受到一些能量衰减，在红外检测时，红外辐射的传输过程中，及时选择的波长区域是红外线穿透能力最强的范围内，也是不可能完全通过的
4、。诸如这种能量上的衰减，其中一个主要原因是由于大气吸收的影响，大气吸收程度是一个不定值，它是随空气的湿度不同而产生相应的变化。2.2受风力的影响在风力比较大，且当被测的对象处在空旷的室外环境下运行时，因为收到风速对流冷却的相应影响，使一些存在发热缺陷的设备的热量，这些热量在风力加速中，逐渐散发出去。如此一来，热缺陷设的温度就会下降。比如在1.6m/s左右时，因为受到正面风力这一方面强制对流冷却的相应影响，这使得接触的那部分的发热温度下降50%左右。2.3受太阳光辐射的影响当被测的对象正处在太阳辐射下，这时候太阳光的漫反射与反射大概在4-15um波长区，而且，它们的分布比例也不稳定，这主要是这一
5、波长区域跟红外测温仪器工作的波长区域很近，从而很大方面影响红外探测器。与此同时，太阳光的照射造成的被测物温度变化，也将叠加在被测的对象的温度变化上。三、仪器选择造成的检测难点3.1 受测温范围的影响测温仪的一个主要性能指标是测温范围的大小，通常仪器最大的测温范围里，还包含了几个比较小的测温范围。而在对高压输电线路连接器进行检测的时候，连接器的温度一般不会太高，它在保证检测的精度时，会先用较低的一挡的范围，在检测到一些发热的接头高于该温度的范围后，会进行相应的调整。3.2 受材料辐射率调整的影响辐射率对红外检测有着很大的影响，而影响材料辐射率的因素主要有表面粗糙、材料的种类以及材料的厚度、理化结
6、构等。所以，在对不同种类的材料进行红外检测时，应该根据不同材料设置不同的辐射率参数。3.3 其它因素的影响除上述两种外，还应该对仪器中的大气、环境温度以及相对湿度和检测距离等做出相应的调整。而这些也不一定意味着每拍摄一张红外图像时，都要对所有参数进行调整，这只要了解了各个参数对检测的结果影响的比重就可以根据实际的操作情况来进行相应的调整。我们在平常的检测中，一般只需要依据实际情况，稍微的对其进行相应的调整就可以了。四、 其它方面造成的检测难点4.1 受检测人员的影响从事电气设备的专业检测人员，首先应该了解红外检测技术的诊断程序以及其基本条件，应该懂得红外测温仪的工作原理、性能以及技术参数，对仪
7、器的的调试方法和操作程序应该熟悉掌握。同时应加强技术人员的专业技术的培训，真正的靠合格技术上岗。电气设备红外热像检测是保证电力生产、安全以及服务的一项带电检测技术，且仪器的操作过程较为复杂，对其数据的分析和处理也很繁琐，而仪器有很昂贵，因此，只有保证检测人员的素质，才是保证检测质量的最有效途径4.2 受负荷大小的影响设备在运行中的负荷因为经常变动，负荷的不同，严重地影响设备缺陷部位的温度。在负荷较小时，缺陷较小，反之，显露的就比较显著。故障设备发热的情况跟设备实际负荷有很大的联系，然而到目前为止，还没有权威性的公式来说明故障设备发热的情况与设备实际负荷有很大的联系，所以在检测的过程中，应该记录
8、好当时所检测线路的运行负荷，再结合调度中心，尽量在设备的负荷较高的时候进行检测，而在负荷较小的情况下，检测到相应的故障点时，也应该注意对危险点进行相应的跟踪和重复检测。4.3 受故障判别方法的影响现在的红外检测故障的判别方法，主要有相对温差发、同类比较法、台帐分析法、绝对温差法以及境界温升法等，许多文献资料，也对这几种判别方法分别进行优劣势的研究分析。这些判别的方法虽然不同，但结合实际工作情况而言，绝对温差法在高压输电线路连接器检测中，最为有效。因为绝对温差法消除了太阳辐射造成的相应附加温升的影响，同时也将其本身的同向性，环境温度、风速、湿度以及检测距离等参数带来的的不准确性也减小了。五、方案
9、描述5.1系统描述本系统主要作用为采用红外技术诊断输电线路设备发热缺陷及故障。具体实现方式为：首先使用红外相机远程实时监控高压输电线路的重要组件。通过以太网将采集图像传输到监控总部，然后通过总部计算机上的相应图像处理软件，对现场传送过来的图像进行实时分析。若红外热像仪视场角内关注区域(ROI)的任意点的温度高于预先确定的预警温度，则会触发警报。在问题演化为代价高昂的故障前，控制室操作人员可通过温度警报系统告知维护人员。系统示意图如下：高压输电线路红外检测系统示意图5.2相机选型“短波”红外和“长波”红外通常就是指探测波谱范围为35m和814m的红外热像仪。探测波谱范围为35m短波红外热像仪通常
10、为制冷型红外热像仪，材料一般为：碲镉汞、锑化铟、铂化硅等。分辨率较高。但制冷元件的成本高，导致价格贵，且制冷元件的故障率较高。探测波谱范围为814m的长波红外热像仪通常为非制冷红外热像仪，材料一般为：氧化钒、硅掺杂（或多晶硅）等。成本较低，轻便小巧，维护方便。结论：选择814m的“长波”红外热像仪。备选“长波”红外相机：FLIR A65/A35系列：机器视觉检测用紧凑型红外热像仪 ；FLIR A315/A615系列： 用于机器视觉的红外热像仪 ；FLIR A310/A300系列：用于重要设备监控的红外热像仪；参数共性：项目内容EMCEN61000-6-2（抗干扰）通用标准-工业环境的无线电设备
11、抗扰度限值和测量方法即GB/T17799.2EN61000-6-3（抗辐射）通用标准-家用、商业、轻工业环境干扰限值和测量方法即GB/T17799.3以太网（PoE）千兆以太网，IEEE 802.3/RJ-45支持协议符合GigE Vision标准，支持GenICam协议参数差异：型号价格测量范围测量精度分辨率代理厂商FLIR A65￥128000-25C135C-40C - +550C5C或读数的5%640512像素上海睿勤FLIR A35￥46620-25C135C-40C - +550C5C或读数的5%320256像素上海谱盟FLIR A315￥1980000400C2C或读数的2%32
12、0240像素苏州博尔森FILR A615￥238000-202000C2C或读数的2%320240像素上海谱盟FLIR A310￥14000020C120C0 C 350C0.05C320240像素深圳亚泰FLIR A300￥8200020C120C0 C 350C2C320240像素上海庚圣注：价格信息来源：阿里巴巴及淘宝网结论：FILR A615 测量范围过大，钢芯铝绞线允许长期工作温度为 90C。FLIR A310测量精度为0.05C，过于敏感，不必要。其他分辨率较低。因此最终选择FLIR A65红外热像仪。本部分主要负责研究高压输电线红外检测的方法及难点。六、结论与建议4.1 在高压输
13、电线路红外检测时，还应顾虑一些被检测的连接器它自身所承受的机械荷载。比如直线管的发热现象，就是因为长期承受很大的荷载所引起的。因此，发现此类问题时，要及时处理，防止再次发生。4.2 高压输电线路作为电力系统的重要组成部分，输电线路的连接器以及接头等的性能在某一方面也决定了电力系统的送电性能以及其安全运行。红外测温仪的出现，为解决上述问题提供了快速有效的监督手段。4.3 可以利用直升飞机在巡线时的有利时机，对其进行相对全面的红外检测。这主要是针对那些500k V线路的高地山区上铁塔的连接器进行红外检测。4.4 提高专业人员的素质，避开不利的环境以及通过仪器参数的相应调整等方法来维持高压输电线路红外检测的精度，以免出现多报或漏报等情况发生，从而进一步增强了供电的可靠性。参考文献：1 方波力.论影响高压输电线路红外检测精度的因素.科技与企业，2013 2 杨晓丰.影响高压输电线路红外检测精度的因素及对策.陕西电力.20086网络材料