根据调研机构Mordor Intelligence的数据,2019年,商业及公共服务是民用红外最主要的应用领域,占比43.8%,主要产品为各类安防监控系统;工业领域是第二大应用方向,占比29.0%,主要包括各类工业测温及安全监测装置。

而电力电网作为基础民生工程之一,对人们的生活和生产具有重大的影响,电力行业也是应用红外热像仪最早、最成熟和最稳定的工业领域之一,发展至今红外热像仪已成为电力设备监测、普查、及时发现隐患、及时抢修、杜绝恶性突发性设备事故的一种重要辅助手段。

目前,红外热像仪在电力行业的主要应用有两方面:电力设备热故障检测和SF6气体泄漏检测。

电力设备热故障检测

电力设备热故障事故大多数都不是突发的,往往有一个变化过程。变配电系统中的故障分为内部故障和外部故障,其中外部故障主要是指设备或电缆等部件出现老化、松动、破裂等情况,造成接触电阻增大,从而致使设备局部发热;内部故障主要是指设备内部电气回路的故障,这样的故障比较隐蔽,很难通过触摸和肉眼观察发现。

采用红外热像仪观察就可以发现这些电气设备异常现象,掌握潜在故障的位置和严重程度。红外热像仪对电力设备的热故障隐患诊断具有不受电磁干扰、非接触式、图像直观、判断准确、安全可靠、效率高、探测距离远和检测速度快等特点。

其中红外热像仪可应用于以下电力设备的状态检测与故障诊断工作:

1. 变压器

变压器箱体异常过热,高、中、低压套管上下两端连接不良和充油套管低油位缺陷。

变压器低压套管发热

变压器套管缺油

2. 电容器

各类电容器内部介质损耗增大、电容器绝缘不良导致内部放电和低油位缺陷。

3. 避雷器

避雷器内部进水受潮、内部元件老化缺陷。

4. 断路器

接触不良引起的导流体过热故障、绝缘瓷套内部受潮、动静触头接触不良、缺油、中间触头接触不良和静触头基座接触不良等。

断路器静触头发热

5. 绝缘子串

瓷质不良、污积、低值和零值造成绝缘子出现的故障。

支持瓷瓶劣化

6. 互感器

绝缘故障、线圈和铁心故障、内连接故障和低油位缺陷。

7. 发电机

定子铁心绝缘缺陷、定子线棒接头、电刷和集电环接触不良。

8. 电力电缆和导线

电缆头三相出线接头接触不良引起的导流过热故障、内部接头接触不良引起的导流过热故障、电缆头局部绝缘故障、电缆套管故障、导线故障等。

套管接头发热

电缆连接头热故障

9. 隔离开关

瓷柱表面污积、瓷柱裂缝、绝缘劣化和隔离接触不良。

10. 高压输电导线和压接管

主要是接头接触不良。

500KV线路线夹发热

连接线压接管发热

除了应用手持热像仪对电力设备进行检测外,装载有红外摄像头的巡检机器人可以代替人工进行24小时全天候巡检, 搭载红外机芯的无人机还能够在高空对人工难以达到的电力设备进行针对性检测。

电力系统中正在开拓越来越多的红外检测应用场景以提高设备运行的可靠性和降低设备检修的成本。

SF6气体泄漏检测

SF6在常态下是一种无色、无味、无毒的惰性气体,具有良好的电气绝缘、灭弧和冷却散热性能,因而被广泛应用于电力系统。

目前,使用SF6的电气设备主要有断路器、组合电器、变压器、高压电缆和电流互感器等。

在高压电弧、火花放电和电晕放电的作用下,SF6气体会发生部分分解,其分解物如SF4,S2F2,SF2,SOF2,SO2F2,SOF4和HF等都具有强烈的腐蚀性和毒性,即便是微量,也能致人非命,并且会使得在因此在电力系统GIS等应用SF6的工作场所,要加装SF6气体泄漏监测设备。

传统的SF6气体检漏仪虽然可以定性和定量检测SF6气体泄漏,但只能先找到泄漏面,然后逐步缩小检漏范围,无法直接发现泄漏点。

而SF6气体检漏热像仪由于其红外热成像的特点,受环境的影响和干扰较小,人们通过肉眼观察就能够察觉电力GIS设备高压开关及发电机组附近空气环境中SF6气体的泄露情况,对于运维人员及时掌握缺陷情况、科学评估设备状态、合理制定检修策略、确保设备安全运行具有重要的参考价值。

在红外热成像技术被广泛推广应用后,电力系统过去主要靠定期停运检修的制度将逐步被预报警式的检修制度所代替,智能电网的建设速度将不断加快,幸福城市的脚步将离我们更近一步。