很多電力運維團隊、電網(wǎng)監(jiān)管單位近期咨詢兩個核心問題:一是日常電力巡檢中怎么通過非接觸檢測快速定位設備隱患,降低計劃外停電帶來的生產(chǎn)損失;二是電力設備紅外檢測的操作和結果怎么符合行業(yè)規(guī)范要求,支撐運維臺賬管理與監(jiān)管核查。這兩個問題恰好覆蓋了電力行業(yè)應用紅外檢測技術的核心訴求,也是當前運維智能化升級過程中亟待解決的共性問題。
紅外熱成像技術的核心原理是通過捕捉物體發(fā)出的紅外輻射,將溫度分布轉化為可視化的熱像圖,無需接觸設備即可完成測溫,全程不需要停電,也不會影響設備的正常運行。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,超過40%的電力設備故障都與溫度異常直接相關,接線端子氧化、變壓器繞組局部放電、絕緣子劣化等常見故障,在爆發(fā)前都會出現(xiàn)局部溫度異常升高的現(xiàn)象【1】,因此設備溫度異常診斷已經(jīng)成為電力運維的核心環(huán)節(jié)之一。
相較于傳統(tǒng)的點溫槍、示溫蠟片等測溫方式,紅外熱成像技術可一次性完成整個設備面的溫度采集,最小可識別0.1℃的溫差,能在故障萌芽階段*發(fā)現(xiàn)異常,大幅提升隱患排查的準確率和效率。目前該技術已經(jīng)廣泛應用在發(fā)、輸、變、配、用全環(huán)節(jié)的電力運維場景中,是紅外熱像儀故障診斷的核心技術支撐。
電力巡檢的場景覆蓋范圍廣,不同場景下對紅外檢測設備的要求差異較大,目前常見的應用場景主要分為三類。
第一類是變電站運維場景,變電站內的變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、電容器等設備都是故障高發(fā)的點位,傳統(tǒng)巡檢需要工作人員手持點溫槍逐個點位測溫,單座35kV變電站的檢測需要2-3小時,而采用紅外熱像儀故障診斷的方式,僅需20分鐘左右即可完成全站設備的溫度采集,還能發(fā)現(xiàn)點溫槍無法覆蓋的隱蔽點位異常。
第二類是輸電線路巡檢場景,跨山、跨河的高壓輸電線路桿塔位置偏遠,人工爬桿檢測風險高、效率低,采用搭載紅外熱像儀的無人機開展電力巡檢,單次飛行即可覆蓋10-15公里的線路,快速識別導線接頭發(fā)熱、絕緣子劣化、金具過熱等隱患,檢測效率是人工巡檢的10倍以上。
第三類是配網(wǎng)配電柜、環(huán)網(wǎng)柜檢測場景,這類設備內部結構緊湊,傳統(tǒng)停電檢修需要斷開整條線路的供電,影響周邊用戶的正常用電,采用電力設備紅外檢測的方式可帶電作業(yè),僅需打開柜門掃描即可快速定位抽屜柜接線端、補償電容、母線排等點位的溫度異常,全程不需要停電,對用戶用電無影響。
針對不同場景的設備選型難題,康高特提供紅外熱像儀選型指導,適配變電站、輸電線路、配電柜等電力設備紅外故障診斷需求,可根據(jù)用戶的檢測距離、測溫精度、搭載平臺等要求,匹配合適的機型,同時配套提供基礎操作培訓、診斷標準解讀等服務,幫助用戶快速落地紅外檢測能力。比如針對戶外輸電線路巡檢可選配長焦鏡頭、測溫范圍覆蓋-20℃-550℃的手持或機載機型,針對配電柜內部檢測可選配微距鏡頭、測溫精度±0.5℃的機型,針對變電站全站巡檢可搭載固定式云臺熱像儀實現(xiàn)24小時在線監(jiān)測。
對于政府監(jiān)管單位、公共事業(yè)類用戶而言,電力設備紅外檢測的合規(guī)性是核心關注點,目前國內已經(jīng)出臺了明確的行業(yè)標準規(guī)范,對檢測操作、判定標準、報告出具都有明確要求。
根據(jù)DL/T 664《帶電設備紅外診斷應用規(guī)范》要求,開展電力設備紅外檢測時,需要同步記錄環(huán)境溫度、濕度、設備負荷率、檢測距離等參數(shù),針對不同類型的設備設置對應的溫差判定閾值:電流致熱型設備的溫差超過2K屬于一般缺陷,超過10K屬于緊急缺陷,需要盡快安排停電檢修;電壓致熱型設備的溫差超過0.5K*需要重點關注,結合其他檢測手段確認故障類型【2】。
此外,監(jiān)管單位對檢測的可追溯性也有明確要求,開展紅外熱像儀故障診斷的工作人員需要經(jīng)過紅外熱成像技術的專項培訓,所用的檢測設備需要具備有效期內的校準證書,檢測報告需要包含設備基本信息、檢測點位、熱像原圖、溫度數(shù)據(jù)、診斷結論、檢測人員簽字等內容,才能作為運維臺賬的有效組成部分,滿足監(jiān)管核查的要求。不少地市的電網(wǎng)監(jiān)管部門已經(jīng)將電力設備紅外檢測的頻次、報告合規(guī)性納入電網(wǎng)運行安全考核指標,督促運維單位落實隱患排查要求。
很多B端用戶在采購紅外熱像儀后,會遇到測溫不準、故障判定難、檢測效率低等實際問題,這些問題大多可以通過規(guī)范操作、優(yōu)化流程得到解決。
首先是測溫不準的問題,不少用戶直接用設備默認參數(shù)檢測所有類型的設備,導致測溫結果偏差較大,實際上不同材質的物體發(fā)射率不同,金屬材質的發(fā)射率通常在0.2-0.3之間,絕緣材質的發(fā)射率在0.8-0.9之間,檢測時需要根據(jù)被測物體的材質調整發(fā)射率參數(shù),同時避開陽光直射、墻面反光等外部環(huán)境影響,才能獲得準確的溫度數(shù)據(jù)。如果設備使用超過12個月,建議送到計量機構校準,保證測溫精度符合要求。
其次是故障判定難的問題,單一的溫度數(shù)據(jù)不足以支撐設備溫度異常診斷,需要結合設備的運行參數(shù)做橫向、縱向對比:橫向對比同一回路三相設備的溫度,若某一相溫度明顯高于另外兩相,且溫差超過標準閾值即可判定為異常;縱向對比同一設備的歷史檢測數(shù)據(jù),若溫度漲幅明顯超過正常波動范圍,即便沒有超過閾值也需要重點關注,安排跟蹤復測。
*是檢測效率低的問題,傳統(tǒng)人工檢測需要逐個點位拍圖、手動記錄數(shù)據(jù)、人工編寫報告,單座變電站的報告編寫*需要1-2天,現(xiàn)在可以搭配內置AI診斷算法的熱像儀,自動識別設備類型、定位異常點位、自動生成符合規(guī)范的檢測報告,效率可提升80%以上。康高特的選型指導服務中也會包含常見問題解決方案、操作技巧培訓等內容,幫助用戶快速掌握設備溫度異常診斷的方法,充分發(fā)揮設備價值。
隨著電力系統(tǒng)智能化升級的推進,紅外熱成像技術的應用場景也在不斷拓展。目前越來越多的電力巡檢場景開始采用“在線監(jiān)測+人工巡檢”的組合模式,在重要設備點位安裝固定式紅外熱像儀,24小時實時采集溫度數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)同步上傳到運維云平臺,一旦發(fā)現(xiàn)溫度異常自動觸發(fā)報警,實現(xiàn)隱患的早發(fā)現(xiàn)、早處置;在非核心區(qū)域采用無人機、巡檢機器人搭載熱像儀開展定期巡檢,減少人工工作量,降低高危場景的作業(yè)風險。
此外,紅外熱像儀故障診斷的AI算法也在不斷迭代,目前已經(jīng)實現(xiàn)了常見電力設備的自動識別、缺陷自動定級,未來隨著算法精度的提升,還可實現(xiàn)故障類型的自動判定、剩余使用壽命的預測,幫助運維單位從“計劃檢修”向“預測性檢修”升級,進一步降低運維成本,提升電力系統(tǒng)的運行可靠性。