红外热成像技术在电力行业应用

探讨红外线成像测温技术在变电站设备中的应用发布时间：2021-11-11T06:10:59.120Z 来源：《防护工程》2021年23期作者：李金霞[导读] 红外成像技术测量电力设备辐射的红外能量，并将其转化为温度信息。

国网山西省电力公司忻州供电公司山西忻州 034000摘要：变电站在电网工作中起着承上启下的作用，对电网的安全运行具有重要价值。

在对变电站设备进行巡查的过程中，工作人员一般表面上听、看，但肉眼无法清楚观察到细节；另外，一些发热的设备可以用手触摸，但由于设备的一部分是导电的，所以不能用手去触摸；部门内制造噪音的设备的工作人员可以用耳朵听，但只是用耳朵听不会发现一些特殊问题。

关键词：红外线成像测温技术；变电站设备；应用引言红外成像技术测量电力设备辐射的红外能量，并将其转化为温度信息。

同时，系统对温度信息进行处理，再以图像和视频信号直观显示被测设备的温度信号，最终通过电力设备监控标准，快速实时判断设备运行状态。

利用红外成像技术在线监测电力设备运行状态，具有测量准确、监测效率高、夜间诊断等优点。

1红外热成像仪的工作原理以及功能特点1.1工作原理红外热像仪主要是利用红外热成像技术对检测到的目标物体进行红外辐射，然后利用Principality信号处理方法将目标物体的温度分布图转换成视频图像。

红外热像仪可以清晰地探测到目标本身，进而获得不同的红外图像。

工作人员可以观察图像的温度分布点，从中发现异常，起到预防和维护的作用。

1.2功能特点红外热像仪具有以下特点：一是分辨率高；二、快速测温；三、稳定可靠；四、不受电磁干扰；五、存储信息和处理信息非常方便。

由于红外热像仪具有将目标物体转换成热像的特点，通过调节红外热像仪的发射率参数和温标参数，可以快速检测被测物体的表面加热温度，从而清楚地了解目标物体的热量损失部分，进而判断目标物体的健康状况。

红外热像仪具有定量测量和定性成像的功能，同时还具有高空间分辨率和高温度分辨率的特点。

红外检测技术在电力线路运行中的应用红外检测技术是一项应用红外光原理和技术对物体热辐射进行检测的技术，常见的应用有红外热成像、红外测温等方面。

在电力线路运行中，红外检测技术也被广泛应用，主要用于检测电力设备的热状态，及时发现故障和缺陷，保障电力系统的正常运行和安全。

一、红外检测技术的基本原理红外检测技术利用物体发出的热辐射来检测物体的温度分布，一般通过红外热像仪或红外测温仪来实现。

红外热像仪可以将物体的红外辐射图案转换为可见光图案或热成像，显示出物体的温度分布情况，可以全面地反映出物体的热状态；红外测温仪则只能测量物体表面的温度，并不具备图像显示功能。

1. 检测电力设备的热状态红外检测技术可以检测电力设备的热状态，及时发现故障和缺陷。

例如，发电机的绕组和轴承是电力设备中容易出现故障的部件，如果出现过高的温度，可能意味着绕组或轴承存在异常情况，及时发现并处理故障，可以避免电力系统停机，保障电力系统的正常运行。

在电力系统的运行中，电器设备会产生一定的热负荷，如果热负荷过大，则会导致电器设备的寿命缩短，甚至造成故障。

红外检测技术可以直接反映出电力设备的热负荷情况，有助于电力系统的运行管理和维护。

3. 检测线路的负载均衡在电力系统的运行中，各个电力线路的负载应该保持均衡，如果出现一个电力线路负载过大，另一个电力线路负载过小的情况，则可能会对电力系统的运行产生不良影响。

红外检测技术可以检测电力线路的负载均衡情况，并及时采取措施调整负载均衡，保证电力系统的正常运行。

4. 检测电力系统中的灾害隐患在电力系统的运行中，由于各种原因，可能会出现一些灾害隐患，例如电器设备老化、电线老化、电力系统过载等，这些灾害隐患会对电力系统的安全稳定运行造成威胁。

红外检测技术可以对电力系统中的隐患进行检测，及时发现问题并采取措施，保障电力系统的安全稳定运行。

相较于传统的检测方式，红外检测技术有以下优势：1. 可以远距离、不接触、不破坏地检测电力设备的热状态和热负荷情况，使得电力系统的运行管理更加便捷和安全。

红外热成像技术在电气设备检测中的应用研究红外热成像技术是一种基于物体表面的热辐射能识别和计量物体表面热量分布的检测技术。

它能够快速、无损地检测出电气设备中的异常热源问题，该技术在电气设备检测的实践中得到了广泛应用。

一、红外热成像技术的原理和特点红外热成像技术是基于物体表面的热辐射能识别和计量的检测技术，它把物体表面辐射的红外线能量转化成电信号，再通过电子处理器处理成可视化信息。

这种技术能够快速、无损地检测出电气设备中的异常热源问题，检测非常方便，而且检测结果直观。

二、红外热成像技术在电气设备检测中的应用1、电力系统检测在电力系统中，红外热成像技术可以检测电力设备故障中的发热情况，比如高压线路、变压器、电缆头等问题。

例如变压器故障，由于变压器绕线中存在接触点问题或者乱纤维、重叠导致局部发热，可以使用红外热成像技术检测出来，避免出现故障，从而提高电力系统的可靠性和安全性。

2、工业设备检测在工业生产中，大量的机器设备中都会存在潜在的故障情况，而这些故障很大程度上存在于机器内部难以观察的地方。

这时候可以使用红外热成像技术，通过检测物体表面的热量变化来发现和诊断机器的潜在故障，及时处理问题，避免出现产生生产延误或者周期性停机的情况。

3、建筑设计检测在建筑设计中，为了保证建筑房屋的保温性和密封性，需要对建筑中的绝缘体能够进行严密的监测，但是传统的测量方法不仅费时费力，而且破坏空间结构。

而红外热成像技术检测方法在建筑绝缘材料中的热工性能和密封情况等方面，用居民透视图的方式快速测量出来，保证了建筑的安全性和图纸设计的合理性。

三、红外热成像技术在电气设备检测中的发展趋势红外热成像技术在电气设备检测中的应用是不断发展的，有着以下的趋势：1、精度更高随着热成像仪的升级，精度越来越高，能够处理更多的信息。

同时，新的可视化功能也能够提升检测精度，使得检测出来的问题更精准。

2、更广泛的应用红外热成像技术在电气设备中的应用不仅仅是局限于电力系统和工业设备的检测，还可以应用在安防、医疗等领域上，因此未来这种技术的应用范围会更广泛。

红外热成像技术在电力设备带电检测中的应用摘要：本文首先介绍了红外热成像技术基本原理和过热缺陷判断中常用到的参数，然后，论述了红外检测操作的流程方法和注意事项，在此基础上，结合现场实例，利用红外热成像技术对设备的发热缺陷进行检测和诊断，为现场红外热像带电检测工作提供参考。

关键词：红外热像；电力设备；带电检测；故障诊断0.引言红外热成像技术作为一种带电检测和在线监测手段，广泛地应用于电力系统设备过热检测、SF6气体泄漏检测、智能机器人巡检中[1-2]，可以及时准确地发现设备存在的缺陷，为状态评价和状态检修提供依据。

本文介绍了一种红外热成像带电检测技术，通过红外热成像仪对带电设备发热部位进行精确测量和诊断，从而有效防止设备故障，提高电网可靠性。

1.红外检测基本原理和概念物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变。

其中，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波为“红外线”。

自然界中，一切物体都可以辐射红外线。

根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，物体红外辐射功率与温度的变化规律如下：（1）式中—单位表面积发射的总辐射功率；—物体表面发射率；—玻尔兹曼常数；—绝对温度。

发射率受到材料性质、表面状态（粗糙程度、氧化膜、积污）和物体温度等多方面因素影响。

红外热像检测实质就是利用红外辐射功率和温度的对应关系将设备发射的红外辐射进行探测和显示处理的过程。

设备发射的红外辐射功率经过大气传输和衰减后，由检测仪器光学系统接收并聚焦在红外探测器上，红外辐射信号功率转换成便于直接处理的电信号，经过放大处理，以数字或二维热图象的形式显示目标设备表面的温度值或温度场分布。

设备过热缺陷类型和严重程度往往通过温升、温差和相对温差表示[3]。

2.红外热成像现场检测（1）测量环境参照体温度。

环境温度参照体应尽可能选择与被测设备相应部分类似的物体，且最好能在同一方向或同一视场中选择。

2）记录环境条件、运行条件，并设置仪器参数。

红外热成像应用场景一、概述红外热成像技术是一种利用物体辐射的红外能量来实现无接触、非破坏性检测和成像的技术。

它可以将物体表面的温度分布转化为可视化的图像，广泛应用于工业、医疗、军事等领域。

二、工业应用1. 电力行业在电力行业中，红外热成像技术常用于检测电力设备的异常情况，如电缆连接处松动、变压器绕组局部过热等。

通过对设备表面温度分布的监测，可以及时发现设备故障，并进行维修或更换。

2. 建筑行业在建筑行业中，红外热成像技术可用于检测建筑物表面温度分布，以确定建筑物内部隔墙、屋顶以及门窗等部位是否有漏风漏水问题。

通过早期发现并解决这些问题，可以提高建筑物的能源利用效率，并延长其使用寿命。

3. 汽车制造业在汽车制造业中，红外热成像技术可用于检测汽车零部件的温度分布，以确定零部件是否存在异常情况。

例如，发动机是否存在漏油、排气管是否存在漏气等问题。

通过及时发现并解决这些问题，可以提高汽车的可靠性和安全性。

三、医疗应用1. 体温检测在医疗领域中，红外热成像技术可用于非接触式的体温检测。

通过对人体表面的红外辐射进行测量，可以得到人体表面的温度分布图像，并据此判断人体是否存在发热等异常情况。

2. 乳腺癌筛查在乳腺癌筛查中，红外热成像技术可用于检测乳房表面的温度分布情况。

由于乳腺癌组织具有较高的新陈代谢率，因此其表面温度通常比正常组织高。

通过对乳房表面温度分布的监测，可以早期发现患者是否存在乳腺癌等问题。

四、军事应用1. 目标探测在军事领域中，红外热成像技术可用于目标探测。

由于物体表面的温度分布不同，因此可以通过对目标表面的红外辐射进行监测，确定目标的位置和运动状态。

2. 夜视仪在夜间作战中，红外热成像技术可用于制造夜视仪。

夜视仪通过对周围环境的红外辐射进行感应，将其转化为可见光信号，使士兵能够在黑暗中看到周围的物体和敌人。

五、结语红外热成像技术是一种非常实用的检测和成像技术，在工业、医疗、军事等领域都有广泛应用。

红外测温技术在输电线路中的应用摘要：随着电力工业向着大机组、大容量与高电压供电的方向迅速发展，保证供电系统的安全运行和保障电力设备时刻处于稳定良好的状态，成了电力管理的突出问题。

由于电力设备的热效应是多种故障和异常现象的重要原因，因此对电力设备的温度进行实时在线温度监测，是保障电力设备运行可靠的必备手段。

在供电网络发展极为迅速和网架结构日趋合理化的今天，国家对电力系统供电可靠性的要求越来越高。

因此输电线路红外热像在线测温技术在电力系统中的应用显得尤为重要。

引言我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，加强关键数字技术创新应用，加快推动数字产业化，推进产业数字化转型。

当前，能源革命与数字革命相融并进，加快电力系统数字化转型已成为推动电网和电网企业高质量发展的必由之路。

在进行电力日常供应时，为了保证变电运维的有效进行，可以通过红外测温技术的应用实现变电系统的全面检测，通过相关科技手段的运用，保证变电运维系统的稳定运行，在提升电力系统故障检测概率的同时，确保我国电力系统维持稳定供电的状态，进而保证电力供电系统的完整性。

1.红外测温技术的基本概述及应用1.1.红外热像测温技术红外热像测温技术是利用红外探测输电线路中各种电气设备表面辐射的不为人眼所见的红外线辐射状态的热信息，然后转换成温度进行显示的技术。

是一种被动的、非接触式的检测手段。

它能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度，以温度高低来判断其工作状态的正常与否。

红外热像仪就是利用该技术制作而成的检测设备，目前已在输电线路在线测温、电力设备故障诊断领域得到广泛应用。

设备的红外辐射通过大气传输到红外热像仪，热像仪中的光学系统将设备辐射的能量汇聚到探测器上，探测器将入射的辐射转换成为电信号，经过信号处理后显示出来。

对电力设备温度进行检测的过程中，应通过对温度正常值的测量合理判断电力设备的发热情况。

在红外测温技术的应用中，若想及时并精确的获取信息反馈，应保证电力系统架构体系中有足够的电流，以便于减少测量过程中的干扰因素，有效降低由于变电配件难以焦急产生的测量困难。

红外线热成像技术在电力系统中的应用摘要：随着电网的飞速发展，电源结构多元化、电力线路越来越长，为保证巡检质量，红外热成像技术应运而生。

关键词：红外热成像；电力系统0引言电力设备的红外检测诊断技术作为一项简便快捷的设备状态检测手段具有不停电、不取样、不接触、灵敏度高、快速、安全、应用范围广特点。

目前各电厂已开始应用红外热成像仪在发电机、组合电器、电动机、热力管道、阀门、封闭母线、继电保护控制盘柜、电路板、电缆接头，到变电站内的开关、刀闸、PT、CT、变压器、避雷器、套管、架空引线、绝缘子串等各种设备开展状态检测。

利用红外热像仪长期认真的观察和诊断，有效地减少设备扩大性检修，提高检修效率。

1红外线热成像仪使用管理办法1.1人员接受有关的红外热像检测技术的培训合格后，此条件作为单独巡视升压站、线路资格中的一条。

1.2红外检测仪器定期进行校验，每2年校验或比对一次，确保设备测量的准确性、可靠性。

1.3新建、扩改建或大修投运的电气设备，红外检测应在投运（24小时）后，不超过1个月内进行，并对主要设备进行精确测温，对原始数据及图像进行存档。

1.4正常运行的设备遵循每月定期普查、高温高负荷等情况下的特殊巡查相结合的原则，每月编制电气设备红外热成像评估报告。

1.5大小修前对继电保护装置和远动控制设备、二次端子箱、锅炉炉墙保温、汽机热力管道保温、安全阀门内漏等情况进行红外热成像检测评估。

2红外热成像技术原理物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。

其中波长为0.78—2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0—1000微米的部分称为热红外线。

红外线在地表传送时，会受到大气组成物质(特别是H2O、CO2、CH4、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μ—5μm及长波8—12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission)，通称大气窗口(Atmosphericwindow)，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。

电气化工程设计中的红外线热成像技术应用随着科技的进步，红外线热成像技术在电气化工程设计中的应用越来越广泛。

红外线热成像技术是一种利用物体辐射出的红外热能来绘制热图的无损检测方法。

在电气化工程设计中，红外线热成像技术可以发挥重要作用，例如故障诊断、温度监测、能源管理等。

本文将详细介绍红外线热成像技术在电气化工程设计中的应用。

首先，红外线热成像技术在电气故障诊断中的应用不可忽视。

电气设备在运行过程中，由于过载、短路、接触不良等原因，会产生热量。

利用红外线热成像技术可以实时监测电气设备的热量分布情况，及时发现潜在故障，预防事故的发生。

例如，在变电站中，使用红外线热成像仪可以检测变压器、断路器、隔离开关等设备的温度变化，准确判断设备是否存在异常情况，及时采取措施，确保电气设备的安全运行。

其次，红外线热成像技术在温度监测方面的应用也非常重要。

电气设备的温度是设备运行状态的重要指标之一，过高或过低的温度都会对设备的安全和使用寿命产生影响。

传统的温度测量方法往往无法覆盖大范围，且需要接触被测物体，不够安全和实时。

而红外线热成像技术可以在不接触物体的情况下，实时获取物体表面的温度分布图像。

例如，在电子设备生产线上，使用红外线热成像仪可以对设备进行温度检测，准确掌握设备的运行状态，及时发现温度异常，避免设备过热或过冷导致的损坏。

此外，红外线热成像技术在能源管理方面的应用也颇具潜力。

电气设备在运行过程中会产生热量消耗能源，在能源管理中，我们需要尽量减少能源的浪费和损耗。

利用红外线热成像技术可以定量测量物体表面的温度分布情况，进而对能源的使用情况进行评估和优化。

例如，在工业生产中，使用红外线热成像仪可以监测设备的热量分布，找出热能流失严重的地方，优化设备的布局和绝缘措施，减少能源的浪费，提高能源利用率。

此外，红外线热成像技术在火灾监测中也发挥重要作用。

在电气化工程设计中，防火安全是至关重要的。

红外线热成像技术可以检测设备或建筑物中可能存在的火灾隐患。

红外检测技术在电力线路运行中的应用1. 引言1.1 红外检测技术简介红外检测技术是一种利用热辐射进行检测的技术，通过测量目标物体的红外辐射能量来获取目标体表温度和表面分布信息。

红外辐射是指波长在0.76μm到1000μm范围内的辐射，在这个波长范围内，物体发出的红外辐射强度与其温度密切相关。

红外检测技术可以在没有物理接触的情况下对目标进行探测，避免了对目标的干扰，具有非接触、快速、准确等优点。

红外检测技术广泛应用于各个领域，如安防监控、工业设备检测、医疗诊断等。

在电力行业中，红外检测技术也发挥着重要作用，可以帮助提高电力线路的安全性和稳定性。

通过红外检测技术，可以实时监测电力线路的工作状态，及时发现线路存在的潜在问题，预防故障的发生。

红外检测技术还可以用于监测电力线路的温度变化，帮助预防电力线路过载、短路等问题的发生。

红外检测技术在电力线路运行中的应用具有重要意义，有助于提高电力线路的安全性和可靠性。

1.2 电力线路运行中存在的问题电力线路在运行过程中存在着各种问题，其中最主要的问题包括线路故障、温度异常和安全隐患。

电力线路故障可能是由于设备老化、外部损坏等原因导致，一旦发生故障，将会造成停电、电压不稳定等严重后果。

而电力线路的温度异常则可能是由于设备过载、接触不良等问题引起，过高的温度将会加速设备老化，甚至可能造成火灾等安全问题。

电力线路的安全隐患也是一个不容忽视的问题，例如设备绝缘破损、接地不良等问题都会带来一定的安全风险。

2. 正文2.1 红外检测技术在电力线路故障预防中的应用红外检测技术在电力线路故障预防中的应用是一项非常关键的技术，可以在电力系统运行过程中及时发现潜在问题，并采取相应的措施来避免故障的发生。

通过使用红外摄像头对电力线路进行监测，可以实时检测电力设备的热量分布情况，从而识别出潜在的故障点。

红外检测技术可以用于检测电力设备的热异常情况。

当电力设备出现故障或者存在潜在问题时，会导致局部温度升高，这种温度异常可以通过红外检测技术直观地显示出来。

红外成像技术在大型发电厂的应用【摘要】红外诊断技术是一种诊断电气设备故障的非接触式的检测手段，可以显示故障部位和故障的严重程度，能够进行设备缺陷热分布场的分析，比传统的预防性试验相比，不仅减少了设备停电时间，更能有效的检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷，可准确判断内部、外部故障的具体部位，在对电气设备运行工况的状态诊断中发挥了巨大的作用。

本文就红外成像在电厂的应用情况做一些初步分析和研究，同时提出了几点建议。

【关键词】红外热成像仪发射率电流致热型设备缺陷电压致热型设备缺陷相对误差法；热像特征（热谱图）1 前言总所周知，电气设备会由于某些电气元部件运行中逐渐出现松动、破裂、锈蚀等造成接触电阻增加，致使电气元部件温度升高，出现热异常现象，所以电气设备的发热性缺陷大都不是突发性的，会经历一个发生、发展到事故的过程。

目前，对一些有发展性的缺陷用传统手段较难准确发现，特别是一些在运行中较易发热的设备缺陷，要到设备发热到一定的程度后（一般都已造成运行设备不同程度的损坏）才能被发现，延误了设备缺陷的及时发现和处理。

应用红外热成像技术对电气设备进行检测能及时有效地发现和识别运行中设备的发热部位及隐患，为分析缺陷的原因及缺陷的程度提供了科学依据，与传统的测温方式（如热电偶、不同熔点的蜡片等放置在被测物表面或体内）相比，热像仪可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度，通过扫描，还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图，而且灵敏度高，不受电磁场干扰，便于现场使用。

它可以在-20℃～2000℃的宽量程内以0.05℃的高分辨率检测电气设备的热致故障，揭示出如导线接头或线夹发热，以及电气设备中的局部过热点等等。

所以，红外测温和热成像设备得以广泛使用，以利于采取合理可靠的处理措施，杜绝恶性、突发性设备事故发生。

由于红外成像设备的性能、使用操作、数据分析有较高的要求，因此，检测人员素质、检测仪器性能、受检对象情况、检测位置的选择、检测条件（环境影响）、数据分析水平等对诸多因素影响着红外成像设备检测的准确性。

热成像技术在电力设备状态监测中的应用研究随着电力行业的不断发展，电力设备在生产和运行过程中的安全和可靠性问题也越发突出。

因此，研究电力设备状态监测技术已成为当下电力行业研究的热点之一。

热成像技术是一种非接触、高效、先进的温度测量方法，已经被广泛用于电力设备的状态监测中。

本文旨在探讨热成像技术在电力设备状态监测中的应用研究。

一、热成像技术介绍热成像技术又称为红外热像技术，是一种基于高分辨率红外探测器的高精度测温技术。

红外探测器可对电力设备表面所产生的辐射热进行实时监测，实现对电力设备表面温度分布的高清晰图像实时捕捉。

这种非接触式、高效率、并且不会对设备造成损害的测温方法，成为了电力设备状态监测的首选。

热成像技术的主要测温原理是，所有物体都处于一定的温度状态下，这些物体发出的红外辐射与物体的温度有关。

热成像仪通过对物体表面的红外辐射进行捕捉，能得到物体温度的分布情况，从而可以实时监测电力设备表面的温度分布状况。

热成像技术准确实时地反映了设备的运行状态和工作状况，能够监测电力设备的温度均衡性、热交换效率、散热情况等信息。

二、热成像技术在电力设备状态监测中的应用1. 热成像技术在高压电器状态监测中的应用高压电器是电力系统中的关键设备，其稳定性和安全性直接影响到电力系统的安全运行。

热成像技术在高压电器的状态监测中被广泛应用，能够实时监测高压电器的表面温度，定位电器设备的热点位置，准确判断电器故障类型，有效降低电器故障率。

通过热成像技术，可以有效地实现对高压设备状态的实时监测，提高设备的安全性和可靠性，从而保证了电力系统的稳定运行。

2. 热成像技术在发电机状态监测中的应用发电机是电力系统中最重要的设备之一。

热成像技术在发电机状态监测中的应用，能够及时监测发电机内部的热点位置和热点的温度分布，识别发电机的故障类型，从而有效地预防和处理故障。

热成像技术的应用还能实现对发电机转子和定子的定期检测，从而保证发电机的安全运行。