隨著夏季用電高峰的到來(lái)，電網(wǎng)設(shè)備也面臨著日漸增加的“烤驗(yàn)”。在無(wú)人機(jī)電力日常巡檢、精細(xì)化巡檢及故障排查中，紅外熱成像已成為一項(xiàng)不可或缺的重要手段。那么，在電力巡檢中，紅外熱成像到底能發(fā)揮怎樣的作用?

  什么是紅外熱成像技術(shù)？

  在我們的日常生活中，除了拍照常用的可見(jiàn)光傳感器外，還有各種各樣感知傳感器被人類(lèi)所利用，以延伸和擴(kuò)展我們的感知能力，紅外傳感器就是其中的一種?？梢?jiàn)光傳感器捕捉的是可見(jiàn)光，同理，紅外傳感器捕捉的就是紅外線(xiàn)。

  自然界中的一切物體，只要其溫度高于絕對(duì)零度(-273.5℃)，都能輻射紅外線(xiàn)。紅外線(xiàn)輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，在現(xiàn)代物理學(xué)被稱(chēng)為熱射線(xiàn)。

紅外熱成像示意圖

  相比于傳統(tǒng)可見(jiàn)光攝像機(jī)需要依靠自然或環(huán)境光照進(jìn)行攝像監(jiān)控，紅外傳感器無(wú)需光線(xiàn)，只需依靠物體自身輻射的紅外熱能即可清晰的成像，即使是完全黑暗的環(huán)境中，都可以讓物體清晰可見(jiàn)。

  電力設(shè)備為什么需要檢測(cè)溫度？

  電力設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材料通常受溫度影響較大。在正常運(yùn)行時(shí)，電力設(shè)備就會(huì)產(chǎn)生一定的熱度。但隨著電力設(shè)備的老化或由某些接觸點(diǎn)生銹、接觸不良引起電阻增大，電流過(guò)大，電壓異常等，設(shè)備會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱異?，F(xiàn)象。因此，檢測(cè)溫度能很好地了解電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，幫助運(yùn)維人員及時(shí)排查缺陷。

電力設(shè)備溫差示意圖

  紅外熱成像在電力巡檢中的優(yōu)勢(shì)

  1. 非接觸，更安全。紅外熱成像技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不觸體的特點(diǎn)，在監(jiān)測(cè)和排查電力設(shè)備時(shí)無(wú)需直接觸碰，有效避免事故發(fā)生。同時(shí)，由于不需要與被測(cè)物接觸，紅外熱像儀可在電力設(shè)備帶電時(shí)進(jìn)行檢測(cè)工作，降低成本。

  2. 成像直觀(guān)，易發(fā)現(xiàn)異常。通過(guò)對(duì)溫度的精準(zhǔn)感知，紅外熱成像可以直觀(guān)顯示出溫度異常處，便于發(fā)現(xiàn)故障及隱患。

  3. 不受電磁干擾。高壓線(xiàn)、變電站附近通常有較大的磁場(chǎng)干擾，而紅外熱像儀的工作波段在 3 ～ 5 μm和 7.5 ～ 13 μm，與電磁頻譜相隔甚遠(yuǎn)，即使在強(qiáng)電磁場(chǎng)的場(chǎng)所使用也不會(huì)受到干擾，得到穩(wěn)定、可靠的熱成像。

  4. 覆蓋廣，更高效。在電力巡檢中，紅外熱像儀經(jīng)常與無(wú)人機(jī)搭配使用，在檢測(cè)熱點(diǎn)故障時(shí)，搭載紅外熱像儀的無(wú)人機(jī)往往與設(shè)備保持幾米、幾十米的距離，輕易實(shí)現(xiàn)大面積檢測(cè)。在視場(chǎng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)異常情況后，運(yùn)維人員再針對(duì)性進(jìn)行檢測(cè)，巡檢效率極高。

采用無(wú)人機(jī)搭配紅外熱成像進(jìn)行電力巡檢

  紅外熱成像判讀小技巧

  有經(jīng)驗(yàn)的電力巡檢人員能很快地借助熱成像發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的缺陷，并根據(jù)熱態(tài)將缺陷進(jìn)行評(píng)級(jí)分類(lèi)，如一般缺陷、嚴(yán)重缺陷、危急缺陷等。他們常使用的判讀方法有：表面溫度判斷法、同類(lèi)比較法、相對(duì)溫差法等。

  1. 表面溫度判斷法：

  大疆禪思 Zenmuse 系列熱成像相機(jī)的區(qū)域測(cè)溫功能可以快速幫助判斷表面溫度，只需框選任意區(qū)域，就能獲得該區(qū)域的溫度平均值、最高值、最低值。

  2. 同類(lèi)比較法：

  使用點(diǎn)測(cè)溫功能，分析比較同組三相設(shè)備、同相設(shè)備之間及同類(lèi)設(shè)備之間對(duì)應(yīng)部位的溫差。

  3. 相對(duì)溫差法：

  使用等溫線(xiàn)功能，直觀(guān)顯示畫(huà)面中不同的溫度區(qū)間，可以迅速發(fā)現(xiàn)異常溫差。

  以“預(yù)知“代替“搶救“

  在電力運(yùn)維中，紅外熱成像等感知技術(shù)的應(yīng)用能準(zhǔn)確直觀(guān)地發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，協(xié)助判斷電力設(shè)備狀態(tài)，幫助現(xiàn)代電力運(yùn)維從傳統(tǒng)的“定期維修”、“故障維修”轉(zhuǎn)化為“預(yù)知性檢修”，全面提升電力供應(yīng)的穩(wěn)定性與可靠性。

禪思 XT2 雙光熱成像相機(jī)

  電力工作人員采用大疆經(jīng)緯 M210 RTK 飛機(jī)搭載禪思 Zenmuse XT 系列紅外相機(jī)對(duì)復(fù)合絕緣子芯、線(xiàn)路與金具連接處和其他附屬設(shè)備進(jìn)行精確拍照檢查和測(cè)溫檢測(cè)后，形成桿塔紅外圖像，可行快速診斷、及時(shí)發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路本體發(fā)熱缺陷。巡視效率約是人工的 6 倍到 10 倍，確保了高載荷區(qū)段線(xiàn)路的安全運(yùn)行。