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动态红外测温技术在变电站中的应用
张丹耀赖永生
(福建省厦门超高压输变电局福建省厦门市361004)
摘要：红外测温技术已在我国电力系统设备巡检过程中得到广泛的应用，但目前仅仅局限于定期巡检，并未实现对设备的实时动态监测。本文应用动态红外测温技术实现了对电气设备全过程的红外测温，为状态检修提供可靠的依据，提高了电网安全稳定运行。
关键字：设备巡视红外测温动态监控

0引言
红外测温因具有快捷、方便、灵敏度高、非接触性远距离测量、无需使被测设备停运或解体等优点，因此在电力系统故障诊断中得到广泛的应用。变压器、断路器、电压互感器、电流互感器等设备由于绝缘老化或接触不良而造成温度异常变化，进而引发事故，且其结构复杂，内部缺陷不易被发现，为解决该问题，主要采用传统的热像仪或点温仪对设备进行定期巡检。而热像仪或点温仪只能根据当时的情况，不能实现动态监测更不能预测未来的情况并及时报警。此外，在巡检过程中人员的责任心，巡检时间间隔等也是比较突出的问题，这样造成很多缺陷不能被及时发现，往往等到缺陷扩大造成设备损伤时才发现。
另外，目前的红外测温系统一般采用RS232/RS485作为温度数据的传输方式，通过标准视频系统传输图像信号，由于RS232/RS485的传输速率很慢，不能实现全部温度数据的实时传输；而标准视频图像信号又不包括温度信息，不能进行温度图像分析与处理，由于高电磁场的干扰，易受干扰，影响了图像的传输。由于以上等原因，目前变电站使用的红外测温系统并不能很好的实现对设备的监控。
为解决上述问题，本文在变电站故障诊断中引入在红外测温技术进行实时动态监测，能有效预防电气设备事故的发生，对提高设备运行的安全可靠性具有重要的意义。
1常规红外测温系统技术缺陷
eq\o\ac(○,1)在传输方式上是采用1394的火线传输方式进行传输，而1394设计之初就是为了传输标准DV视频信号的，1394传输方式占用80%以上计算机CPU资源，非常容易造成死机和丢帧，特别是无法做到同步进行实时显示、分析和录制；就是说实时显示的时候就不能分析，实时分析的时候就无法录制；这样就在实际的应用中有极大的局限性。
eq\o\ac(○,2)常规红外仪所说的25帧指的是25帧的视频图象加几个点或几帧的温度数据。由于传输的是DV视频信号，温度数据采样的速度慢且少，无法获取设备温度细微变化，所获取的温度数据少。
eq\o\ac(○,3)由于温度数据和视频信号格式的不同，温度数据和DV视频图象的复合信号存在同步性的问题，导致以下两个问题：1、无法通过趋势曲线把相对应的红外图片调出来；2、实时分析的温度数据和录制后的温度数据不一致。
2动态红外测温系统技术
针对传统红外测温系统的技术缺陷，本文应用的系统采用以下技术：
eq\o\ac(○,1)在数据格式与数据处理方式上，所传输的为全数字动态红外数据流，通过无损压缩技术解析成标准的RJ45网络信号，以每秒25帧的采样频率同时传输每帧76800个有效像素点温度数据，并且能够做到同步的对红外图像实时显示、分析和存储。整个系统工作过程中只占到不到10%CPU资源。连续长时间工作的稳定性非常的好，通常在200小时以上。
eq\o\ac(○,2)传输方式上，采用有线和无线的方式进行超远距离传输，跨越了时间和空间的概念，大大降低使用人员的劳动强度。
eq\o\ac(○,3)在数据处理分析软件上，则能够瞬间调取几十个G甚至上百G的温度数据进行处理；软件采用人性化设计，操作方便，连接方式非常简单，大大的提高了数据处理的效率。
eq\o\ac(○,4)存储则采用分文件和分字节的安全存储方式，即使在突然断电的情况下，也能完全保证文件实时保存，文件不受损害，甚至硬盘损坏的情况下，能够从好的扇区里提取出有用的温度数据进行分析。
3动态红外测温系统在变电站中的应用
3.1系统构成
本系统分为监控现场(也即变电站部分)和监控中心(也即电力局监控中心部分)两个部分。在变电站部分是以红外数据服务器为中心的一套监控系统，红外数据服务器直接接入各个红外热像仪的全数字温度数据流信号，通过红外数据服务器的通讯接口（E1方式或以太网接口方式）直接接入到电力局中心。整个前端结构十分简单。在电力局监控中心，中心系统建立在现有的局域网上。在整个系统中只要增加一台中心服务器，通过电力局各个现有的计算机即可实现对各个变电站的监控。系统将各个变电站的现场监控信号（全数字红外热成像动态数据流）集中传输到局监控中心，在监控中心通过显示器可以直观地对各个变电站的现场进行巡视，其结构如图1所示。
1#2#3#MIS网用户计算机M#
监控中心

MIS交换机

某变电站
移动式全数字红外热成像仪
红外数据服务器

图1动态