红外热成像技术在变电一次设备故障检查中的应用优化

引言

变电一次设备属于电力系统的关键构成部分，其运行状况会直接对电力系统的安全与稳定产生影响，要是变电一次设备发生故障，就有可能引发局部乃至大面积停电，造成严重的经济损失以及社会影响[1]。传统的变电一次设备故障检查方式，像定期巡检、预防性试验等，存在检测周期长、效率不高、难以察觉早期潜在故障等状况。红外热成像技术借助检测物体表面的红外辐射能量，并将其转化为可视化的热图像，可直观呈现设备的温度分布情形，快速且准确地找出设备的过热故障等异常情形。近些年来，红外热成像技术在变电一次设备故障检查中的应用变得日益广泛，不过依旧存在一些有待优化的问题，开展相关应用优化研究有重要的现实意义。

一、红外热成像技术在变电一次设备故障检查中的原理

红外热成像技术所依据的原理是任何温度高于绝对零度的物体都会持续不断地向其周围空间发射红外辐射。红外热像仪可接收物体表面发射出的红外辐射，并把它转变为电信号，经过的处理与转换后，形成可反映物体表面温度分布情况的热图像[2]。由于不同温度的物体发射出的红外辐射能量存在差异，在热图像上呈现出不同的颜色与亮度，借助这种方式可直观地判断设备的温度状况。

二、红外热成像技术在变电一次设备故障检查中的应用优化策略

2.1 设备选型与参数设置优化

2.1.1 合理选择红外热像仪

当挑选红外热像仪之时，需要全面考量设备的检测需求、性能指标以及价格等诸多因素。针对变电一次设备故障检查而言，应当挑选有较高分辨率、灵敏度以及温度测量精度的红外热像仪。比如说，分辨率较高的红外热像仪可更为清晰地呈现设备的温度分布细节，对发现微小的温度异常有帮助。要考虑红外热像仪的波长范围，不同的波长范围适用于不一样的检测场景。一般情况下，中波红外热像仪适用于高温目标的检测，长波红外热像仪适用于常温和低温目标的检测。

表 1 不同类型红外热像仪的主要性能指标对比

2.1.2 优化设备参数设置

运用红外热像仪开展检测工作之时，需依据检测对象以及环境状况对设备参数给予合理设定。比如调节红外热像仪的焦距，让检测目标可清晰成像。设定适宜的温度范围以及调色板，以此更精准地呈现设备的温度分布。针对不同的检测场景而言，或许要对红外热像仪的发射率设置作出调整。发射率乃是对物体表面辐射能力的一种度量，不同材质的物体其发射率存在差异，要是发射率设置不准确，便会致使温度测量出现误差。

2.2 检测环境控制优化

（1）选择合适的检测时间

检测时间的挑选对于红外热成像检测结果而言有着关键影响。需要避开在强光照射、高温以及高湿度等这类恶劣环境状况下开展检测。一般挑选在夜间或者阴天的时候进行检测，所取得的效果会比较理想，在这个时段环境温度相对较低，背景辐射所产生的干扰较小，可更为精准地检测设备的温度。比如说，在夏季高温的那段时间，设备自身的温度比较高，并且还会受到太阳辐射的作用，最终会致使检测结果出现不准确的情况，然而在夜间的时候，设备的温度相对处于稳定状态，可更为真切地呈现设备的运行情形。

（2）控制检测距离和角度

检测距离以及角度对于红外热成像检测结果会产生影响[3]。要是检测距离太远，那么红外热像仪所接收到的红外辐射能量就会减少，致使检测精度降低；要是检测距离太近，就有可能对检测人员的操作安全造成影响。一般情况下，需要依据红外热像仪的镜头参数以及检测目标的大小，来挑选适宜的检测距离。并且要让红外热像仪与检测目标保持垂直状态，防止拍摄角度过大而造成温度测量出现误差。比如在检测高压套管的时候，应当让红外热像仪与套管处于垂直状态，以此来精确测量套管的温度分布情况。

2.3 数据处理与分析优化

（1）数据预处理

在开展红外热成像数据分析工作之前，需要先对采集得到的热图像实施预处理。预处理囊括图像去噪以及提高对比度等相关操作。图像去噪可将热图像里的噪声干扰给予去除，提升图像的质量，常用的去噪方法包含中值滤波、均值滤波等。提高对比度可让热图像中的温度差异更为较大，利于观察与分析，比如借助直方图均衡化等方式可提高热图像的对比度。

（2）故障诊断与分析

数据处理时要构建完备的故障诊断和分析模型。依照变电一次设备正常运行的温度范围以及历史故障数据来设定温度阈值。一旦检测到设备温度超出阈值便判定可能存在故障，并且结合设备结构与工作原理对故障类型做分析，像隔离开关触头温度过高，或许是触头接触不良、氧化等因素造成的。借助建立故障诊断专家系统把红外热成像数据和专家知识融合，能提升故障诊断的准确性与效率，比如某供电局建立故障诊断专家系统，把红外热成像检测数据输入系统，系统可自动分析并给出故障类型以及可能的故障原因，极大提高了故障处理的效率。

三、应用优化策略的实施与效果评估

3.1 实施流程

在变电一次设备故障检查里实施红外热成像技术的应用优化策略时，要构建完备的实施流程。首先要制订详尽的设备选型以及采购计划，依据检测需求挑选适宜的红外热像仪。接着要对检测人员开展专业培训，让他们掌握红外热像仪的操作办法以及参数设置窍门。在检测进程中，需严格依照优化后的检测环境控制要求来开展检测。检测结束后，要对采集到的数据做预处理和分析，借助故障诊断模型实施故障诊断，依据诊断结果制订相应的处理举措，并且对处理效果进行跟踪与评估。

3.2 效果评估指标

对于应用优化策略效果的评估而言，需要构建科学的评估指标。常见的评估指标有故障检测准确率、故障处理及时率以及设备故障率下降率等。故障检测准确率所指的是，借助红外热成像检测精准找出的故障数量与实际存在的故障数量之间的比率。故障处理及时率指的是，从发现故障直至采取处理措施的时间符合规定标准的故障数量与总故障数量的比率。设备故障率下降率是指，在实施优化策略之后设备故障率与实施之前设备故障率的差值同实施前设备故障率的比率。凭借这些评估指标，可对应用优化策略的效果进行客观评价。

结语

红外热成像技术于变电一次设备故障检查方面有着关键应用价值，然而在实际运用时存在一些问题。借助设备选型以及参数设置优化、检测环境控制优化、数据处理与分析优化等应用优化策略，可提升红外热成像技术在变电一次设备故障检查中的准确性与可靠性。

参考文献

[1]艾叶,毕瑞轩,陈丽娜,等.基于红外热成像技术的交流特高压变电一次设备带电检测研究[J].家电维修,2025,(04):110-112.