高泽梅
国网山西省电力公司吕梁供电公司，山西 吕梁033000
摘要：线路绝缘子主要承担着连接导体和电气绝缘的功能，是整个电力系统的重要的组成部分。由于绝缘子在生产过程中会造成一定的缺陷，以及受到自然环境的影响，绝缘子会自然劣化，绝缘性能不断减弱，绝缘子串的闪络概率将增大，最终造成电网运行的不稳定，而电力事故发生的概率也将增大，给生产生活带来不利的影响。因此绝缘子的定期检测与及时维修对于维护保障电网的安全至关重要。
关键词：SF6气体；红外热成像；负电晕检测；自加热金属板
引言
伴随着经济，近年来国内能源消耗迅速增长，电力系统必须提高供电可靠性，以确保人民对稳定电力的需求。因此，电力系统电路检查中的问题变得越来越重要。无人机可以快速而全面地检查电路以识别电路问题。但是，无人机在漫游作业过程中捕获的图像非常令人不安，如果不改进故障诊断和定位，很难直接从图像中获取有用的信息。同时，由于所遇到的错误类型多种多样，因此提取和分解图像元素非常困难，因为需要使用不同的诊断方法来识别错误。红外接口将不可见的光能转换为电报，并转换为显示设备上显示的视觉信息。使用颜色可以确定电气线路或电气设备是否出现故障。本主题介绍了一种高分辨率红外摄像机故障检测方法，用于捕获电路图像，进一步处理可能导致图像数据采集中断的客观因素，以提高图像清晰度，帮助员工进行评估并正确分析故障诊断路径。
1热成像测温技术简介
任何物体只要高于绝对零度（-273.15℃）时，都会不断地以电磁波的形式向外发出辐射电磁波，辐射的能量中包含各种波长的电磁波，其中波长在0.76～1000μm范围内为红外线，热作用强，又称为红外热辐射。红外热成像测温技术正是利用被测物体的红外辐射能量和自身温度的关系来达到测温的目的，其理论基础是普朗克辐射定律，该定律揭示了黑体的辐射能量和波长以及热力学温度的关系。通过红外热像仪传感器探测物体的红外辐射，经过一系列的信号和数据处理，把红外辐射信号转化成温度值和可视化红外热图像。
2红外吸收特性
外吸收特性是指分子当受到含有频率较丰富的红外光照射时，分子会吸收某些特定频率的光，使分子从基态跃迁到激发态，并减弱吸收频率区域的红外照射光的光强。在一定条件下，其吸收峰值的强度与样品物质的浓度成正比关系。因此，可以通过分析气体分子的红外光谱达到测定样品浓度的目的。实验研究表明，SF6在10.6μm的红外辐射强度下具有极强的吸收峰。
3 SF6的红外热成像检漏技术和负电晕检测技术在GIS带电检测中的联合应用
3.1火花间隙检测
火花间隙检测需要检测人员逐塔攀登，逐片绝缘子进行检测，完成依靠作业人员进行听声音诊断判断，如果检测环境噪声超过60dB，该方法准确率就会降低［。火花间隙法工作原理是依据单位长度的空气介质在发生电压击穿时会产生放电声来检测。因为劣化绝缘子电压降小于火花间隙的放电电压，火花间隙之间的空气不足以被击穿，所以就不会产生放电声音，检测人员通过判断有没有产生放电声就可以判断绝缘子是否劣化，但不能判断是否为零值绝缘子，仅能判断劣化。通过火花间隙法模拟试验发现:11片绝缘子中编号为2的绝缘子无声响、不亮光，通过以上特征判断绝缘子试验结论不合格。结合2号绝缘子绝缘电阻为3MΩ，验证了零值绝缘子检测的正确性，但4号绝缘子未检出。
3.2 AMG8833热像仪传感器
本系统传感器选用松下Grid-EYE红外阵列传感器AMG8833，采用一体化的紧凑SMD封装，是基于先进MEMS技术的高精度红外阵列传感器。通过8×8（64像素）实现了二维区域的温度检测，根据被测物体表面的温度和其周围温度之间的差值来计算热损失，从而识别体感温度，得知被测物体的温度分布。该传感器不仅能够检测到移动的人体或物体，还能检测到静止物体的发热位置和表面温度，温度测量范围为0℃～80℃，精度为±2.5℃，可以从远达7m的位置检测人体。传感器通过IIC进行通信，系统中连接到STM32控制器时，正常工作状态下将通过IIC返回一组64个单独的红外温度读数，STM32控制器再对得到的数据进行后续处理。AMG8833红外热像仪传感器结构紧凑而简单，便于集成，广泛应用在多功能电器、安防设备、门禁控制等多个行业，从而实现设备的智能化。
3.3红外热成像检漏仪的周边环境
红外辐射原理是基于不同气体和环境温度所产生的不同辐射容量。如果选择温度差大于要测量的对象，则可以更好地检测到该对象。天空的温度被认为几乎是绝对零度，因此天空是理想的照片背景。对于天空背景，SF6可提供更好的结果。但是，在实际项目中，通常无法将天空用作背景。尤其是当环境温度和设备温度接近时，光靠红外线很难检测到结果。环境温度可以通过其他热源(例如b .手、身体、热水瓶等。)加热，从而产生人体温差，使SF6中的泄漏明显可见。
3.4热红外视频技术诊断
由于温度高、运行时间长、设备老化等原因，电力线出现了各种干扰。在电力系统运行期间，电路承受较高的负荷，电路具有电阻、较高的连接温度和较高的连接速度，从而有可能导致系统无法正常工作。因此，您必须检查电路是否有错误，并注意损坏的零件。当使用无人机带外热成像时，并非所有热扰动都被检测到，这是分割导线电压热分析的一部分。使用带有红外线传感器的自动检测电路来获取各种设备的图像信息。使用红外图像检测目标温度，根据获得的数据确定目标温度，并应用适当的检测工具，以便及早检测潜在或现有的故障并及早发出故障警报。电流和电压热是电机回路和设备的主要故障类型以及相应的电源和设备。
3.5 SF6红外热成像检漏技术和负电晕检测技术在GIS带电检测中的联合应用
红外热成像仪可实现非接触式带电检测，但其体积大、重量重，对于狭小的地方尤其是犄角处检测效果并不理想，特别是当环境温度和设备温度接近且SF6泄漏量较小时，往往难以发现SF6泄漏。负电晕检测仪具备体积小，重量轻、造价低的特点，且探头部分可以弯曲，适合于检测发生在狭小处的泄漏，但其无法实现SF6的可视化。因此，可将两者结合起来使用，发挥各自的优越性。
结束语
输电线路的巡检是电力系统中非常重要的一个环节，高效准确的巡检方法能够有效地保证电力系统的供电稳定性，提升电能质量，促进社会经济蓬勃稳定发展。本课题综合分析了无人机结合红外成像技术巡检的优点，利用无人机搭载红外成像装置获取巡查输电线路的大量图像信息，并通过分裂导线耐张线夹故障来验证红外成像诊断方法的准确性。该方法能够对装置故障进行初步判定，从而预防输电线路故障的发生和故障发生后的进一步蔓延，在实际操作中起到重要作用。
参考文献
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