红外热成像温度监视系统（WINFOSS-TF5）红外成像温度监视装置 红外成像温度监视系统

红外热成像温度监视系统（WINFOSS-TF5）可针对变电站发电机组碳刷室或变压器机组进行监测，通过在该环境内安装可见光摄像头、红外热成像摄像头，将采集到的可见光图像、红外图像上送到视频监视服务器，实现在主控室24小时监测保护装置运行和发热情况，判断是否存在异常过热情况，提高对装置运行的感知和监视能力，避免危险事故发生，保障人身、设备和电网安全。

电力设备的故障有多种多样，但大多数都伴有发热的现象。从红外诊断的角度看，通常分为外部故障和内部故障。众所周知，电力系统运行中，载流导体会因为电流效应产生电阻损耗，而在电能输送的整个回路上存在数量繁多的连接件、接头或触头。在理想情况下，输电回路中的各种连接件、接头或触头接触电阻低于相连导体部分的电阻，那么，连接部位的损耗发热不会高于相邻载流导体的发热，然而一旦某些连接件、接头或触头因连接不良，造成接触电阻增大，该部位就会有更多的电阻损耗和更高的温升，从而造成局部过热。此类通常属外部故障。

外部故障的特点是：局部温升高，易用红外热像仪发现，如不能及时处理，情况恶化快，易形成事故，造成损失。外部故障占故障比例较大。

所谓高电压电器设备的内部故障，主要是指封闭在固体绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的各种故障。由于这类故障出现在电气设备的内部，因此反映的设备外表的温升很小，通常只有几K。检测这种故障对检测设备的灵敏度要求较高。

内部故障的特点是：故障比例小，温升小，危害大，对红外检测设备要求高。

根据相关单位提供的长期实测数据及大量案例的综合统计，电力设备外部热缺陷一般占设备缺陷总指数的90％～93%，内部热缺陷仅占7%～10%左右。

在电力行业，很早就将热像仪运用于设备的安全检修上，通过其对电气设备和线路的热缺陷进行探测，如变压器、套管、断路器、刀闸、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、组合电器、绝缘子串、低压电器以及具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备的二次回路等，这对于及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到非常关键而有效的作用。        

采用红外成像技术可开展以下电力设备状态检测与故障诊断工作。

l   高压电气设备运行状态检测与内、外中心故障诊断：

l   各类导电接头、线夹、接线桩头氧化腐蚀以及连接不良缺陷；

l   各类高压开关内中心触头接触不良缺陷；

l   隔离刀闸刀口与触片以及转动帽与球头结合 不良缺陷；

l   各类CT一次内中心及外中心连接不良缺陷、本体及油绝缘不良缺陷以及内中心铁芯、线圈异常不良过热陷；

l   各类PT绝缘不良缺陷、缺油以及内中心铁芯、线圈异常不良过热缺陷；

l   各类电容器过热、耦合电容器油绝缘不良和缺油（低油位）缺陷；

l   各类避雷器内中心受潮缺陷、内中心元件老化或非线性特性异变缺陷；

l   各类绝缘瓷瓶表面污秽缺陷，零值绝缘子检测，劣化瓷瓶检测；

l   发电机运行状态检测、电刷与集电环接触状态检测、内中心过热检测；

l   电力变压器箱体异常过热，涡流过热，高、低压套管上、下两端连接不良以及充油套管缺油（低油位）缺陷；

l   各类电动机轴瓦接触不良以及本体内、外中心异常过热。

随着在线监视系统和无人值守变电站的逐渐普及，采用在线热像智能监测系统对设备的发热状态进行实时监视，弥补人工巡视和无人值守在安全运行中的薄弱环节成为一个重要选择。

技术方案

l   系统架构

l   采集方式

在保护室内，通过在屏柜前面安装可见光摄像头，实时监测装置显示屏、运行指示灯和压板状态；在屏柜后侧安装红外热成像摄像头（或可见光摄像头），实时监测装置后排端子和屏柜两侧端子排温度（或可见光图像）；在屏柜顶端安装烟雾传感器，实时监测屏柜内烟雾情况；

l   通信方式：

可见光摄像头、红外热成像摄像头和烟雾传感器均采用以太网通讯方式，通过光电交换机，将电信号转化光信号，通过保护室和主控室之间的光纤连接，将采集到的的视频流、图像信息和烟雾传信息送至主控室，通过主控室的光电交换机，将光信号转化为电信号，送至视频监视服务器。

l   分析和展示方式：

在主控室内，安装视频监视服务器、显示器，将上送的视频流、图像信息和烟雾传感信息进行智能分析，对视频流进行解析，对采集到的可见光图像、红外热成像图像进行基于人工智能的算法分析，对装置运行情况，发热情况进行分析，若出现异常情况，超过设置阈值，立刻进行告警推送，可联动声音设备进行告警提醒。

同时，可显示24小时的现场实时监视画面、烟雾监测情况和数据分析结果，提供人机友好界面，可设置告警阈值、分析结果上送间隔和时间，以及控制现场摄像头等功能。

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