行业背景资料

国家电网的建设维护关系到国家能源安全和国民的经济命脉“十三五”期间我国电网的建设规模已跃居世界首位，目前已经建成的六大跨省区电网输电线路总长度超过了115万千米，500kV及以上的输电线路也成为各区电网输电主力。

我国的国土资源辽阔，地形相对复杂、丘陵较多、平原较少，加上气象条件复杂多变的因素，给跨区电网和超高压输电线路工程建成之后的维护与保养造成巨大难度，仅仅依靠现有的检查手段和常规测试并不能满足经济的要求，也不能达到快捷的效果。无人机技术的运用，能够很好的完成电力巡检和建设规划任务，近几年得到了电力企业的认可及大规模应用。

方案需求资料

关键设备老化供电公司基础设施逐渐老化,停电、持续低压的风险与日益增加，持续低压是指电力供应中的电压下降，如此命名是因为低压通常导致灯光的亮度变暗，供电公司还面临着代价昂贵的计划外维护和成本飙升等问题。

外部发热故障：

它以局部过热的形态向其周围辐射红外线，各种裸露接头、连接体的热故障，其红外热图显现出以故障点为中心的热场分布。所以，从设备的热图中可直观地判断是否存在热故障，根据温度分布可以准确地确定故障的部位及故障严重程度。

内部发热故障：

它的发热过程一般较长，且为稳定发热，与故障点接触的固体、液体和气体，形成热传导、对流和辐射，并以这样的方式将内部故障所产生的热量不断地传递至设备外壳，从而改变设备外表面的热场分布情况。

电力生产包括发电厂内的电力生产环节以及输配电环节。这两个环节的低效导致电力产业的产能难以提高，事故时有发生。

方案概述

如何解决电力线路检测的精度和效率，一直是困扰电力行业的重大难题。  日常巡检任务艰巨,除了复杂地形挑战外，巡检人员还要与多变的气象条件作斗争，工作面临着极大的危险隐患，同时工作效率也难以得到重大提升。

使用红外热像仪，无论白天黑夜均可随时检测出远程监控站中的潜在设备故障与安全隐患，由此带来的净效应即可靠性提升，成本下降。

线路巡检

通过无人机上线作业，电力部门相关人员可以清楚判断对于一些重要的部件是否受到损坏保证输电线路的安全，保障居民的用电。除正常巡检和特殊巡检，还可将无人机应用在电网灾后故障巡检。当灾害导致道路受阻、人员无法巡检时，无人机可以发挥替代作用，开展输电线路巡查，准确定位杆塔任务，且视角宽广，能最大限度避免“盲点”。无人机巡检提高了电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带电的情况下迅速完成，比人工巡线效率高出40陪。

电力无人机还可搭载可见光、红外成像仪、紫外成像仪、光电吊舱等任务设备作业，红外成像仪能够通过温度异常变化对比值，发现隐蔽性较强的发热故障点，紫外成像仪能够利用电晕和表面局部放电的产生和增强间接评估运行设备的绝缘状况和及时发现绝缘设备的缺陷。

线路排障

电力无人机已经申请国家专利，机身通过内置机械手，可快速排除电线上的各类异物，并可实现带电环境下的即时排障。利用无人机在电力系统中排障巡检线路，有效的降低了电力企业的成本预算，还提高了电力巡检工作的效率，相比传统人工排障更加便捷安全，成为了保障电力系统正常运行的国之重器！

无人机就可以近距离地测试高压线温度。“高压线压接部分由圆管接到一起，接触不好就容易发热，所以需要用红外线测温。”无人机采用FLIR红外热像仪以后，电力巡线将不再翻山越岭，爬高上低，望远镜也将“退休”。

原理定点巡检

热成像的第一条原理是·很多组件在故障发生前受热，温度升高”，其次，每个物体都发射肉眼无法察觉的红外光谱热辐射，第三，红外热像仪将这种辐射转化为清晰的热图像，从图像中可以读出温度值，这种非接触式热数据可实时显示在监测器上，也可以发：送到数字存储装置中以便进行分析。

红外热像仪无需光线即可生成图像，能够在设备过热或隔热层：

破损导致故障前侦测到热点，红外热像仪可安装在全天候壳体内，

置于方位／俯仰云台之上，以检测变电站大片区域，由于佳讯具有各种不同焦距的镜头选件，选择范围广泛，因此，这些红外热像

仪支持全天候24/7监测各个位置。

红外热像仪识别电气组件及周围环境（如天空或云）的热信息中存在的温差，并相互对比相同组件的温度值，内置逻辑内存和数据通信允许热像仪使用用户定义的设置对比图像中的温度值，并把温度数据发送至中央监测站进行趋势分析，触发警报，生成异常报告，红外热像仪甚至能通过触发电子邮件信息通知远程办：公室内的设备管理人员发生了异常现象，因此，红外热像仪是变电站设备无人值守监控时的理想之选。

概述定点巡检

红外热像常用检测分析方法

1)表面温度判断方法。根据测得的设备表面温度值，对照有关电力设备检测规范的相关规定，可以确定一部分电流致热型设备的缺陷。

2)相对温差判断法。电力设备在正常运行时都会发出一定热量，而这种热量按设计要求是允许的。若用热像仪对全部运行设备进行扫描检查时，发现存在异常温度点，然后对温度异常的部位进行重点检测，测出异常点的温度。为了判断是否为故障，应将异常点温度与正常运行时的温度进行比较，同时考虑周围环境条件的影响，最后根据设备的相对温差以及是否超出规定值，来确定设备故障与否。

3)同类比较法。包括：三相之间的横向比较和相同各部位的纵向比较。

三相之间温度比较 ：

在发电、输电、变电、供电回路中，大部分以三相形式输送电能，用于三相连接的金属材料是相同的，一般讲三相上升的温度是均衡的，则设备正常运行。当三相中的某一相或两相出现温度过高现象，可以判定温度高的相存在缺陷，图13是平果变电站中压套管B相温度异常，用热像仪检测时的热图像。其连接处可能存在松动、生锈，使其接触电阻增加，引起电流过大，导致故障。而电流大又会导致接触电阻增大势必形成恶性循环，出现严重后果。

同一部件的温度比较

同一部件的材料、流过的电流都相同，正常情况下整个部件上升的温度应该是一样的。然而由于某些产品由于材质上存在缺陷，如材料存在杂质、气泡，使材料特性发生变化，当电流通过时，会产生不同的热量，表现出部件局部发热。如绝缘子串的局部发热，避雷器的局部发热，导线电缆的局部发热等。

4)热图谱分析法。根据同类设备在正常状态和异常状态下的热图谱的差异来判断设备是否正常。

5)档案分析法。分析同一设备在不同时期的检测数据(例如温升、相对温差和热谱图)，找出设备致热参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。

6）运行负荷比较法。

系统设备运行时的温度和运行负荷有着直接关系，众所周知，电流越大，持续时间越长，设备累积的温度越高。当用红外热像仪进行检测时，发现设备某个部件，或线路的某一相温度出现异常，这时要检查设备运行负荷的大小，来判断设备是否会出现故障。若当时负荷已很大，而发热部件温度又不是很高，则不会发生故障。反之，当检测时，负荷很小，设备部件已发热，那么一当负荷增加，发热部件的温度会急剧增加，从而导致故障的发生。所以测试时，一定要注意设备运行的负荷大小，然后再诊断系统和设备可能出现的故障。

２.仪器前端测温技术

可单独工作，由前端热像仪完成所有测温工作，将红外图像及原始测温数据传输到信息中心或现场工作站，无信号压缩、信号无损失、抗干扰性强，保证测温数据的准确性、稳定性。

３.全实时图像，图像无延时现象

图像帧率为每秒25帧，完全实时图像，不会出现图像停顿、图像滞后以及跳跃感。避免了在操作人员进行云台转动控制和镜头焦距调节过程中，出现图像滞后导致调节及观测困难的情况。

4.测温快速、精确，均匀性好

在随着场景的变换过程中，系统总是在瞬间就能得到观察到的场景所有温度，图像均匀性高，不会因为场景的变化而产生测温的差异。

5.系统具有良好的标准性、开放性、集成性、安全性、可扩充性及可维护性

可根据需要方便地进行网络逐级汇接，增减各类站级前端设备等；设备结构紧凑，软件操作方便。

6.   24小时全天候监测，无需任何光源，零照度、透烟雾、透水雾监测；IP66高防护等级，可在恶劣天气下正常运行

系统能在恶劣的气候环境中正常工作，具有超强的低温环境防护，以及抗高温、高湿度的性能。无论是刮风下雨，酷热潮湿，还是低温寒冷，都可以实现不间断自动监测，保证在北方严寒地区以及南方的高温酷热地区的输变电设备工作状态监测正常进行。

高压检测

通常利用红外热像仪来检查电力变压器。可将散热片温度与高压连接件的温度相比，从而在必要时采取措施，避免问题真正发生。利用红外热像仪检查的高压设备包括断路器、开关设备和高压输电线。红外图像上清晰显示潜在问题。一些变电站组件发出的热信号前兆，这些组件包括：变压器（油位与泵运转）有载分接开关（油位、其他内部故障点）隔热衬套（油位与连接不良）·支座绝缘体（水汽、污染退化）·避雷针（金属氧化物磁盘降解）·断路器（油泄漏或SF6泄漏）·机械连接断开（连接不良、污染）·控制柜（风扇、泵和其他组件磨损）·电池

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高压电气设备在发生故障前通常受热温度升高．使用红外热像仪不断监测高压设备，可避免代价昂贵的故障发生

低压检测

红外热像仪常用于电气检查。电气连接松脱时，电流受阻，于是可能导致温度增加。这种情况可导致部件故障，进而可能导致计划外停机和人身伤害。此外，故障发生前，电网效率变低，电能便致使热量产生，进而出现不必要的损失。

这些监测系统使用先进的传感和测量技术控制方法与数字通信，能够对故障点做出预测检测和快速响应，从而降低维护成本故障率，减少停电现象发生，提高生产力，举例为证，一家大型供电公司发现变电站变压器上的连杆衬套红热，维修仅花费了9000元，该公司设立热成像项目之前，类似问题曾导致故障发生，花费却超过18万。

关键设备状态监测

红外热像系统可以对关键位置进行全天候不间断监控。通过设置温度值可在关键设备状态监测到设置温度值时发出报警,同时可见光可查看具体细节。温度是反映系统工作状态的重要指标之一，通过监控设备表面的温度分布，即时了解设备的工作状态，一旦系统温度异常，立即报警，避免事故发生。

其它应用领域

随着居民生活水平的迅速提高，用电需求持续增加，发电厂、变电站、铁塔及高压输电线路被大量建设。电力现场作业具有移动性、突发性、紧急性强的特点，公司集控中心、值长、安检部门需要随时了解一线作业人员的工作情况。为了提高生产效益，少人或无人值守模式在电力系统得到大力推广，网络化、无线化、远程监控是当前监控行业发展的主要方向。