隨著紅外技術的發展，紅外熱像儀被廣泛應用到電力系統的設備巡視。由于其直觀高效的特點，可以很容易檢測出電氣設備的發熱點。運行的電力設備由于老化，松動，接觸不良，短路故障等原因都能造成過熱，大多數過熱點的設備從發熱到演變成為故障，需經歷一個過程，在例行的設備紅外普測中可以很容易發現過熱點。

根據缺陷嚴重程度，對于一般缺陷，需配合其它電氣設備的檢修來處理，在處理之前要求運行人員對過熱點進行定時測溫，監視缺陷發展情況。由于定時測量受天氣，測量角度，測量人員等因素的影響較大，且測量的數據少，具有較大的波動性和偶然性。

針對這一問題，設計了一套過熱點溫度實時在線監測系統。當熱像儀測得溫度過高如圖1所示的隔離開關閘口，該點溫度比其它正常的兩相，高出70多攝氏度，可確定為發熱點。確定發熱點后，用帶有瞄準功能的紅外測溫儀實配合熱像儀進行實時監測。

圖1 運行設備的過熱點

相關技術介紹

（1)紅外測溫技術

自然界中所有物體都在向外輻射紅外線，紅外測溫正是利用這一特性根據物體輻射紅外波長來判斷物體溫度。紅外測溫具有測溫速度快， 抗電磁干擾能力強， 不接觸、不停運、不取樣、不解體等優點在電力系統中得到廣泛應用。

目前常用的儀器主要有紅外熱像儀和紅外測溫儀。紅外成像儀由于價格昂貴及構造復雜，目前只用于設備巡檢，在線測溫處于起步階段, 紅外測溫儀進行溫度在線監測是很成熟的技術。

（2)ZigBee技術

ZigBee是一種基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議，是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案。Zigbee主要工作于免授權的2.4GHz頻段，傳輸速率為10～250 kbit/s，傳輸距離根據發射功率可遠至1千米以上。同其它的無線通訊標準（藍牙、WIFI等）相比，ZigBee具有極低功耗、短時延、成本低、實現容易、數據傳輸可靠、安全性好等特點，使其適用于實時的工程控制應用。

（3)GSM短信技術

GSM即全球移動通信系統，采用時分多址技術， 而且它是目前3種數字無線通信技術( TDMA、GSM和CDMA )中使用最為廣泛的1種。短信息服務(SMS)為GSM系統提供了一種新穎、便捷、廉價的通信方式。

SMS具有的優點: 一次可傳輸140Byte的數據,數據的內容可以是字符或數字；在短消息傳送過程中,不進行呼叫連接建立和釋放的過程；在終端設備關機時,可以保持消息在一定時間內有效；可以方便地實現小數據量的信息采集、數據傳輸和遠程控制。

系統構成與工作原理

本系統由溫度測量、Zigbee無線傳輸、GSM短信模塊、RS485轉232模塊及溫度數據后臺處理等4部分組成。測試點的溫度經過紅外測溫儀之后，數據通過Zigbee無線模塊傳輸至主控室，經過RS485轉232模塊上傳至后臺數據處理軟件，經過處理后將溫度顯示在屏幕上同時儲存在數據庫SQL Server 2008中。

期間如果有溫度過高超過規定值，會通過GSM模塊將相關信息發送到值班人員手機上，同時如果運行人員想要了解設備溫度狀況，也可以發送短信進行查詢。系統工作流程如圖2所示。

圖2 系統工作流程圖

系統安裝調試時的注意事項

（1）要根據安裝位置到監測點的距離和測量正對探頭的有效面積，來選擇紅外探頭的距離系數。如果選取的距離系數過小，被測目標不能充滿探頭的視場，由于環境的平均作用，使得測量結果偏低。

（2）選取的紅外探頭應有瞄準功能。由于各個電壓等級都有相應的安全距離，其中220kV的安全距離為3米。安裝時一個很小的誤差，到達監測點會變得很大，不能達到測量的目的。

（3）安裝時要注意，紅外測溫儀的鏡頭不能讓陽光直射，防止強烈的陽光損傷測溫儀。同時測量點背景反射的太陽光不能太強，過強會使測量結果有一個附加溫升，需加裝濾光板。

（4）安裝時探頭與被測點之間不能有遮擋物，同時要經常維護保持鏡頭的清潔。

?系統特點

1） Zigbee無線模塊的使用，避免了長距離布線，安裝方便快捷，增強了實際應用價值，同時Zigbee可以組網，保證了多點測溫時數據可中繼傳輸，極大的擴展了測溫范圍，實現全站覆蓋。

2）GSM模塊的使用保證了溫度過高能及時通知運行人員，防止缺陷進一步發展，使調度人員通過轉移負荷等手段降低發熱點溫度，以及通過調度及時安排停電檢修任務。

3）采用了SQL Server數據庫，將溫度存儲到數據庫中。通過編寫的軟件可以調取發熱點的溫度，通過溫度曲線可以直觀地看到發熱點得出溫度變化以及發展趨勢，實現了設備的狀態監測。

?結語

采用了紅外測溫儀，可方便地實現溫度在線監測。Zigbee無線模塊具有通訊可靠、傳輸距離遠的特點，避免了站內長距離布線，減小了工作量，也便于設備維護。GSM模塊實現了無人值守變電站信息與值班人員的實時溝通，當有缺陷發生時能及時通知值班人員，防止熱缺陷進一步發展。

該裝置具有安裝原件少，操作簡單，維護方便，實用性強的特點具有很高的應用推廣價值。

本文編自《電氣技術》，論文標題為“熱缺陷電氣設備的溫度在線監測系統”，作者為楊春旭、孫靜 等。