基于云端大数据管理平台的红外测温技术在电力系统中
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刘欢 邹明翰 杨楚 徐艺绯
【摘 要】随着科学技术的日新月异，红外测温技术由于具备能发现肉眼不易观察到的各类设备故障的显著优点而得到了越来越广泛的应用，无论是在电力设备的日常巡检还是实时监测等领域都发挥着显著的作用。而对繁多的测温数据进行整理分类需要耗费大量的人力物力，采用云端大数据管理平台，将测温数据通过4G专网实时上传至云端数据库，结合导各类技术判据进行分析，可以有效地提升变电设备红外测温效率，保障电网安全、稳定和可靠运行。
【关键词】红外测温；大数据；电力系统
近年来，社会经济飞速发展，对电力也提出了更高的要求，电力设备的负荷率也逐渐增加，为了提供更加安全可靠的供电，提高对电力设备的运维水平成了重中之重。其中，红外测温技术的地位已经越发明显，它既可以提高运维效率，又可以确保电力设备的稳定性。
一、红外测温技术基本原理及应用
红外测温技术是一种安全技术，其实质是红外线技术，即对目标设备进行测温。红外技术的原理是探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像呈现出来，然后对过热部位进行准确定位，实现故障检查和预防性维护[1]，采用红外成像技术，能够在不接触被测物理的前提下，准确进行故障定位，保障故障检查的安全和准确。
红外测温技术在很多领域都有广泛的应用。在電力系统和设备维修检查中，非接触红外测温可以从安全的距离测量一个物体的表面温度，使其成为电气设备维修操作中不可缺少的技术；红外测温技术也可以用于大型高炉料面测定、热风炉的破损诊断和检修；红外测温技术还可用于保温隔热材料的破损诊断、加热炉管的温度分布测定等。
二、基于云端大数据管理平台的红外测温技术
（一）云端大数据概念
大数据 （Big Data） 又称巨量资料， 是一种体量巨大 （Volume） 、类型繁多 （Variety） 、价值密度低 （Value） 、处理速度快 （Velocity） 的信息资产， 大数据的出现颠覆了传统的数据管理模式。宏观上讲，大数据融合物理世界、信息空间和人类社会三元世界的纽带；从信息产业角度讲，大数据还是新一代信息技术产业的强力推动力。
（二）现阶段电力系统红外测温中存在的问题
1.变电设备量多面广
变电站站内设备数量多，设备类型广，设备分布分散，被测温设备易被遗漏。以某地区110千伏某变电站为例，该站占地面积15000平方米，变电设备共计18类423台。
2.测温人员势单力薄
测温人员技术参差不齐，测温过程常发生拍摄的红外图像视焦模糊，测温信息不完整，设备是否处于＂亚健康＂（介于可能存在缺陷与无缺陷之间的设备）状态无法准确判断。2017年，在110千伏某变电站测温人员使用普通红外测温仪共拍摄红外测温照片1523张，其中无效照片298张，复测照片152张。
3.数据分析冗长繁琐
对于由于设备内部缺陷引起的电压致热型缺陷，发展速度快，后果严重。从测温开始到完成数据分析给出测温结论需要不少于24个小时，易错过最佳检修时间。2017年，某供电公司变电设备中电压致热型缺陷数量占总发热缺陷数量的比例为20%，问题已经十分突出。
4.测温设备自身问题
由于测温人员使用不当或测温设备本身质量因素，测温设备经常因自身故障而导致测温数据无效，缺乏有力手段监测，错过了最佳检修时间。
（三）基于云端大数据管理平台的红外测温的应用方式
在采用基于云端大数据管理平台的红外测温技术后，红外测温数据在实现本体存储同时，还可通过4G专网实时上传至云端数据库，结合导入的电力设备红外测温技术规范和导则等技术判据的云端红外分析系统，对测温数据进行分析诊断，给出诊断结论，自动生成报告、报表。同时，云端红外分析系统将分析结果回传至测温仪及其他接收终端，方便现场测温人员、远程技术人员随时随地查看红外测温数据，实现自动缺陷诊断、专家会诊纠偏。
与此同时，云端大数据管理平台通过4G专网接入具体变电站智能辅助监测平台，结合视频诊断技术有效监测红外测温设备工作情况，有效避免因红外测温设备本身软硬件故障导致的红外测温图像不合格。同时利用智辅平台内站内环境（温湿度数）数据，准备配置红外测温设备测温参数，提高红外测温可靠度和精度。
（四）基于云端大数据管理平台的红外测温技术的优势
1.大幅提高红外检测的成效
应用该技术可以做到远程的实时指挥，云端发出预警信息后，管理者可以实时指挥现场拍摄人员采集更为详实的现场数据（比如不同角度、不同相别等）；也可以组织跨时空、跨地域的实时专家诊断，各生产单位可以邀请多位电力专家，实时浏览存在疑似问题的电力设备数据，交流和探讨造成的原因，为电力系统检修计划的安排提供更为准确的依据；如果某个缺陷定性以后，仍然担心同厂家的设备或者类同工况条件下的设备存在同样的缺陷，那么可以安排班组把管辖区域内的同类、同厂家设备都拍摄回来，进行一个同工况、同天气下的实时对比，观察设备表面温度场分布是否一致，从而判断这种类型的缺陷是个例，还是＂家族性缺陷＂；菜外，应该该技术可以实现海量数据的综合诊断功能，可以调用一年内大数据（比如10000组）同类型设备，进行横向对比、纵向对比，三相对比，可以实现在几秒内把诊断结果呈现在电力系统工作人员面前。
2.大幅降低基层人员工作量
现场人员拍摄后实时上传至云端，红外图片、分析数据、诊断结果、预警信息都可以直接呈现在管理人员面前，现场人员仅仅只有拍摄工作，后续处理工作完全由云端通过大数据自动完成，能够大幅度降低基层人员的工作量几十倍。
3.大幅提高管理的便捷性
以往由电力系统专门的人员进行大量红外数据的整理工作，采用云热像仪系统后，可由云端自动完成，可以为管理提供一个便捷的手段。
4.为大数据管理提供支撑
21世纪是大数据时代，数据才是用户最宝贵的财富，只有掌握了数据的源头，才真正掌握了未来。如果一年云端保存上百万张红外图，以及相关的数据，会对未来掌握设备运行规律和制订设备的检修计划，提供充分的依据。
三、结论
红外检测技术的成熟使红外测温技术得到了更加广泛的应用，并逐步应用到电力设备的诊断中。这种技术既可以保证电力系统及变电设备的可靠运行，又为电力工作者提供了精确的数据。云端大数据在红外测温中的应用增强了红外测温的准确性和效率，为电力设备的更加可靠运行提供了支撑。
【参考文献】
[1]蔡芙蓉.试论红外测温技术在变电运维中的应用及注意事项[J].科学与信息化，2017，（1）：197-198.
[2]王敏.红外测温技术在电气设备维护中的应用与管理[J].科技经济导论，2018，26（4），84-85.