黎 黎，田 赟

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030001；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

大運(yùn)行背景下紅外檢測(cè)集約管理的探討

黎 黎1，田 赟2

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030001；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

針對(duì)“大運(yùn)行”背景下紅外檢測(cè)管理仍停留在初級(jí)階段的現(xiàn)狀，提出了新的紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)，闡述了紅外檢測(cè)分層管理的思路，電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)流程以及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員職責(zé)劃分方式，通過檢測(cè)、分析、考核等手段實(shí)現(xiàn)紅外檢測(cè)的集約式管理，對(duì)設(shè)備進(jìn)行跟蹤管理、檢查及考核。

紅外檢測(cè)；發(fā)熱數(shù)據(jù)；診斷系統(tǒng)；集約管理

0 引言

大運(yùn)行模式下，國(guó)網(wǎng)山西省電力公司變電站設(shè)備的監(jiān)控職責(zé)從變電運(yùn)行部門轉(zhuǎn)移至調(diào)度部門，但在工作界面劃分中，受限于技術(shù)條件現(xiàn)狀，設(shè)備紅外監(jiān)測(cè)工作并未劃歸至調(diào)度，仍由運(yùn)行維護(hù)單位來完成對(duì)設(shè)備的檢測(cè)。目前，山西省內(nèi)除忻都開閉站和長(zhǎng)治特高壓變電站安裝紅外在線監(jiān)測(cè)裝置具備遠(yuǎn)程監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行溫度條件外，其余變電站設(shè)備紅外檢測(cè)方式主要依靠人工手動(dòng)監(jiān)測(cè)。

紅外成像技術(shù)作為現(xiàn)階段設(shè)備監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)，在電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)中有著無可替代的優(yōu)越性，同時(shí)，大運(yùn)行和大檢修體系下，運(yùn)行維護(hù)單位設(shè)備監(jiān)視職責(zé)的轉(zhuǎn)移以及運(yùn)維模式的轉(zhuǎn)變，對(duì)紅外檢測(cè)的管理也提出了新的課題。

1 紅外檢測(cè)工作管理現(xiàn)狀

變電站電力設(shè)備發(fā)熱缺陷主要分為電流致熱型和電壓致熱型兩大類[1]。

電流致熱型發(fā)熱表征為外部缺陷[2]，發(fā)熱部位主要為金屬連接處，如導(dǎo)線連接處、隔離開關(guān)動(dòng)靜觸頭等，其具有發(fā)熱溫差大、熱像特征明顯等特點(diǎn)，易利用紅外成像技術(shù)提前檢測(cè)到發(fā)熱點(diǎn)，有利于及時(shí)控制設(shè)備缺陷的發(fā)展。

電壓致熱型發(fā)熱表征為電網(wǎng)主設(shè)備內(nèi)部缺陷[2]，主要通過設(shè)備內(nèi)部異常發(fā)熱傳導(dǎo)至設(shè)備表面，形成設(shè)備表面熱像，利用紅外成像技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析，可輔助發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部缺陷，避免內(nèi)部故障致使絕緣損壞而引起擊穿事故；但因其發(fā)熱溫差較小、熱像特征很不明顯，使得電壓致熱型設(shè)備紅外測(cè)溫成為研究難點(diǎn)和熱點(diǎn)，亦成為了未來測(cè)溫工作的重點(diǎn)。

現(xiàn)階段，山西境內(nèi)紅外測(cè)溫工作主要側(cè)重于電流致熱型設(shè)備的紅外檢測(cè)，其判斷的依據(jù)主要取自設(shè)備表面運(yùn)行溫度，但因缺乏有效分析管理機(jī)制，使得測(cè)溫工作質(zhì)量不高，尤其對(duì)于設(shè)備表面溫度未超警戒值而相對(duì)溫差高的設(shè)備缺陷未能予以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。以2012年為例，全年山西境內(nèi)500 kV以上變電站發(fā)熱異常達(dá)17處，其中嚴(yán)重及以上缺陷69.3%，嚴(yán)重缺陷率較高，表明紅外成像技術(shù)在設(shè)備測(cè)溫工作中未起到發(fā)熱預(yù)警作用。

對(duì)于電壓致熱設(shè)備，因其缺陷判斷閾值為2 K溫差[3-4]，同時(shí)電壓致熱缺陷僅占發(fā)熱缺陷的10%，判斷條件苛刻，檢測(cè)難度高，致使山西省針對(duì)電壓致熱的檢測(cè)大多流于形式；同時(shí)，《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范（DL/T 664—2008）》 （以下簡(jiǎn)稱“《規(guī)范》”） 對(duì)精確測(cè)溫以及圖譜庫的要求[5-6]，往往應(yīng)用于電流致熱設(shè)備的檢測(cè)，而對(duì)電壓致熱型設(shè)備的測(cè)溫方法、精確檢測(cè)條件、各類參數(shù)設(shè)置未針對(duì)性進(jìn)行定義和詮釋，導(dǎo)致測(cè)溫工作存在漏測(cè)、誤判的隱患。

目前，山西尚未形成輸變電設(shè)備紅外檢測(cè)的集中統(tǒng)一管理模式，缺乏針對(duì)大運(yùn)行模式下對(duì)變電站運(yùn)行維護(hù)操作隊(duì)和調(diào)度監(jiān)控人員的有效督促、檢查與考核管理。致使設(shè)備紅外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用深度不夠，未對(duì)狀態(tài)檢修起到相應(yīng)的支撐作用。

2 紅外檢測(cè)分層管理框架搭建

2.1 構(gòu)建紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)

利用企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)建立紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)，將分散的設(shè)備紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳、保存以及計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)分析等功能，建立調(diào)控與運(yùn)檢部門有效溝通平臺(tái)，細(xì)化職責(zé)分配，形成調(diào)控端監(jiān)控人員負(fù)責(zé)對(duì)日常測(cè)溫任務(wù)的派發(fā)及考核，運(yùn)維檢修部門運(yùn)行維護(hù)人員負(fù)責(zé)對(duì)特殊巡視及發(fā)熱缺陷進(jìn)行跟蹤測(cè)溫的工作管理體系。

運(yùn)維檢修部門紅外檢測(cè)人員按誰檢測(cè)、誰判斷、誰上傳的原則，將紅外圖譜、設(shè)備運(yùn)行工況、初步分析結(jié)論等數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)將對(duì)設(shè)備各部位溫差、溫升等數(shù)據(jù)進(jìn)行再次分析，結(jié)合人工分析結(jié)論來判斷設(shè)備健康狀態(tài)及缺陷情況。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備紅外檢測(cè)、分析、診斷、跟蹤檢測(cè)、生產(chǎn)指令執(zhí)行各環(huán)節(jié)的流程管控，如圖1所示，并將上傳數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存至數(shù)據(jù)庫，便于調(diào)度運(yùn)行控制、運(yùn)行維護(hù)檢修相關(guān)專業(yè)管理人員隨時(shí)調(diào)閱。

圖1 紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)管控流程

2.2 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)檢測(cè)與專家檢測(cè)相結(jié)合

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員負(fù)責(zé)紅外普測(cè)，將紅外檢測(cè)與例行巡視工作相結(jié)合，重點(diǎn)對(duì)電流致熱型設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，初步分析確認(rèn)為設(shè)備異常后將轉(zhuǎn)入跟蹤檢測(cè)階段。從各單位現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員及監(jiān)控人員隊(duì)伍中抽調(diào)紅外經(jīng)驗(yàn)豐富、技能突出的工作人員，成立紅外檢測(cè)專家小組，由其負(fù)責(zé)對(duì)異常設(shè)備的復(fù)測(cè)、電壓致熱型設(shè)備檢測(cè)以及紅外檢測(cè)疑難分析，并形成相應(yīng)的結(jié)論。

2.3 系統(tǒng)分析和人工分析相結(jié)合

在設(shè)備發(fā)熱分析方面，對(duì)于電流致熱設(shè)備主要以紅外管理系統(tǒng)分析為主、人工分析為輔，即系統(tǒng)根據(jù)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員僅對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)；電壓致熱設(shè)備、缺油致冷及綜合致熱設(shè)備，利用紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)生成數(shù)據(jù)以及紅外熱像圖譜對(duì)比分析，供紅外檢測(cè)專家小組定性缺陷并上報(bào)。

2.4 發(fā)熱案例圖庫與正常圖庫相區(qū)分

對(duì)設(shè)備運(yùn)行中形成的發(fā)熱異常圖譜、檢測(cè)數(shù)據(jù)按照系統(tǒng)程序進(jìn)行溫度變化趨勢(shì)分析，并將缺陷處理后的設(shè)備照片及紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)一并上傳至系統(tǒng)，形成發(fā)熱案例圖譜庫，達(dá)到監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行工況、支撐狀態(tài)檢修的目的。

對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)分析正常的電流致熱型設(shè)備，因其發(fā)熱原理較為簡(jiǎn)單[5]，分析判斷相對(duì)容易，無需納入該圖譜庫；但就電壓致熱型設(shè)備而言，因其發(fā)熱原理復(fù)雜，按相關(guān)精確測(cè)溫要求檢測(cè)成像后，需經(jīng)過紅外分析軟件進(jìn)行專項(xiàng)修正，從而形成相應(yīng)分析用圖譜庫；同時(shí)，設(shè)備正常狀態(tài)下的圖譜亦作為圖譜庫素材進(jìn)行保存，每次成像后，將分析用圖譜與正常狀態(tài)下圖譜進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而形成溫度場(chǎng)趨勢(shì)圖，以實(shí)現(xiàn)電壓致熱型設(shè)備紅外檢測(cè)動(dòng)態(tài)管理。

3 紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)的功能

輸變電紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)是利用紅外檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行工況、設(shè)備紅外熱像圖和檢測(cè)環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)分析處理并形成初步診斷結(jié)論，從而達(dá)到紅外熱像圖譜和運(yùn)行設(shè)備有機(jī)結(jié)合并高度集約管理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可改變當(dāng)前山西省紅外數(shù)據(jù)管理分散、分析判斷模糊的現(xiàn)狀。該系統(tǒng)具有以下幾方面的功能。

a）以變電站設(shè)備間隔為單元，建立集紅外原始熱像圖、曲線圖、分析數(shù)據(jù)于一體的紅外圖譜數(shù)據(jù)庫，并將其覆蓋輸電、變電全部設(shè)備并隨著設(shè)備改、擴(kuò)建進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

b）數(shù)據(jù)調(diào)用比對(duì)功能，實(shí)現(xiàn)不同變電站同類型設(shè)備紅外圖像、同一變電站不同時(shí)間圖譜數(shù)據(jù)調(diào)用比對(duì)，方便運(yùn)行人員分析有無發(fā)熱異常。

c）與生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS（ProductionManagement System）以及調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng) OMS（Outage ManagementSystem）無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)、設(shè)備缺陷等數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)間共享。

d）工作工單關(guān)聯(lián)流轉(zhuǎn)功能，按照設(shè)備紅外檢測(cè)周期進(jìn)行分類，形成工作指令下達(dá)、執(zhí)行、結(jié)果返回、工作確認(rèn)的閉環(huán)管理，若構(gòu)成設(shè)備缺陷，則進(jìn)入PMS、OMS系統(tǒng)相應(yīng)缺陷管理流程。

e）具備二次開發(fā)功能，預(yù)留該系統(tǒng)即將上線的“紅外在線監(jiān)測(cè)”等功能以實(shí)現(xiàn)再次開發(fā)的接口，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行情況，不斷完善系統(tǒng)功能。

4 紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

現(xiàn)場(chǎng)紅外檢測(cè)實(shí)行三級(jí)分析管理?，F(xiàn)場(chǎng)紅外檢測(cè)人員對(duì)實(shí)時(shí)的紅外檢測(cè)熱像圖做初步分析，形成分析結(jié)論錄入紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員初步分析為嚴(yán)重或危急缺陷的，在數(shù)據(jù)錄入的同時(shí)通知紅外檢測(cè)專家組，經(jīng)確認(rèn)后向調(diào)度監(jiān)控人員匯報(bào)。

紅外檢測(cè)專家組將對(duì)各變電站上傳的設(shè)備紅外測(cè)溫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行再分析,確認(rèn)或修正現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員的分析結(jié)論；對(duì)于紅外檢測(cè)初步診斷為嚴(yán)重或危急缺陷的設(shè)備，為確定紅外檢測(cè)跟蹤意見，可根據(jù)實(shí)際情況決定是否直接到變電站現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)，從而最終將分析結(jié)論及時(shí)上報(bào)運(yùn)維檢修部門。

運(yùn)維檢修部門對(duì)紅外檢測(cè)專家組的二級(jí)分析結(jié)論進(jìn)行最終審核，定性缺陷級(jí)別并依據(jù)缺陷不同性質(zhì)安排維護(hù)和停電檢修工作。紅外檢測(cè)三級(jí)分析管理示意圖如圖2所示。

圖2 紅外檢測(cè)三級(jí)分析管理示意圖

5 紅外檢測(cè)的設(shè)備跟蹤管理及檢查與考核

紅外檢測(cè)技術(shù)日趨成熟，要求建立一套以發(fā)現(xiàn)發(fā)熱異常及一般缺陷為要求的跟蹤機(jī)制，觀測(cè)設(shè)備異常到各級(jí)缺陷的發(fā)展趨勢(shì)，為狀態(tài)檢修提供支持。

紅外檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備發(fā)熱異常，由變電站紅外檢測(cè)人員初步認(rèn)定，紅外檢測(cè)專家小組復(fù)核后確定跟蹤復(fù)測(cè)方案；確實(shí)發(fā)展成缺陷的，再將其納入企業(yè)設(shè)備缺陷管理，紅外檢測(cè)設(shè)備跟蹤管理流程如圖3所示，制訂缺陷消除計(jì)劃，適時(shí)安排設(shè)備停電檢修工作。

圖3 紅外檢測(cè)設(shè)備跟蹤管理流程

對(duì)實(shí)施紅外跟蹤的設(shè)備異常和確認(rèn)為家族性缺陷的設(shè)備，利用紅外管理系統(tǒng)形成批量跟蹤復(fù)測(cè)工單，根據(jù)其結(jié)果調(diào)整跟蹤周期或取消跟蹤。

將紅外檢測(cè)從發(fā)現(xiàn)異常至消缺的跟蹤管理流程在紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)開機(jī)頁面集中顯示，作為績(jī)效考核、生產(chǎn)計(jì)劃安排的重要依據(jù)。

紅外檢測(cè)通過系統(tǒng)的高度集約式管理，使各變電站及專家小組紅外檢測(cè)工作狀態(tài)在企業(yè)信息網(wǎng)上實(shí)時(shí)顯示，可使管理者對(duì)各變電站紅外檢測(cè)工作做到可控、在控、能控。

6 紅外檢測(cè)技術(shù)的集約式管理預(yù)期目標(biāo)

管理機(jī)制是技術(shù)發(fā)展的基石，檢測(cè)技術(shù)發(fā)展依賴于嚴(yán)密、科學(xué)的集約式管理機(jī)制。紅外檢測(cè)技術(shù)是輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的技術(shù)支撐，集約式管理制度是強(qiáng)化紅外管理的有效方式。預(yù)期達(dá)到如下幾方面的目標(biāo)。

a）實(shí)現(xiàn)紅外檢測(cè)工作網(wǎng)絡(luò)化,系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)用、穩(wěn)定，提高變電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡檢水平。

b）可使運(yùn)維部門管理人員及時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備紅外檢測(cè)資料，及時(shí)定性設(shè)備缺陷并予以處理，提升輸變電設(shè)備的運(yùn)行可靠性，降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。

c）具有快捷方便的數(shù)據(jù)錄入、上傳功能和較強(qiáng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析能力，為紅外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員、專家分析診斷人員、調(diào)度監(jiān)控人員、生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)人員之間建立一個(gè)快捷、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

d）實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程中的紅外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、分析診斷、設(shè)備異常、跟蹤檢測(cè)、生產(chǎn)指令執(zhí)行各環(huán)節(jié)，規(guī)范紅外檢測(cè)診斷流程,形成一個(gè)高度集約式分層管理平臺(tái)。

7 結(jié)束語

實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是實(shí)施狀態(tài)檢修的必要條件，紅外檢測(cè)診斷手段具有非接觸、檢測(cè)方便、診斷準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，推行紅外檢測(cè)管理集約化、系統(tǒng)化，通過研究開發(fā)紅外檢測(cè)管理系統(tǒng)，提升紅外檢測(cè)診斷對(duì)設(shè)備狀態(tài)檢修的技術(shù)支撐作用。

［1］ 李博.變電站主電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)應(yīng)用［J］.中國(guó)電力，2002，35（11）：37-41.

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Exp loration on Intensive Management of Infrared Detection under Large-scale Operation Mode

LILi1，TIAN Yun2
（1.State Grid Maintenance Com pany of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China；2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Although large-scale operationmode has come into force,infrared detectionmanagementare still under primary stage,thus，new system for infrared detection management is put forward.In this paper，the idea of hierarchicalmanagement，the process of monitoring on grid equipment，and the type of duty dividing are elaborated.Intensive management of infrared detection will be implemented bymeansof inspection，analysisand assessmentso that the shadowingmanagement，checking and assessmentofequipment could be carried out.

infrared detection；datamanagement；diagnostic system；intensivemanagement

TN219：TN929.1

A

1671-0320（2014）03-0019-04

2014-01-04，

2014-04-17

黎 黎（1985-），女，山西太原人，2008年畢業(yè)于長(zhǎng)沙理工大學(xué)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師，從事變電運(yùn)行工作；

田 赟（1986-），女，山西太原人，2011年畢業(yè)于太原理工大學(xué)材料加工工程專業(yè)，碩士研究生，工程師，從事電力設(shè)備狀態(tài)分析工作。