熱(re)能是電(dian)氣設備中提(ti)高運行可(ke)靠性(xing)的重要因素。電(dian)流(liu)流(liu)經電(dian)阻(zu)組件并產生熱(re)量，隨著時間的流(liu)逝，由于各種原因（例如連接松動、腐(fu)蝕和絕緣子破裂(lie)等），電(dian)氣元件的狀況會(hui)惡化(hua)。元件一旦惡化(hua)，其電(dian)阻(zu)會(hui)增加(jia)，導致產生更多的熱(re)量。熱(re)能增加(jia)會(hui)導致電(dian)氣設備故障(zhang)，極有可(ke)能引起火(huo)災。

圖為紅外(wai)熱像下(xia)的(de)斷(duan)路器(qi)上有過熱區(qu)域(yu)R

通過紅外熱像儀可在(zai)負(fu)載條(tiao)件下檢查(cha)電氣設備，根據(ju)缺陷的(de)(de)(de)嚴重程度(du)(du)對其進(jin)行識別(bie)和(he)分類。因為紅外(wai)熱(re)(re)(re)像(xiang)(xiang)(xiang)儀技術(shu)是(shi)一種將不可見(jian)熱(re)(re)(re)量轉換為可視(shi)(shi)圖像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)技術(shu)，該可視(shi)(shi)圖像(xiang)(xiang)(xiang)顯(xian)示了物(wu)體(ti)(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)像(xiang)(xiang)(xiang)圖。熱(re)(re)(re)像(xiang)(xiang)(xiang)圖中物(wu)體(ti)(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)顏(yan)色隨表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)溫度(du)(du)而(er)變(bian)化，使(shi)用紅外(wai)熱(re)(re)(re)像(xiang)(xiang)(xiang)儀來(lai)捕(bu)獲熱(re)(re)(re)像(xiang)(xiang)(xiang)圖并測量物(wu)體(ti)(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)。數年來(lai)，由于紅外(wai)熱(re)(re)(re)像(xiang)(xiang)(xiang)儀檢查(cha)的(de)(de)(de)無(wu)創性(xing)，安全性(xing)和(he)相對較低的(de)(de)(de)成本，它已成為預防和(he)預測維護各種材料表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)缺陷的(de)(de)(de)重要工(gong)具(ju)。

圖為紅外熱像下的斷路器上有過(guo)熱區(qu)域Y

電氣設(she)備的(de)(de)(de)維護成本(ben)(ben)在降(jiang)低電力系(xi)統的(de)(de)(de)總(zong)運(yun)行成本(ben)(ben)中起(qi)著重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)作用(yong)。由(you)于缺少有關(guan)設(she)備的(de)(de)(de)維護計(ji)劃和維護種類的(de)(de)(de)信息(xi)，可(ke)能會(hui)增加維護成本(ben)(ben)。通常，定期(qi)監視電氣系(xi)統的(de)(de)(de)運(yun)行性能，這可(ke)在早期(qi)預(yu)防(fang)故障(zhang)和延(yan)長設(she)備壽命方(fang)面發(fa)揮重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)作用(yong)。紅外熱像儀(yi)(yi)儀(yi)(yi)用(yong)于監視設(she)備的(de)(de)(de)性能，從而提供有關(guan)設(she)備運(yun)行狀態的(de)(de)(de)完整信息(xi)，進一步提高(gao)產量，減少或消(xiao)除不必(bi)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)維修，防(fang)止最終故障(zhang)并降(jiang)低設(she)備的(de)(de)(de)維護成本(ben)(ben)。

圖為紅(hong)外(wai)熱像下(xia)的斷路器上R和(he)Y區域均過熱

本(ben)研究將紅外熱(re)(re)像(xiang)儀技(ji)術作為(wei)預(yu)測(ce)性(xing)(xing)維(wei)護程序的(de)(de)應(ying)用(yong)，以識別(bie)電(dian)氣(qi)設備中是(shi)否存在熱(re)(re)缺陷。該(gai)技(ji)術使用(yong)人工神經(jing)網絡(luo)（ANN），統(tong)計功能和判別(bie)分(fen)析分(fen)類(lei)器將熱(re)(re)點的(de)(de)熱(re)(re)狀態表征(zheng)為(wei)“缺陷”和“無(wu)缺陷”類(lei)別(bie)，提出了(le)(le)一種利用(yong)紅外熱(re)(re)像(xiang)儀技(ji)術檢(jian)測(ce)電(dian)氣(qi)設備隱形熱(re)(re)缺陷的(de)(de)智能預(yu)測(ce)診(zhen)斷系統(tong)。從樣本(ben)圖像(xiang)中計算出總(zong)共15個(ge)特征(zheng)，包括一階和二(er)階統(tong)計特征(zheng)以及相互(hu)特征(zheng)（即熱(re)(re)特征(zheng)和參(can)考特征(zheng)之間的(de)(de)數(shu)值差異(yi)）。使用(yong)判別(bie)分(fen)析特征(zheng)選擇方法，選擇了(le)(le)10個(ge)最佳特征(zheng)作為(wei)神經(jing)網絡(luo)的(de)(de)輸入。將神經(jing)網絡(luo)的(de)(de)性(xing)(xing)能與判別(bie)分(fen)析分(fen)類(lei)器進行了(le)(le)比較。比較結(jie)果表明，判別(bie)分(fen)析分(fen)類(lei)器以82.40％的(de)(de)準確率(lv)產(chan)生了(le)(le)更好的(de)(de)性(xing)(xing)能。這將對快速(su)可(ke)靠的(de)(de)檢(jian)查起(qi)到重要作用(yong)，以防止潛在的(de)(de)設備故障。

參考資料：

A.S. Nazmul Huda and Soib Taib. Application of infrared thermography for predictive/preventive maintenance of thermal defect in electrical equipment. Applied Thermal Engineering. 61:220-227, 2013.