杨青波,魏 卓,胡四全,樊宏伟,廖 巍,柴卫强,孟学磊

(1.许继电气股份有限公司,河南 许昌 461000；2.许继集团有限公司,河南 许昌 461000；3.国网上海市电力公司,上海 200122)

1 引 言

特高压直流输电工程,是国家电网公司“一特四大”重大战略的主要组成部分,承担着电力发展的关键任务。换流阀是特高压直流换流站中的核心设备,价格昂贵,作用重要[1]。换流阀设备一旦出现故障,不仅会导致直流输电工程的停运,严重情况下,可能会导致换流阀或阀厅的起火,从而引发重大的安全事故。如何及时有效地发现设备的各种安全问题及故障隐患,避免换流阀关键零部件温度异常所导致的火灾隐患,是需要认真研究的重要课题。

本文对红外测温技术进行研究,结合换流阀实际运行环境,提出换流阀关键部件近距离在线红外测温算法,及测温装置设计方案,并完成测温实验及红外成像验证。

2 红外测温理论研究

2.1 红外测温理论推导

由普朗克辐射定律可知,物体在波长λ下的辐射能量与物体温度存在特定关系,关系表达式为:

(1)

其中,Mλ(T)为黑体光谱辐射出射度,单位为W/(m2·μm)；C1为第一辐射常数,C1=3.7418×1016W·m2；C2为第二辐射常数,C2=1.4338×102K·m；λ为辐射波长,单位为μm；T为目标物体的热力学温度,单位为K。

对于理想漫辐射体,它的辐射出射度和辐射亮度存在以下关系[2]:

Mλ(T)=πLλ(T)

(2)

其中,Lλ(T)为物体在温度为T时,在波长λ下的辐射亮度。

红外测温的原理是通过红外测温器接收目标物体的红外辐射,将其转换为电信号,然后由采样芯片将其转换为数字信号,通过输出的数字信号来获取目标物体的表面温度。……