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紅外熱像儀在電力設(shè)備故障檢測(cè)中的應(yīng)用
2014-06-10
電力設(shè)備的故障有多種多樣，但大多數(shù)都伴有發(fā)熱的現(xiàn)象。從紅外診斷的角度看，通常分為外部故障和內(nèi)部故障。眾所周知，電力系統(tǒng)運(yùn)行中，載流導(dǎo)體會(huì)因?yàn)殡娏餍?yīng)產(chǎn)生電阻損耗，而在電能輸送的整個(gè)回路上存在數(shù)量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情況下，輸電回路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低于相連導(dǎo)體部分的電阻，那么，連接部位的損耗發(fā)熱不會(huì)高于相鄰載流導(dǎo)體的發(fā)熱，然而一旦某些連接件、接頭或觸頭因連接不良，造成接觸電阻增大，該部位就會(huì)有更多的電阻損耗和更高的溫升，從而造成局部過熱。此類通常屬外部故障。
外部故障的特點(diǎn)是：局部溫升高，易用紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)，如不能及時(shí)處理，情況惡化快，易形成事故，造成損失。外部故障占故障比例較大。
所謂高電壓電器設(shè)備的內(nèi)部故障，主要是指封閉在固體絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的各種故障。由于這類故障出現(xiàn)在電氣設(shè)備的內(nèi)部，因此反映的設(shè)備外表的溫升很小，通常只有幾K。檢測(cè)這種故障對(duì)檢測(cè)設(shè)備的靈敏度要求較高。
內(nèi)部故障的特點(diǎn)是：故障比例小，溫升小，危害大，對(duì)紅外檢測(cè)設(shè)備要求高。
根據(jù)相關(guān)單位提供的長期實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及大量案例的綜合統(tǒng)計(jì)，電力設(shè)備外部熱缺陷一般占設(shè)備缺陷總指數(shù)的90％～93%，內(nèi)部熱缺陷僅占7%～10%左右。
在電力行業(yè)，很早就將熱像儀運(yùn)用于設(shè)備的安全檢修上，通過其對(duì)電氣設(shè)備和線路的熱缺陷進(jìn)行探測(cè)，如變壓器、套管、斷路器、刀閘、互感器、電力電容器、避雷器、電力電纜、母線、導(dǎo)線、組合電器、絕緣子串、低壓電器以及具有電流、電壓致熱效應(yīng)或其他致熱效應(yīng)的設(shè)備的二次回路等，這對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理、預(yù)防重大事故的發(fā)生可以起到非常關(guān)鍵而有效的作用。
所謂電氣設(shè)備熱缺陷，通常是指通過一定手段檢測(cè)得到，由于其內(nèi)在或外在原因所造成的的發(fā)熱現(xiàn)象。
根據(jù)缺陷所產(chǎn)生的原因不同，我們通常歸納為3 種：一種是長期暴露在空氣中的部件，由于溫度濕度的影響，或表面結(jié)垢而引起的接觸不良，或由于外力作用所引起的部件損傷，因而使得的導(dǎo)電截面積減少而產(chǎn)生的發(fā)熱。如接頭連接不良，螺栓，墊圈未壓緊；長期運(yùn)行腐蝕氧化；大氣中的活性氣體、灰塵引起的腐蝕；元器件材質(zhì)不良，加工安裝工藝不好造成導(dǎo)體損傷；機(jī)械振動(dòng)等各種原因所造成的導(dǎo)體實(shí)際截面降低；負(fù)荷電流不穩(wěn)或超標(biāo)等。
另一類是由于電器內(nèi)部本身故障，如內(nèi)部連接部件接觸不良導(dǎo)致的電阻過大；絕緣材料老化、開裂、脫落；內(nèi)部元件受潮，元?dú)饧p耗增大；冷卻介質(zhì)管路阻塞等等。
對(duì)于那些可以直接觀察到的設(shè)備及元?dú)饧t外熱像儀都能夠發(fā)現(xiàn)所有連接點(diǎn)的熱隱患。對(duì)于那些由于被遮擋而無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳遞到外面部件上的情況加以分析，從而得出結(jié)論。由于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況千變?nèi)f化，即便你通過熱像儀得到了一張有熱點(diǎn)的圖片，要想作出一個(gè)精確的判斷，可能會(huì)受許多因素的影響。如當(dāng)前的溫度，風(fēng)量，負(fù)荷等情況。我們可以根據(jù)不同的特點(diǎn)，作相關(guān)的分析，作出相應(yīng)的判斷如：
為保證電力生產(chǎn)安全高效運(yùn)行，對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)檢修提出了更高的要求。由于狀態(tài)檢修主要依賴于對(duì)運(yùn)行中設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)以及在線監(jiān)測(cè)手段，所以，電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)在電力安全生產(chǎn)中始終起著重要的作用。紅外成像技術(shù)作為一門新技術(shù)，在電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)中有著無比的優(yōu)越性。紅外成像是以設(shè)備的熱狀態(tài)分布為依據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好與否進(jìn)行診斷，它具有不停運(yùn)、不接觸、遠(yuǎn)距離、快速、直觀地對(duì)設(shè)備的熱狀態(tài)進(jìn)行成像。由于設(shè)備的熱像圖是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下熱狀態(tài)及其溫度分布的真實(shí)描寫，而電力設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的熱分布正常與否是判斷設(shè)備狀態(tài)良好與否的一個(gè)重要特征，因而。采用紅外成像技術(shù)可以通過對(duì)設(shè)備熱像圖的分析來診斷設(shè)備的狀態(tài)及其隱患缺陷。
采用紅外成像技術(shù)可開展以下電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷工作。
● 高壓電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)與內(nèi)、外中心故障診斷：
● 各類導(dǎo)電接頭、線夾、接線樁頭氧化腐蝕以及連接不良缺陷；
● 各類高壓開關(guān)內(nèi)中心觸頭接觸不良缺陷；
● 隔離刀閘刀口與觸片以及轉(zhuǎn)動(dòng)帽與球頭結(jié)合 不良缺陷；
● 各類CT一次內(nèi)中心及外中心連接不良缺陷、本體及油絕緣不良缺陷以及內(nèi)中心鐵芯、線圈異常不良過熱陷；
● 各類PT絕緣不良缺陷、缺油以及內(nèi)中心鐵芯、線圈異常不良過熱缺陷；
● 各類電容器過熱、耦合電容器油絕緣不良和缺油（低油位）缺陷；
● 各類避雷器內(nèi)中心受潮缺陷、內(nèi)中心元件老化或非線性特性異變?nèi)毕荩?nbsp;
● 各類絕緣瓷瓶表面污穢缺陷，零值絕緣子檢測(cè)，劣化瓷瓶檢測(cè)；
● 發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)、電刷與集電環(huán)接觸狀態(tài)檢測(cè)、內(nèi)中心過熱檢測(cè)；
● 電力變壓器箱體異常過熱，渦流過熱，高、低壓套管上、下兩端連接不良以及充油套管缺油（低油位）缺陷；
● 各類電動(dòng)機(jī)軸瓦接觸不良以及本體內(nèi)、外中心異常過熱。
外部故障的特點(diǎn)是：局部溫升高，易用紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)，如不能及時(shí)處理，情況惡化快，易形成事故，造成損失。外部故障占故障比例較大。
所謂高電壓電器設(shè)備的內(nèi)部故障，主要是指封閉在固體絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的各種故障。由于這類故障出現(xiàn)在電氣設(shè)備的內(nèi)部，因此反映的設(shè)備外表的溫升很小，通常只有幾K。檢測(cè)這種故障對(duì)檢測(cè)設(shè)備的靈敏度要求較高。
根據(jù)相關(guān)單位提供的長期實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及大量案例的綜合統(tǒng)計(jì)，電力設(shè)備外部熱缺陷一般占設(shè)備缺陷總指數(shù)的90％～93%，內(nèi)部熱缺陷僅占7%～10%左右。
在電力行業(yè)，很早就將熱像儀運(yùn)用于設(shè)備的安全檢修上，通過其對(duì)電氣設(shè)備和線路的熱缺陷進(jìn)行探測(cè)，如變壓器、套管、斷路器、刀閘、互感器、電力電容器、避雷器、電力電纜、母線、導(dǎo)線、組合電器、絕緣子串、低壓電器以及具有電流、電壓致熱效應(yīng)或其他致熱效應(yīng)的設(shè)備的二次回路等，這對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理、預(yù)防重大事故的發(fā)生可以起到非常關(guān)鍵而有效的作用。
所謂電氣設(shè)備熱缺陷，通常是指通過一定手段檢測(cè)得到，由于其內(nèi)在或外在原因所造成的的發(fā)熱現(xiàn)象。
根據(jù)缺陷所產(chǎn)生的原因不同，我們通常歸納為3 種：一種是長期暴露在空氣中的部件，由于溫度濕度的影響，或表面結(jié)垢而引起的接觸不良，或由于外力作用所引起的部件損傷，因而使得的導(dǎo)電截面積減少而產(chǎn)生的發(fā)熱。如接頭連接不良，螺栓，墊圈未壓緊；長期運(yùn)行腐蝕氧化；大氣中的活性氣體、灰塵引起的腐蝕；元器件材質(zhì)不良，加工安裝工藝不好造成導(dǎo)體損傷；機(jī)械振動(dòng)等各種原因所造成的導(dǎo)體實(shí)際截面降低；負(fù)荷電流不穩(wěn)或超標(biāo)等。
另一類是由于電器內(nèi)部本身故障，如內(nèi)部連接部件接觸不良導(dǎo)致的電阻過大；絕緣材料老化、開裂、脫落；內(nèi)部元件受潮，元?dú)饧p耗增大；冷卻介質(zhì)管路阻塞等等。
對(duì)于那些可以直接觀察到的設(shè)備及元?dú)饧t外熱像儀都能夠發(fā)現(xiàn)所有連接點(diǎn)的熱隱患。對(duì)于那些由于被遮擋而無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳遞到外面部件上的情況加以分析，從而得出結(jié)論。由于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況千變?nèi)f化，即便你通過熱像儀得到了一張有熱點(diǎn)的圖片，要想作出一個(gè)精確的判斷，可能會(huì)受許多因素的影響。如當(dāng)前的溫度，風(fēng)量，負(fù)荷等情況。我們可以根據(jù)不同的特點(diǎn)，作相關(guān)的分析，作出相應(yīng)的判斷如：
為保證電力生產(chǎn)安全高效運(yùn)行，對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)檢修提出了更高的要求。由于狀態(tài)檢修主要依賴于對(duì)運(yùn)行中設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)以及在線監(jiān)測(cè)手段，所以，電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)在電力安全生產(chǎn)中始終起著重要的作用。紅外成像技術(shù)作為一門新技術(shù)，在電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)中有著無比的優(yōu)越性。紅外成像是以設(shè)備的熱狀態(tài)分布為依據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好與否進(jìn)行診斷，它具有不停運(yùn)、不接觸、遠(yuǎn)距離、快速、直觀地對(duì)設(shè)備的熱狀態(tài)進(jìn)行成像。由于設(shè)備的熱像圖是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下熱狀態(tài)及其溫度分布的真實(shí)描寫，而電力設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的熱分布正常與否是判斷設(shè)備狀態(tài)良好與否的一個(gè)重要特征，因而。采用紅外成像技術(shù)可以通過對(duì)設(shè)備熱像圖的分析來診斷設(shè)備的狀態(tài)及其隱患缺陷。
采用紅外成像技術(shù)可開展以下電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷工作。
● 高壓電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)與內(nèi)、外中心故障診斷：
● 各類導(dǎo)電接頭、線夾、接線樁頭氧化腐蝕以及連接不良缺陷；
● 各類高壓開關(guān)內(nèi)中心觸頭接觸不良缺陷；
● 隔離刀閘刀口與觸片以及轉(zhuǎn)動(dòng)帽與球頭結(jié)合 不良缺陷；
● 各類CT一次內(nèi)中心及外中心連接不良缺陷、本體及油絕緣不良缺陷以及內(nèi)中心鐵芯、線圈異常不良過熱陷；
● 各類PT絕緣不良缺陷、缺油以及內(nèi)中心鐵芯、線圈異常不良過熱缺陷；
● 各類電容器過熱、耦合電容器油絕緣不良和缺油（低油位）缺陷；
● 各類避雷器內(nèi)中心受潮缺陷、內(nèi)中心元件老化或非線性特性異變?nèi)毕荩?nbsp;
● 各類絕緣瓷瓶表面污穢缺陷，零值絕緣子檢測(cè)，劣化瓷瓶檢測(cè)；
● 發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)、電刷與集電環(huán)接觸狀態(tài)檢測(cè)、內(nèi)中心過熱檢測(cè)；
● 電力變壓器箱體異常過熱，渦流過熱，高、低壓套管上、下兩端連接不良以及充油套管缺油（低油位）缺陷；
● 各類電動(dòng)機(jī)軸瓦接觸不良以及本體內(nèi)、外中心異常過熱。
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