引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)電力能源的需求也在不斷增加,對(duì)電力設(shè)備的安全運(yùn)行提出了更高的要求,而紅外熱成像技術(shù)在電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)檢修工作中能夠發(fā)揮重要作用。

1紅外熱成像技術(shù)概述

1.1紅外熱成像技術(shù)原理

任何物質(zhì)都由分子構(gòu)成,這些分子一直在進(jìn)行無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,不斷向外發(fā)出紅外輻射熱能,在物體表面形成不同的溫度,這就是紅外熱成像技術(shù)中的熱像。通過(guò)紅外熱成像技術(shù)可以觀察到肉眼無(wú)法看到的熱像,紅外熱成像技術(shù)具有很好的勘測(cè)靈敏度,因此電力設(shè)備中如果存在微量熱度,就能被紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)到,能夠及時(shí)檢測(cè)出電力設(shè)備運(yùn)行中存在的各種隱患,為電力設(shè)備的安全運(yùn)行提供有力保障。

1.2紅外熱成像技術(shù)的相關(guān)設(shè)備

應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)通常會(huì)使用到紅外熱成像儀,這種設(shè)備主要是應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行熱量檢測(cè),通過(guò)電子信號(hào)處理,將物體表面溫度以圖譜形式展現(xiàn)出來(lái)。紅外熱成像儀主要包括電路系統(tǒng)、熱像成像軟件、物體溫度探測(cè)頭等。物體溫度探測(cè)頭主要負(fù)責(zé)感知檢測(cè)物體的表面溫度,將檢測(cè)到的物體溫度分布情況記錄下來(lái),并通過(guò)電信號(hào)的形式傳遞到設(shè)備處理系統(tǒng)中。而傳遞回來(lái)的電信號(hào)十分微弱,需要電路系統(tǒng)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行加工處理。經(jīng)過(guò)邏輯處理以及電子放大后,形成的電子信號(hào)可以用于成像軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)合成,進(jìn)而形成物體表面溫度的分布圖譜。

2紅外熱成像技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢修工作中的運(yùn)用方法

2.1運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)備工作

運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)時(shí),需要電力設(shè)備做好以下幾方面準(zhǔn)備工作:

首先,紅外熱成像技術(shù)對(duì)檢測(cè)環(huán)境有一定要求。在檢測(cè)過(guò)程中需要電力設(shè)備帶電運(yùn)行,需要保證設(shè)備溫度高于5℃,環(huán)境濕度需要控制在85%以下,環(huán)境風(fēng)速需要達(dá)到5m/s以下。因此,可以選擇陰天或者夜晚進(jìn)行檢測(cè),但是雨雪天氣或者大霧天氣等會(huì)影響紅外熱成像檢測(cè)結(jié)果。如果在晴天或者白天進(jìn)行檢測(cè),需要注意不能讓強(qiáng)光直接照射在設(shè)備探測(cè)頭上:如果在室內(nèi)或者夜晚進(jìn)行檢測(cè),需要注意是否有燈光直射探測(cè)頭,最好是閉燈檢測(cè)。此外,在檢測(cè)時(shí)需要注意躲避強(qiáng)

磁場(chǎng)的干擾。

其次,需要注意紅外熱成像儀的使用要求。紅外熱成像儀由于型號(hào)及精密程度不同,需要注意不同的紅外熱成像儀的檢測(cè)溫度范圍、測(cè)量準(zhǔn)確度以及其他設(shè)備檢測(cè)要求會(huì)有所差別。在檢測(cè)過(guò)程中需要按照設(shè)備要求和操作規(guī)范進(jìn)行合理使用,保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性以及設(shè)備的靈敏程度,最終保證設(shè)備的成像結(jié)果清晰準(zhǔn)確。此外,為了滿(mǎn)足各種電力設(shè)備及不同的檢測(cè)環(huán)境要求,需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的輔助設(shè)備,例如在檢測(cè)戶(hù)外電力設(shè)備時(shí),需要準(zhǔn)備長(zhǎng)焦探測(cè)頭、中距離鏡頭等。

最后,對(duì)檢測(cè)次數(shù)也有一定要求。運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備檢測(cè)時(shí),在運(yùn)行負(fù)荷高的情況下進(jìn)行檢測(cè)為佳。對(duì)110kV及以上電力設(shè)備最好每個(gè)季度檢測(cè)一次。對(duì)于一些檢修或剛剛大修后的電力設(shè)備,需要在正常負(fù)荷運(yùn)行后的每個(gè)月檢測(cè)一次,對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷情況進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)。對(duì)于一些電力設(shè)備運(yùn)行環(huán)境較差的地方,檢測(cè)周期應(yīng)該更短,條件允許的情況下應(yīng)當(dāng)保證每周檢測(cè)一次。

2.2絕緣故障的檢測(cè)

造成絕緣體發(fā)熱的主要原因有以下幾種:(1)絕緣子在交流電場(chǎng)中,由于電介質(zhì)出現(xiàn)極化反應(yīng)而造成絕緣子發(fā)熱。

(2)絕緣子內(nèi)部可能出現(xiàn)穿透性電流泄漏情況,造成絕緣子發(fā)熱。(3)由于絕緣子外表面出現(xiàn)爬電現(xiàn)象,導(dǎo)致電流泄漏,造成絕緣子發(fā)熱。一般情況下,絕緣子材料如果狀態(tài)良好,出現(xiàn)發(fā)熱故障的概率就很小。此外,絕緣子的發(fā)熱功率與電力設(shè)備的電壓平方一般呈正比。因此,運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)時(shí),如果絕緣子材料狀態(tài)正常,其紅外熱成像圖譜應(yīng)為馬鞍狀,與附近的絕緣子材料溫度差應(yīng)當(dāng)小于1℃。但是當(dāng)絕緣子材料出現(xiàn)發(fā)熱故障時(shí),其發(fā)熱功率會(huì)迅速上升,并大部分集中在絕緣子鋼帽部分,當(dāng)鋼帽位置的溫度與附近絕緣子溫度出現(xiàn)明顯差異時(shí),可以視其為零值的絕緣子。如果絕緣子材料表面有大量雜質(zhì)、灰塵堆積,會(huì)造成絕緣子材料電阻降低,而鋼帽情況正常。

2.3復(fù)合絕緣子材料的檢測(cè)

一般情況下,復(fù)合絕緣子材料具有很高的電阻值,能夠通過(guò)復(fù)合絕緣子材料的電流非常小,其發(fā)熱功率甚至達(dá)到可忽略不計(jì)的程度。但是當(dāng)復(fù)合絕緣子材料中出現(xiàn)某一位置電阻數(shù)值降低的情況,復(fù)合絕緣子材料中的電流就會(huì)開(kāi)始集中于這一位置,進(jìn)而造成局部發(fā)熱情況。通常是復(fù)合絕緣子材料的芯棒或者外部保護(hù)層受損,導(dǎo)致局部位置放電,電子脈沖造成復(fù)合絕緣子材料發(fā)熱。

2.4線(xiàn)夾以及導(dǎo)線(xiàn)位置的檢測(cè)

紅外熱成像技術(shù)可以對(duì)電力設(shè)備中的接頭位置及導(dǎo)線(xiàn)頭位置進(jìn)行故障檢測(cè)。在檢測(cè)過(guò)程中,如果線(xiàn)路輸送電力的功率較低,就證明電力設(shè)備的發(fā)熱功率也相應(yīng)較低,因此運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行檢查時(shí),應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)保證檢測(cè)環(huán)境中大氣以及設(shè)備輸電功率等條件的一致性。當(dāng)前電力設(shè)備的導(dǎo)線(xiàn)頭以及線(xiàn)夾等部件出現(xiàn)故障的原因主要有:(1）耐張力線(xiàn)夾以及引流夾等部件的螺絲可能出現(xiàn)松動(dòng),造成部件發(fā)熱。(2）導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部出現(xiàn)斷股的情況,也會(huì)造成導(dǎo)線(xiàn)發(fā)熱故障。(3）導(dǎo)線(xiàn)接觸面積較小,在電力設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中造成接觸面氧化嚴(yán)重,增加接觸部分的電阻數(shù)值,進(jìn)而出現(xiàn)發(fā)熱故障。

3內(nèi)部缺陷檢測(cè)案例分析

在某220kv變電站紅外熱成像檢測(cè)工作中發(fā)現(xiàn),變壓器設(shè)備的低壓側(cè)套管發(fā)生整體發(fā)熱情況,經(jīng)紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)最高溫度達(dá)到40.4℃,經(jīng)過(guò)跟蹤性檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)溫度持續(xù)上升,溫度最高值達(dá)到60.7℃,分析紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)形成的圖譜發(fā)現(xiàn),設(shè)備故障是由低壓位置套管導(dǎo)電桿接觸不良造成的,經(jīng)過(guò)及時(shí)維修,解除了故障。

在對(duì)某500kv變電站進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),35kv變電站的A相套管位置出現(xiàn)溫度異?，F(xiàn)象,在圖譜中顯示油面位置出現(xiàn)最高溫度,并在油面位置有明顯的分界線(xiàn)。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),站用變鐵芯對(duì)地面產(chǎn)生懸浮電位,出現(xiàn)局部放電問(wèn)題,經(jīng)過(guò)及時(shí)檢修,最終解決了問(wèn)題。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,紅外熱成像技術(shù)在電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢修過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。在實(shí)際操作中,紅外熱成像技術(shù)可以準(zhǔn)確檢測(cè)出電力設(shè)備的各種故障。在使用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備檢測(cè)時(shí),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照紅外熱成像儀等設(shè)備的相關(guān)要求進(jìn)行規(guī)范操作,保證紅外熱成像檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。