紅外熱成像儀在變電站的應(yīng)用

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摘 要：依據(jù)紅外測溫基本定律制成的紅外測溫設(shè)備在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行中有著極有效的應(yīng)用，使用紅外熱成像儀在電網(wǎng)大負(fù)荷、特殊運(yùn)行方式等情況下對設(shè)備巡檢，能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，為設(shè)備狀態(tài)檢修提供有利的幫助。我公司北區(qū)集控站在平時的巡視維護(hù)中，廣泛依托“薩特”紅外熱像儀對變電一、二次設(shè)備進(jìn)行測溫，運(yùn)用紅外分析軟件對測溫結(jié)果進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱缺陷，有效保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行。依據(jù)在實(shí)際工作中紅外測溫成像儀的應(yīng)用及發(fā)熱缺陷處理結(jié)果，特制定紅外測溫管理規(guī)定，加強(qiáng)紅外測溫管理，提高了供電可靠性，保證了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。 

關(guān)鍵詞：變電站； 紅外線； 測溫；實(shí)際應(yīng)用；成效；管理規(guī)定  在電力系統(tǒng)中，電力設(shè)備的安全直接關(guān)系著電網(wǎng)能否正常運(yùn)行，工農(nóng)業(yè)和居民生活用電是否穩(wěn)定可靠。設(shè)備的安全除了其本身的質(zhì)量問題以外，對設(shè)備安全造成的最大危害的就是設(shè)備在運(yùn)行過程中發(fā)熱而產(chǎn)生的缺陷。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，對運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行溫度測試，只有紅線測溫技術(shù)才有良好的效果。紅外測溫技術(shù)在現(xiàn)在無人值守變電站巡視中的應(yīng)用十分廣泛，也有著很好的效果。隨著科技的進(jìn)步，伴隨著用電規(guī)模的擴(kuò)大，合理、正確使用紅外測溫來檢測設(shè)備的運(yùn)行狀況，對及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷，提高供電質(zhì)量就顯得至關(guān)重要。  一、紅外測溫原理與技術(shù)應(yīng)用  任何物體由于其自身分子的運(yùn)動，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面形成一定的溫度場，俗稱“熱像”。紅外診斷技術(shù)正是通過吸收這種紅外輻射能量，測出設(shè)備表面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。根據(jù)紅外輻射的基本定律①可知：一個被測物體的表面輻射系數(shù)一定時，它的輻射功率與其絕對溫度t的四次方成正比。因此，對物體表面溫度的檢測就變成為對其輻射功率的檢測。物體的輻射功率是與它的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、表面性質(zhì)、加熱條件及周圍的環(huán)境和其內(nèi)部是否有故障、缺陷等諸多因素是密切相關(guān)的。當(dāng)被測物體其他條件不變的情況下，僅僅是產(chǎn)生了故障和缺陷，那么它的表面溫度場分布將會發(fā)生相應(yīng)變化；若被測物體的材料特性發(fā)生異常，其表面的溫度也相應(yīng)改變，因而應(yīng)用紅外進(jìn)行溫度的檢測，可以為分析被測目標(biāo)的現(xiàn)有狀態(tài)提供極好的信息。這就是紅外測溫和紅外診斷的基本原理。  基于這些原理發(fā)展而成的紅外熱成像技術(shù)是通過對電氣設(shè)備表面溫度及其分布的測試、分析和判斷，準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行中的異常和缺陷，從而預(yù)知設(shè)備運(yùn)行狀況，提前安排設(shè)備檢修日期，可以為設(shè)備良好運(yùn)行做好偵察兵。利用紅外熱成像儀等診斷技術(shù)可實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)時遠(yuǎn)距離、不停電、不接觸、不取樣、不解體的情況下，檢測出設(shè)備故障引起的異常紅外輻射和溫度，有效的判斷設(shè)備存在的外部缺陷和內(nèi)部缺陷，從而實(shí)現(xiàn)故障隱患的提早發(fā)現(xiàn)并及時進(jìn)行處理，給電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測提供了一種先進(jìn)手段。  二、變電站運(yùn)用紅外熱成像儀的具體方法及實(shí)際意義  在實(shí)際工作中紅外檢測診斷分析方法一般有：表面溫度判斷法、同類比較法、圖像特征判斷法、相對溫差判斷法、檔案分析法、實(shí)時分析法。①表面溫度判斷法：主要使用于電流致熱型和電磁效應(yīng)引起的發(fā)熱設(shè)備。根據(jù)測得的設(shè)備溫度值，對照dl/ t 664 - 2008 中關(guān)于高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備各種部件、材料和絕緣介質(zhì)的溫度和溫升極限的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合環(huán)境氣候條件、負(fù)荷大小進(jìn)行分析判斷，來確定設(shè)備的熱缺陷。這種方法能比較直觀地判斷出設(shè)備的故障，條件是設(shè)備的溫升較高，所判斷出的故障一般都要及時處理。②同類比較法：根據(jù)同組設(shè)備、同類設(shè)備之間對應(yīng)部位的溫差進(jìn)行比較分析。這是一種根據(jù)不同類型的設(shè)備有著不同判斷的方法，對于電壓致熱的設(shè)備，溫升很小，但溫差相差幾度，就可以判斷出設(shè)備已經(jīng)存在缺陷。③圖像特征判斷法：主要適用于溫升比較小的電壓致熱設(shè)備，如電壓互感器、避雷器、套管等設(shè)備。根據(jù)同類設(shè)備的正常狀態(tài)和異常狀態(tài)的熱圖像，判斷設(shè)備是否正常，要注意排除各種干擾因素對圖像的影響，做到精確測溫，使三相設(shè)備同時充滿整個儀器的視場，以便進(jìn)行分析判斷。④相對溫差判斷法：相對溫差(δ) 為2 個對應(yīng)測點(diǎn)之間的溫差與其中較熱點(diǎn)的溫升之比的百分?jǐn)?shù)，用公式表示為：δ = ( t2 - t1) / ( t2 - t0) ×100 % 式中δ——相對溫差；t2——發(fā)熱點(diǎn)溫度，℃；t1——正常相對應(yīng)溫度， ℃；t0——環(huán)境溫度， ℃。理論及試驗(yàn)證明與相對接觸電阻的相對偏差非常接近， δ判斷法主要適用于電流致熱型設(shè)備，特別是溫升高于10 ℃的小負(fù)荷電流致熱設(shè)備，可以降低小負(fù)荷缺陷的漏判率。⑤檔案分析法：分析同一設(shè)備不同時期的檢測溫度場，找出設(shè)備致熱的參數(shù)變化，判斷設(shè)備是否正常運(yùn)行。在幾年的測溫實(shí)踐中，建立的檔案對于分析變電站測溫歷史數(shù)據(jù)有著重大的意義，可以更準(zhǔn)確的了解設(shè)備運(yùn)行情況、設(shè)備的缺陷狀態(tài)及掌握設(shè)備缺陷發(fā)展趨勢。⑥實(shí)時分析法：在一段時間內(nèi)適用紅外熱成像儀連續(xù)檢測，觀察設(shè)備熱像和溫度隨負(fù)載、時間等因素的變化。這種方法適用于設(shè)備運(yùn)行方式的改變、新投產(chǎn)的設(shè)備測溫，能及時掌握設(shè)備在改變負(fù)荷后的運(yùn)行情況及新投產(chǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況。