紅外熱成像在亭子口電廠的應用

韋威丞

（嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

紅外熱成像在亭子口電廠的應用

韋威丞

（嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

電力設備溫度的高低能反映出它的實時負荷的高低，若處于亞健康狀態(tài)時，異響或溫度上升將是較為普遍的現(xiàn)象，說明此時設備運行狀況堪憂，若不能及時發(fā)現(xiàn)并處理將極有可能釀成事故。進入21世紀后科學技術飛速發(fā)展，傳統(tǒng)測溫儀對電力設備溫度的監(jiān)測已很難滿足當前的需要，紅外成像技術的普遍應用將使設備故障發(fā)現(xiàn)在初級階段；并能在設備運行中探測發(fā)熱故障點，以便對癥下藥。

紅外成像儀；紅外測溫；紅外熱像檢測

采取紅外熱成像技術可預防電氣一次設備的重大事故發(fā)生，設備每年的定期檢修、搶修可變成理想的狀態(tài)檢修；有效降低事故發(fā)生率并減少設備檢修時間和費用，可杜絕大部分事故隱患。電氣一次設備的安全運行、穩(wěn)定運行給發(fā)電公司和社會帶來不可限量的經(jīng)濟效益。紅外熱成像儀檢測的都是設備表面溫度，而無法穿透到設備內(nèi)部，要掌握設備的整體狀態(tài)就必須用紅外熱成像技術與其他測量技術相結合起來，方能更好地發(fā)揮它的作用。

1　紅外熱成像技術的基本原理

紅外熱成像技術是一種被動紅外線技術，它的原理是自然界中一切溫度高于絕對零度的物體。時刻都在輻射紅外線，而這些紅外輻射都是帶有物體的特征信息，為利用紅外技術判定各種被測設備的溫度提供了客觀基礎。通過紅外探測器將設備的發(fā)熱部分輻射功率信號轉(zhuǎn)換成電信號后，成像儀器就可以模擬出被測設備表面溫度空間分布經(jīng)過成像儀系統(tǒng)處理，形成圖像視頻信號傳輸至屏幕，最后得到與設備表面熱分布相對應熱像圖，這就是紅外熱圖像。

2　亭子口電廠的應用

2.1應用方法

2.1.1制定紅外測溫定期工作計劃

在機組滿負荷發(fā)電期或豐水期，對4臺發(fā)電機定子上下端部、集電環(huán)、上下環(huán)碳刷、轉(zhuǎn)子勵磁引線、出口電壓互感器、中性點電流互感器、主變壓器、GIS設備、出口GCB、出線設備等電氣一次設備進行系統(tǒng)的紅外成像記錄。記錄各設備的最高溫度、平均溫度等，按年、月、日、拍攝位置為文件名保存相應的熱像圖片。

2.1.2建立并完善紅外成像數(shù)據(jù)庫

建立完整的紅外成像數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)庫進行定期不同時段、相同負荷、不同環(huán)境溫度下的紅外成像數(shù)據(jù)比對、分析，查找其中的變化規(guī)律，以便評估設備的運行狀態(tài)與健康狀態(tài)。

2.1.3過熱部位的重點跟蹤與觀察

對發(fā)現(xiàn)的某設備過熱點進行重點跟蹤與觀察，并向運行人員告知某設備某部位異常請加強監(jiān)視，同時調(diào)整紅外成像周期，對獲得的數(shù)據(jù)進行一系列的趨勢分析，為下一步采取的措施提供依據(jù)。

2.2故障診斷方法

2.2.1設備溫度差異判斷法

電氣一次設備正常運行時，因為電流熱效應，會引起設備表面溫度升高。而每一個電氣設備都有廠商規(guī)定的安全運行溫度值，若某設備有某一部位或某個點溫度異常高時，應加強對此設備的監(jiān)視。

2.2.2相同電氣設備三相繞組比較法

相同電氣設備的三相繞組所用的材料是相同的，一般情況下三相繞組電流是對稱的，若三相繞組的溫度上升平均，則設備正常；若三相繞組中某一相或兩相出現(xiàn)溫度過高，則判定溫度高的那一相或兩相存在缺陷。

2.2.3相同部件的溫度比較法

相同部件的材料通過的電流值一樣，整個部件溫升相同。若產(chǎn)品存在質(zhì)量上的缺陷，如材料中夾雜氣泡和缺陷等，使材料特性發(fā)生了變化，電流通過時會產(chǎn)生不同的熱量，此時表現(xiàn)出來的現(xiàn)象一般為局部過熱，如各種形式的絕緣子局部發(fā)熱、動力電纜的局部發(fā)熱、避雷器局部發(fā)熱等。

2.2.4負荷輕重比較法

運行時的溫升和負荷的大小有非常直接的關聯(lián)，發(fā)現(xiàn)設備某部位或某一相的溫度出現(xiàn)溫度異常，應優(yōu)先考慮設備所帶的負荷大小。如果負荷很大，而發(fā)熱部位溫度相對高一些但在安全溫度值內(nèi)，屬于正常情況；反過來，如果負荷很小，設備的部件已經(jīng)發(fā)熱，隨著負荷增加發(fā)熱部件的溫度將會快速上升，最終會導致故障發(fā)生。

3　紅外成像技術的硬傷及應對措施

3.1紅外熱成像檢測技術的硬傷

3.1.1無法穿透封閉式設備的表面

紅外線的穿透能力非常差，基本不能穿透設備外殼；例如主變壓器、GIS設備、出口GCB等內(nèi)部故障點無法使用紅外熱成像儀檢測到。只有長時間而且比較穩(wěn)定的內(nèi)部發(fā)熱點其溫度才可以反映到設備外殼。對于部分發(fā)熱點在其溫度傳至設備外殼之前，隱患有可能已經(jīng)擴大上升為嚴重故障了。

3.1.2不可穿透透明物體

一般封閉式的電氣設備，在重點部位都有觀察孔或觀察窗，用來觀察設備的絕緣子狀況以及觸頭連接情況。但一般觀察孔都采用樹脂或玻璃等材料制成，這兩種材料反射率較高，使用紅外熱成像儀進行掃描時，無法正確反映設備內(nèi)部主要部位的真實溫度。

3.2解決方法及應對措施

3.2.1安裝示溫片監(jiān)測設備內(nèi)部溫度

在設備內(nèi)部或紅外成像儀無法正確使用的部位采用安裝示溫片的方法，能直觀的顯示溫度，并對設備內(nèi)部故障進行有效監(jiān)測與預防。

3.2.2通過技改設備外殼結構

可通過技術改造，采用可打開式觀察門，采用五防鎖鎖止，在進行紅外熱成像工作時打開觀察門進行測量。

3.2.3通過與其他測溫方法相結合

通過電氣預防性試驗、設備局部放電試驗、色譜在線監(jiān)測等方法可有效發(fā)現(xiàn)設備的部分內(nèi)在缺陷，在做好常規(guī)試驗的前提下與紅外熱成像檢測方法有機結合，可更好的發(fā)現(xiàn)設備內(nèi)部潛伏故障。

4　結語

紅外熱成像技術在設備不停電檢測領域有著較大的優(yōu)勢，在世界各國的電力系統(tǒng)中得到廣泛應用，為電力設備年度定期檢修、搶修轉(zhuǎn)變?yōu)辄c檢定修狀態(tài)檢修提供了強大的支持，為電廠及電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效地運行提供了強有力保障。

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[3]瞿子明.紅外熱成像技術在檢測電力設備內(nèi)部缺陷中的應用[J].上海電力,2005(2):182-184.

TN216

B

1672-5387（2016）11-0077-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.11.029

2016-09-09

韋威丞（1987-），男，助理工程師，從事電氣試驗工作。