引言
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,各行各業(yè)對電力能源的需求也在不斷增加,對電力設備的安全運行提出了更高的要求,而紅外熱成像技術在電力設備的運行狀態(tài)檢修工作中能夠發(fā)揮重要作用。
1紅外熱成像技術概述
1.1紅外熱成像技術原理
任何物質都由分子構成,這些分子一直在進行無規(guī)則運動,在運動過程中會產(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中的熱像。通過紅外熱成像技術可以觀察到肉眼無法看到的熱像,紅外熱成像技術具有很好的勘測靈敏度,因此電力設備中如果存在微量熱度,就能被紅外熱成像技術檢測到,能夠及時檢測出電力設備運行中存在的各種隱患,為電力設備的安全運行提供有力保障。
1.2紅外熱成像技術的相關設備
應用紅外熱成像技術進行電力設備狀態(tài)檢測通常會使用到紅外熱成像儀,這種設備主要是應用紅外熱成像技術對被檢測物體進行熱量檢測,通過電子信號處理,將物體表面溫度以圖譜形式展現(xiàn)出來。紅外熱成像儀主要包括電路系統(tǒng)、熱像成像軟件、物體溫度探測頭等。物體溫度探測頭主要負責感知檢測物體的表面溫度,將檢測到的物體溫度分布情況記錄下來,并通過電信號的形式傳遞到設備處理系統(tǒng)中。而傳遞回來的電信號十分微弱,需要電路系統(tǒng)對電信號進行加工處理。經(jīng)過邏輯處理以及電子放大后,形成的電子信號可以用于成像軟件進行數(shù)據(jù)合成,進而形成物體表面溫度的分布圖譜。
2紅外熱成像技術在電力設備狀態(tài)檢修工作中的運用方法
2.1運用紅外熱成像技術進行電力設備檢測的準備工作
運用紅外熱成像技術進行電力設備運行狀態(tài)檢測時,需要電力設備做好以下幾方面準備工作:
首先,紅外熱成像技術對檢測環(huán)境有一定要求。在檢測過程中需要電力設備帶電運行,需要保證設備溫度高于5℃,環(huán)境濕度需要控制在85%以下,環(huán)境風速需要達到5m/s以下。因此,可以選擇陰天或者夜晚進行檢測,但是雨雪天氣或者大霧天氣等會影響紅外熱成像檢測結果。如果在晴天或者白天進行檢測,需要注意不能讓強光直接照射在設備探測頭上:如果在室內(nèi)或者夜晚進行檢測,需要注意是否有燈光直射探測頭,最好是閉燈檢測。此外,在檢測時需要注意躲避強
磁場的干擾。
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及精密程度不同,需要注意不同的紅外熱成像儀的檢測溫度范圍、測量準確度以及其他設備檢測要求會有所差別。在檢測過程中需要按照設備要求和操作規(guī)范進行合理使用,保證檢測的準確性以及設備的靈敏程度,最終保證設備的成像結果清晰準確。此外,為了滿足各種電力設備及不同的檢測環(huán)境要求,需要準備好相應的輔助設備,例如在檢測戶外電力設備時,需要準備長焦探測頭、中距離鏡頭等。
最后,對檢測次數(shù)也有一定要求。運用紅外熱成像技術進行電力設備檢測時,在運行負荷高的情況下進行檢測為佳。對110kV及以上電力設備最好每個季度檢測一次。對于一些檢修或剛剛大修后的電力設備,需要在正常負荷運行后的每個月檢測一次,對其運行狀態(tài)、負荷情況進行詳細檢測。對于一些電力設備運行環(huán)境較差的地方,檢測周期應該更短,條件允許的情況下應當保證每周檢測一次。
2.2絕緣故障的檢測
造成絕緣體發(fā)熱的主要原因有以下幾種:(1)絕緣子在交流電場中,由于電介質出現(xiàn)極化反應而造成絕緣子發(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)熱功率與電力設備的電壓平方一般呈正比。因此,運用紅外熱成像技術進行電力設備狀態(tài)檢測時,如果絕緣子材料狀態(tài)正常,其紅外熱成像圖譜應為馬鞍狀,與附近的絕緣子材料溫度差應當小于1℃。但是當絕緣子材料出現(xiàn)發(fā)熱故障時,其發(fā)熱功率會迅速上升,并大部分集中在絕緣子鋼帽部分,當鋼帽位置的溫度與附近絕緣子溫度出現(xiàn)明顯差異時,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、灰塵堆積,會造成絕緣子材料電阻降低,而鋼帽情況正常。
2.3復合絕緣子材料的檢測
一般情況下,復合絕緣子材料具有很高的電阻值,能夠通過復合絕緣子材料的電流非常小,其發(fā)熱功率甚至達到可忽略不計的程度。但是當復合絕緣子材料中出現(xiàn)某一位置電阻數(shù)值降低的情況,復合絕緣子材料中的電流就會開始集中于這一位置,進而造成局部發(fā)熱情況。通常是復合絕緣子材料的芯棒或者外部保護層受損,導致局部位置放電,電子脈沖造成復合絕緣子材料發(fā)熱。
2.4線夾以及導線位置的檢測
紅外熱成像技術可以對電力設備中的接頭位置及導線頭位置進行故障檢測。在檢測過程中,如果線路輸送電力的功率較低,就證明電力設備的發(fā)熱功率也相應較低,因此運用紅外熱成像技術進行檢查時,應當重點保證檢測環(huán)境中大氣以及設備輸電功率等條件的一致性。當前電力設備的導線頭以及線夾等部件出現(xiàn)故障的原因主要有:(1）耐張力線夾以及引流夾等部件的螺絲可能出現(xiàn)松動,造成部件發(fā)熱。(2）導線內(nèi)部出現(xiàn)斷股的情況,也會造成導線發(fā)熱故障。(3）導線接觸面積較小,在電力設備正常運行過程中造成接觸面氧化嚴重,增加接觸部分的電阻數(shù)值,進而出現(xiàn)發(fā)熱故障。
3內(nèi)部缺陷檢測案例分析
在某220kv變電站紅外熱成像檢測工作中發(fā)現(xiàn),變壓器設備的低壓側套管發(fā)生整體發(fā)熱情況,經(jīng)紅外熱成像技術檢測最高溫度達到40.4℃,經(jīng)過跟蹤性檢測后發(fā)現(xiàn)溫度持續(xù)上升,溫度最高值達到60.7℃,分析紅外熱成像檢測技術形成的圖譜發(fā)現(xiàn),設備故障是由低壓位置套管導電桿接觸不良造成的,經(jīng)過及時維修,解除了故障。
在對某500kv變電站進行紅外熱成像檢測時發(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。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn),站用變鐵芯對地面產(chǎn)生懸浮電位,出現(xiàn)局部放電問題,經(jīng)過及時檢修,最終解決了問題。
4結語
綜上所述,紅外熱成像技術在電力設備運行狀態(tài)檢修過程中發(fā)揮了重要作用。在實際操作中,紅外熱成像技術可以準確檢測出電力設備的各種故障。在使用紅外熱成像技術進行電力設備檢測時,應當嚴格按照紅外熱成像儀等設備的相關要求進行規(guī)范操作,保證紅外熱成像檢測結果的準確性和有效性。
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