红外热成像技术在状态检修中的应用

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  [摘 要]随着时代的发展,电网规模迅猛增长,社会对供电可靠性的要求越来越高,同时一些新型设备在电网中开始使用,一些新的检修试验方法得到推广应用。红外热成像技术具有技术先进实用性强,普查效率高,检测灵敏度可靠,不停电,安全性好等特点,而成为输变电设备状态检修的一项重要内容,成为电力系统管理和检修的主要手段和方法。本文主要采用红外热成像技术分析运行设备热故障,同时对工作中存在的各种问题加以总结和探索。
  [关键词]红外热成像;状态检修;电气设备;故障
  中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)20-0527-01
  现阶段公司系统深化“大检修”体系,优化配置检修、运行维护资源,按照专业化方向,推进设备巡检、维护、操作等一体化管理,提高检修维护效率的新模式受到人们的关注和重视。在传统的电力设备检修中,一直都是采用“一刀切”式的检修模式,这种检修方式随着电网规模迅速发展,电网设备数量增加,而无法满足电网发展需要,这就要求人们在工作中以新技术、新方法进行管理和控制,针对工作中存在的各种问题进行总结和分析,从而形成各种先进的检修试验方法。尤其是以红外热成像技术为主的检修试验方式,更是成为电力系统中最受人们关注和重视的环节。
  一、电气设备状态检修与红外热成像技术分析
  随着国民经济的不断发展,社会各领域、各行业在工作中对于电能的需求不断增加,这也促使了电力系统的迅速、持续发展,使得电力系统逐步朝着大容量、高电压和大规模方向发展,形成了一种以系统化、综合化为主的电力系统模式,在电力系统管理和工作中,各种设备故障问题逐渐显现出来,因此在目前的工作中,做好电气设备状态检修越来越受到人们的重视。
  1、电气设备状态检修内容
  输变电设备状态检修在电网发展中越来越受到人们的关注,电网设备在带电运行的情况下对其进行故障诊断、检查,并对其中预知的故障进行检修处理的过程。在工作的过程中,电气设备状态检修对于系统内设备发展而言至关重要,是促进工作模式和工作体系得以开展的關键所在。在当前的工作中,开展电气状态检修就必须要以设备的运行监视和状态分析为基础,开展科学、合理、高效的检修方式,从而提高设备检修的针对性和有效性,确保设备安全可靠运行。
  2、红外热成像技术
  红外热成像技术是通过输变设备在运行中产生的红外线辐射作为主要的信息提取和控制,并且在工作的过程中从多个角度和方式进行总结和分析,针对工作中存在的各种问题加以研究和处理,且在应用的过程中能够形成一套系统化、全面的勘察技术方式,确保设备的正常运行。
  二、红外热成像技术介绍
  电网设备在运行中由于受到种种因素的影响和制约,使得其在应用的过程中存在着诸多的缺陷与不足,并且根据工作中的种种问题进行全面、综合的处理,使得其中的各项问题都能够得到有效的总结和归纳,使电网设备保持合理、高效运行。带电设备的红外诊断技术是一门新兴的学科,它是利用带电设备的致热效应,采用专用仪器获取从设备表面发出的红外辐射信息,进而判断设备运行状况和缺陷性质的一门综合技术。红外检测技术具有不需停电、远距离、准确高效等优点,克服了定期计划检修的盲目性,根据设备运行状态、缺陷信息,敏锐地发现设备存在问题,及时开展跟踪测量和检修。
  1、红外热成像诊断故障原理
  在电力系统中,无论是对高压还是低压设备进行分析,其在运行的过程中必然会受到种种因素的影响而产生一定的故障,及设备故障征兆。当带电设备出现热故障的时候,其周围温度必然随之上升,最终形成一定的热场现象,并且还有着向周围辐射和散发的现象。因此在巡视检修的过程中通过红外成像仪的光扫描系统,可以把这一热场直观的反映到荧光屏上,形成显示热场辐射能量密度分布情况的红外热图。通过对运行设备热像图谱的研究,提出设备故障性质和故障点,及时发现设备故障的根源。
  2、红外热成像技术的应用现状
  电力系统推广红外热成像技术的初始阶段,用来测裸露接头过热,效果显著,发现了大量过热点,经过及时处理,防止了很多事故发生。广大检测人员没有满足于检测外部接头热故障,又深入研究高压设备内部热故障的传热,表面热场分布,并进行模拟实验研究和大量现场检测统计分析,逐步掌握各种高压设备内部热故障的热场分布规律与表面红外热像特征。目前,除少数设备内部热故障以外,大多数设备内部热故障均可在设备外壳有温度响应,适用于红外热成像技术诊断。现在,红外热成像技术基本上覆盖了以下电网设备的热故障:
  (1)电力设备内外导流回路热故障,
  (2)高压设备内部绝缘故障导致的热故障,
  (3)变压器、互感器等内部充油设备缺油、油循环不畅等引起的热故障。
  三、电力设备故障分类与红外热成像检测的有效性
  电力设备热故障是多种多样的,但一般可分为以下两种:接触热故障(如导体连接件接触不良,电流流过时发热)和设备元件变质老化。接触不良热故障又分为设备内部和外部两种,外部热故障主要指各种裸露接头、压接管、压板和隔离开关等;内部热故障主要指设备内部导电回路接触不良、互感器内部接头松动,变压器绕组和电机定子线棒焊接处接触不良等;内部零部件老化指阀型避雷器并联电阻劣化或损坏等。
  1、红外热成像技术在设备状态管理中的具体应用 .
  为有效保证电力系统的安全运行,更好地规范电气设备的检修制度,国家经贸委于1999年发布了《带电设备红外诊断技术应用导则》。在当时,这是一项新的技术标准,其基础理论、检测方法、判断方法、使用仪器都是新的成果。该标准的实施对电力系统的安全运行和电气设备检修制度的改革起到了较大的推动作用。同时,《带电设备红外诊断技术应用导则》的颁布还使红外诊断技术的应用得到了进一步推广,进而使该导则更完善、更准确。
  红外成像技术是对绝缘监督手段的补充和完善,通过设备的全过程技术监督,可以掌握设备状态并预计发展趋势。近几年,国网公司将《输变电设备状态检修试验规程》作为绝缘监督工作的主要依据,预防性试验是电气设备运行和维护中的一个重要环节,是保证电力系统安全稳定运行的有效手段之一。
  四、结束语
  总之,红外热成像诊断技术在很大程度上弥补了电气设备年检预试中所不易或无法发现设备的缺陷,并填补了许多高压设备缺少在线监测的空白,在全面实施状态检修的情况下,红外诊断技术已经成为电气设备从定期检修向状态检修转变中一个不可缺少的重要技术手段。随着对红外热成像技术的不断深入开发和应用,该技术本身在电力设备故障检测中存在的不足之处将得到有效解决,进而更加有效、准确地检测和诊断设备故障,为设备状态评价提供了重要的基础资料,大大提高电网设备的安全可靠运行。
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