紅外成像技術(shù)在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用

【摘要】本文對(duì)紅外成像技術(shù)的原理進(jìn)行了闡述，并引用大量實(shí)例總結(jié)了紅外成像技術(shù)在電廠(chǎng)狀態(tài)檢測(cè)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】紅外；成像；應(yīng)用

Infrared imaging technology application in Guohua Zhungeer Power plant

Hongjun liu

Ningxia Guohua Ningdong Power Co. Ltd.，Ningxia Lingwu City Majiatan town，750408

ABSTRACT： based on the principle of infrared imaging technology is discussed， and cited plenty of examples to summarizes the application of infrared imaging technology in Guohua Zhungeer Power plant prospective electricity state detection.

KEYWORD： Infrared； Imaging； Guohua Zhungeer Power plant； application； optimize

1、前言

紅外成像是一種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)（不停電）式高科技檢測(cè)技術(shù)，它集探測(cè)器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、紅外圖像處理技術(shù)于一體，通過(guò)接收物體發(fā)出的紅外線(xiàn)，將其熱像顯示在熒光屏上，從而直觀(guān)體現(xiàn)出物體表面的溫度分布情況，具有直觀(guān)、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。任何物體由于其自身分子的運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)，即所謂的“熱像”。紅外成像儀是通過(guò)吸收物體紅外輻射能量，測(cè)出設(shè)備表面的溫度及溫度場(chǎng)的分布，從而判斷設(shè)備內(nèi)部或其本身發(fā)熱情況。紅外熱像儀是利用熱成像技術(shù)將這種看不見(jiàn)的“熱像”轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光圖像，使測(cè)試效果直觀(guān)，靈敏度高，能檢測(cè)出設(shè)備細(xì)微的熱狀態(tài)變化，準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部、外部的發(fā)熱情況，可靠性高，對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患非常有效。

火電廠(chǎng)應(yīng)用紅外熱成像儀進(jìn)行掃描的范圍主要包括導(dǎo)流母線(xiàn)、配電盤(pán)、變壓器、升壓站設(shè)備導(dǎo)流部分、二次端子排、電動(dòng)機(jī)接線(xiàn)盒內(nèi)電纜接頭等。

2、紅外成像技術(shù)在準(zhǔn)電的應(yīng)用

神華國(guó)華某電廠(chǎng)的紅外成像儀在建廠(chǎng)初期就購(gòu)置到位，型號(hào)為SAT-HY6800紅外成像儀，最初應(yīng)用是在升壓站的導(dǎo)流部分的檢測(cè)及發(fā)電機(jī)鐵損試驗(yàn)等，應(yīng)用范圍較局限。2006年華北電網(wǎng)有限公司發(fā)布的《電力設(shè)備交接及預(yù)防試驗(yàn)規(guī)程》中將紅外成像列入規(guī)程中。為我們進(jìn)一步應(yīng)用紅外成像技術(shù)提供了依據(jù)，所以2006年本廠(chǎng)的紅外成像檢測(cè)工作得到了相當(dāng)?shù)募訌?qiáng)，并且多次檢出異常并得以消除。

2.1高配設(shè)備中的導(dǎo)流部分的過(guò)熱檢測(cè)

圖一中為500KV電流互感器的一次引線(xiàn)，從圖像可以看出顏色一致均勻，無(wú)異常高亮點(diǎn)，平均溫度15.45℃。

圖二為高壓隔離刀閘的導(dǎo)流部分的成像，動(dòng)靜觸頭溫度一致均勻，動(dòng)觸頭拐臂關(guān)節(jié)處溫度也未見(jiàn)異常。平均溫度13.26℃。

圖三為高壓斷路器的成像，進(jìn)線(xiàn)與出線(xiàn)側(cè)溫度比較均衡，在20℃左右。

2.2對(duì)零值絕緣子的監(jiān)測(cè)

圖四500KV絕緣子串，通過(guò)對(duì)整串的絕緣子的紅外成像，目前已經(jīng)積累大量數(shù)據(jù)，為絕緣子串中的零值或低值絕緣子的發(fā)現(xiàn)提供針對(duì)性的對(duì)比。見(jiàn)圖四為同一串絕緣子（二號(hào)主變出線(xiàn)進(jìn)站的500KV絕緣子串）在2003年和2006年的兩次對(duì)比圖像，可見(jiàn)未有異常。在長(zhǎng)周期的監(jiān)測(cè)中零值或低值絕緣子容易直觀(guān)發(fā)現(xiàn)。

2.3本廠(chǎng)二號(hào)主變的乙炔超標(biāo)問(wèn)題也應(yīng)用紅外成像技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)潛油泵的發(fā)熱情況

圖五中光標(biāo)高亮區(qū)溫度36.319℃左右，溫度正常，并對(duì)二號(hào)主變的五組運(yùn)行潛油泵電機(jī)成像，溫度比較平均，偏差不大。由此可以判定二號(hào)主變的少量乙炔存在不是由于潛油泵原因引起。

2.4發(fā)電機(jī)的定期成像可以預(yù)防重大設(shè)備隱患

圖六為一號(hào)發(fā)電機(jī)在330MW負(fù)荷時(shí)內(nèi)冷水的進(jìn)出水管的紅外成像圖，圖中可以看出出水管較進(jìn)水管熱，分析軟件顯示其溫差在9℃左右低于標(biāo)準(zhǔn)，由此反映了發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況，如果在相同工況下監(jiān)測(cè)到進(jìn)出水溫差異常增長(zhǎng)超過(guò)20K應(yīng)引起注意，則可以判定發(fā)電機(jī)的定子存在過(guò)熱，應(yīng)進(jìn)行分析，甚至停機(jī)檢查內(nèi)冷水管路系統(tǒng)、匯水管是否堵塞、水質(zhì)是否合格等。

圖七為我廠(chǎng)一號(hào)發(fā)電機(jī)氫氣干燥器控制箱的紅外成像圖

圖八為二號(hào)發(fā)電機(jī)氫氣干燥器控制箱的紅外成像圖，兩圖比較發(fā)現(xiàn)一號(hào)機(jī)的控制箱溫度比二號(hào)機(jī)控制箱的溫度高，分析軟件提示一號(hào)平均溫度為33℃，而二號(hào)控制箱為24℃，同樣的設(shè)備如此溫差大判定一號(hào)機(jī)的氫氣干燥器控制箱內(nèi)有發(fā)熱源，立即派維護(hù)人員檢查一號(hào)機(jī)氫氣干燥器控制箱，發(fā)現(xiàn)箱內(nèi)保持箱內(nèi)微正壓的壓縮空氣斷氣，導(dǎo)致控制箱塊狀變壓器散熱不好，從而導(dǎo)致控制箱整體溫度上升。通入壓縮空氣后，箱內(nèi)溫度正常，并與二號(hào)機(jī)無(wú)明顯差異。此方法同樣可以檢出箱內(nèi)的導(dǎo)電回路的過(guò)熱而引起的箱體發(fā)熱故障。

2.5在一號(hào)機(jī)勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁線(xiàn)圈的試驗(yàn)中的應(yīng)用

圖九一號(hào)勵(lì)磁機(jī)2#、3#、4#線(xiàn)圈成像

我廠(chǎng)一號(hào)勵(lì)磁機(jī)在9月下旬的小修中檢查中發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁線(xiàn)圈有過(guò)熱燒損現(xiàn)象，集中在出線(xiàn)有連接片側(cè)，此處是通風(fēng)的死區(qū)，加上發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)密封油滲漏嚴(yán)重，導(dǎo)致絕緣老化，出現(xiàn)過(guò)熱，經(jīng)搶修更換了燒損線(xiàn)圈后，在9月26日經(jīng)各項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)合格投運(yùn)，而在10月4日，一號(hào)勵(lì)磁機(jī)出現(xiàn)勵(lì)磁線(xiàn)圈燒斷事故，面對(duì)此次事故我們的常規(guī)試驗(yàn)手段顯得蒼白無(wú)力，沒(méi)有提前檢出缺陷防止此次事故。事故處理過(guò)程中經(jīng)過(guò)討論，決定在修復(fù)后通入30%額定電流的直流電流進(jìn)行銅損發(fā)熱試驗(yàn)，同時(shí)用紅外成像儀檢查異常高亮點(diǎn)（通流時(shí)間不超過(guò)1小時(shí)），發(fā)現(xiàn)有異常高亮點(diǎn)則判為不合格，若線(xiàn)圈各部發(fā)熱正常均勻方可投入運(yùn)行。圖九為當(dāng)時(shí)的2#、3#、4#線(xiàn)圈成像圖片，圖十為6#、7#、8#線(xiàn)圈成像圖片，由圖可以看出連接片各處無(wú)異常高亮點(diǎn)?？梢哉J(rèn)定其焊口質(zhì)量良好接觸電阻符合要求。線(xiàn)圈各部也無(wú)異常高亮點(diǎn)。所以將線(xiàn)圈各部分成像后綜合分析給出合格結(jié)論，目前一號(hào)勵(lì)磁機(jī)投運(yùn)后多年運(yùn)行良好。

2.6在繼電保護(hù)的二次端子上進(jìn)行成像能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)端子松動(dòng)或過(guò)流引起的發(fā)熱，及時(shí)緊固防患于未然

圖十一 二次端子紅外成像，如圖十一所示。分析軟件顯示最大溫度光標(biāo)處為55℃，應(yīng)該進(jìn)行緊固處理或加大導(dǎo)線(xiàn)截面面積。

3、應(yīng)用的推廣

目前廠(chǎng)家推出手持式紅外成像儀。比我廠(chǎng)型號(hào)更加先進(jìn)的紅外成像設(shè)備，并同時(shí)伴有數(shù)碼相機(jī)功能，使實(shí)物與成像圖片一一對(duì)應(yīng)，我廠(chǎng)目前已經(jīng)將紅外工作列入定期工作計(jì)劃中，定期的對(duì)500KV升壓站、110KV啟備變系統(tǒng)、主變、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)、及熱力系統(tǒng)的檢漏等日常巡檢等方面，這種應(yīng)用范圍的擴(kuò)大對(duì)隱患的及早發(fā)現(xiàn)是有利的。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)，不停電試驗(yàn)將逐漸廣泛應(yīng)用于電力生產(chǎn)當(dāng)中，如紅外成像、紫外線(xiàn)探傷、超聲波探傷等檢測(cè)手段的應(yīng)用，使設(shè)備的缺陷或老化及早發(fā)現(xiàn)，使重大設(shè)備事故防患于未然。本文中所述應(yīng)用實(shí)例可以為同類(lèi)設(shè)備的檢測(cè)提供一定的參考和數(shù)據(jù)對(duì)比。

參考文獻(xiàn)

[1]《華北電網(wǎng)有限公司電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》.

[2]《SAT-6800型紅外成像儀使用說(shuō)明書(shū)》.

[3]《FLIR T335型紅外成像儀使用說(shuō)明書(shū)》.

作者簡(jiǎn)介

劉宏軍（1974-4），男，黑龍江省齊齊哈爾市人，本科，工程師，神華國(guó)華寧東發(fā)電公司維護(hù)部經(jīng)理。

高林琳（1982-6），女，黑龍江省大興安嶺人，專(zhuān)科，助理工程師 神華國(guó)華寧東發(fā)電公司物資部采購(gòu)員。