輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用分析

國網(wǎng)山西省電力公司陽泉供電公司 程 彬

輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用分析

國網(wǎng)山西省電力公司陽泉供電公司 程 彬

電力企業(yè)的一個重要任務(wù)就是對輸電設(shè)備進(jìn)行檢修，這樣才能有效保證設(shè)備運(yùn)行的安全，保證輸電的順利。定期對輸電設(shè)備進(jìn)行檢修，可以在很大程度上降低發(fā)生故障的幾率，從而保證電力企業(yè)的正常輸電。但在檢修中也會存在一些問題，限制了檢修工作，因此需要一種高效的檢修方法來增加設(shè)備檢修的效率與效果。紅外熱成像是一種可以在不影響正常供電的情況下，對設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)以圖片的形式展示，這一個區(qū)別于傳統(tǒng)檢修方法的一種高效檢修方法。本文對紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備檢修中的應(yīng)用做了簡要介紹，對紅外熱成像技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了描述，希望可以為以后紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備檢修中的應(yīng)用起到一定的指導(dǎo)意義與推動作用。

輸電設(shè)備；檢修；紅外熱成像；應(yīng)用

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各行各業(yè)都出現(xiàn)了快速發(fā)展的局面,同樣我國大型基礎(chǔ)工程建設(shè)方面也表現(xiàn)出了很大的進(jìn)步,在電氣設(shè)備方面也有著很大的進(jìn)步。在電氣設(shè)備中出現(xiàn)的一些事故,很多都是由于沒有進(jìn)行合格的檢修,以至于發(fā)生嚴(yán)重的后果。近年來紅外熱成像技術(shù)在設(shè)備檢修中發(fā)揮了很大的作用,比傳統(tǒng)的檢修方法擁有更多的優(yōu)勢,為輸電設(shè)備狀態(tài)檢修帶來了極大的便利。紅外熱成像技術(shù)一個突出特點(diǎn)就是可以,在輸電設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)行檢修,并且可以以圖片的形式來直觀的展示設(shè)備運(yùn)行中的狀態(tài),對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行展示,因此在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中得到了非常廣泛的應(yīng)用,對我國電力企業(yè)的發(fā)展也起到了一定的推動作用。

2 紅外熱成像技術(shù)

2.1 紅外熱成像技術(shù)原理

任何物體都是由不計其數(shù)的分子組成,而構(gòu)成物體的這些大量分子每時每刻都在做著無規(guī)則的運(yùn)動,分子運(yùn)動是可以產(chǎn)生熱量的,因此會產(chǎn)生紅外熱能散發(fā)出來,這種熱量會在物體表面產(chǎn)生一定的溫度,這種現(xiàn)象被稱為是熱像。紅外熱成像技術(shù)就是充分利用這種現(xiàn)象所形成的。通過吸收物體分子運(yùn)動產(chǎn)生的這種紅外輻射的熱量,對設(shè)備表面的溫度進(jìn)行檢測,并通過以此形成的圖像來充分了解設(shè)備表面的溫度,通過溫度場的分布來判斷輸電設(shè)備的發(fā)熱情況。紅外熱成像技術(shù)可以將肉眼無法看到的現(xiàn)象,以圖片的方式進(jìn)行直觀的展示,十分有利于對輸電設(shè)備的檢修,紅外熱成像技術(shù)以一種高靈敏度來展示了設(shè)備的熱狀態(tài),對于檢查輸電設(shè)備的內(nèi)外部情況具有很高的可靠性,可以及時有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備中所存在的安全隱患,通過技術(shù)的檢修,可以保證輸電設(shè)備更穩(wěn)定的工作,提高電力設(shè)備的安全性。

2.2 紅外熱成像技術(shù)所需的儀器

紅外熱像儀是被人們普遍接受的檢測輸電設(shè)備狀態(tài)的儀器,以紅外熱成像技術(shù)的原理對輸電設(shè)備表面狀態(tài)進(jìn)行檢測,再通過一些電信號處理、光電轉(zhuǎn)換等技術(shù),來將儀器接收到的熱分布情況以圖片的形式直觀的展示出來。從而檢測人員可以有效判斷輸電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并對存在隱患的問題進(jìn)行及時處理,增加輸電設(shè)備運(yùn)行的安全性。

在紅外熱像儀中有電路、平面探測器、圖片處理軟件等。平面探測儀可以對設(shè)備表面的溫度情況進(jìn)行探測,并通過一系列的轉(zhuǎn)換技術(shù),將所探測到的情況轉(zhuǎn)換為電信號,接著,由電力將產(chǎn)生的電信號進(jìn)行加強(qiáng)處理,并通過電子學(xué)放大,使得設(shè)備的溫度情況更加清晰的展示,再經(jīng)過圖像處理軟件將經(jīng)過一系列處理的電信號轉(zhuǎn)換為圖片的形式,進(jìn)行直觀的展示,因此設(shè)備表面的運(yùn)行參數(shù)就可以被觀測分析處理。

3 輸電設(shè)備紅外檢測的要求

3.1 檢測環(huán)境

由于是對輸電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢測,因此需要在設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行帶電運(yùn)行設(shè)備的檢測。進(jìn)行檢測的環(huán)境溫度一般要求要不低于5℃,相對濕度要低于85%,在陰天、多云的狀態(tài)下進(jìn)行檢測比較合適,夜間檢測所呈現(xiàn)的圖片質(zhì)量最好。為了使圖片呈現(xiàn)清晰,要避免在有雷、雨、雪、霧的天氣狀況下檢測。如果是在晴天戶外檢測一定要注意避免陽光直射或者反射的光影響到儀器,在夜晚燈光下檢測也要避免燈光的直射,以便呈現(xiàn)出更真實(shí)清晰的圖像。同時在對輸電設(shè)備進(jìn)行檢測時,要避免強(qiáng)電磁場對儀器的影響。

3.2 檢測儀器

對輸電設(shè)備進(jìn)行檢測前,要對所需要達(dá)到的檢測精度和檢測范圍進(jìn)行限制,選擇符合各項(xiàng)指標(biāo)要求的紅外熱像儀,同時紅外熱像儀要有足夠高的溫度分辨率,以便得到清晰穩(wěn)定的圖像結(jié)果。紅外熱像儀除了滿足基本功能要求外,還要有中長焦距鏡頭,并適于多種環(huán)境下儀器的使用。

3.3 檢測次數(shù)

輸電設(shè)備檢測一般都是在大負(fù)荷下進(jìn)行的,對不同狀態(tài)的輸電線路有不同的檢測要求,對于新投產(chǎn)、新運(yùn)行的設(shè)備要在安裝運(yùn)行一個月內(nèi)進(jìn)行一次檢測,對處于負(fù)荷高、環(huán)境差、需要特別維護(hù)的線路要適當(dāng)增加檢測次數(shù),以保證輸電設(shè)備的安全,排除安全隱患。對于重大節(jié)日、重大事件等用電負(fù)荷高的情況也要適當(dāng)增加檢測次數(shù),以確保輸電線路的安全可靠,及時排除安全隱患。

4 紅外熱成像技術(shù)在輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中的具體應(yīng)用

在輸電線路中很多部件,如導(dǎo)線、接頭、絕緣子等,都會一直暴露在所運(yùn)行的環(huán)境中,受到來自污染物的腐蝕,接受風(fēng)吹日曬,尤其是在環(huán)境問題日益突出的現(xiàn)在,輸電線路中這些部件受到來自外界的自然力、非自然力的各種破壞,加之設(shè)計上、施工質(zhì)量以及生產(chǎn)質(zhì)量上的各種因素,使得設(shè)備老化、損壞等安全隱患問題難以避免。如果不能及時發(fā)現(xiàn)這些安全隱患并進(jìn)行有效排除,很可能會引起不可恢復(fù)的安全事故。因此需要輸電設(shè)備中的各種部件、設(shè)備進(jìn)行定期檢測,以確保其能正常工作,對存在安全隱患的各種問題進(jìn)行及時處理。紅外熱成像技術(shù)對于檢查輸電設(shè)備中存在的各種問題具有很大的優(yōu)勢,可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的測溫,由此來判斷設(shè)備是否存在故障,存在故障及時進(jìn)行檢修。

4.1 對導(dǎo)線、線夾、壓接管故障檢測

對輸電線路的接頭、線夾、壓接管等連接處進(jìn)行溫度差的檢測,以此來對線路是否存在故障情況進(jìn)行判斷,這種檢測一般是通過溫度差來判斷是否存在缺陷的,如果線路傳輸?shù)墓β什淮蟮那闆r下,發(fā)熱現(xiàn)象也不會很明顯。因此,通過溫度差的觀測來進(jìn)行檢測時,要盡量使得傳輸功率與大氣環(huán)境保持一致。存在的主要缺陷問題主要有幾下幾個方面：首先,接觸面的氧化、接頭的壓接管壓力不夠以及導(dǎo)線接觸面太小都會增大電阻,因此產(chǎn)生局部熱量過大的現(xiàn)象。其次,線夾處的螺絲松動也會引發(fā)局部發(fā)熱現(xiàn)象。最后,導(dǎo)線一般是多股的,如果出現(xiàn)斷股,也會使線路中電阻增大,引起發(fā)熱現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^線路的異常狀態(tài)的嚴(yán)重程度對缺陷問題的嚴(yán)重程度進(jìn)行分類,分為緊急缺陷、重大缺陷和一般缺陷三類。

4.2 玻璃或瓷絕緣子的故障檢測

引起絕緣子發(fā)熱的情況有很多,其中主要的有以下三個,一是由于電流電場的作用,出現(xiàn)電介質(zhì)極化效應(yīng),因此導(dǎo)致絕緣子發(fā)熱,二是絕緣子可能出現(xiàn)內(nèi)部穿透性增強(qiáng),電流泄漏以致絕緣子發(fā)熱,三是絕緣子表面的爬電電流泄漏也會使絕緣子發(fā)熱。在正常狀態(tài)下,絕緣子工作狀態(tài)良好,它的發(fā)熱功率會很小。借助于紅外熱成像技術(shù)可以發(fā)現(xiàn),在絕緣子正常狀態(tài)下,熱像圖會顯示為馬鞍狀,而且相鄰絕緣子之間的溫度差會很低,甚至小于1℃。如果絕緣子出現(xiàn)劣化,發(fā)熱功率會出現(xiàn)急劇上升的現(xiàn)象,最明顯的部位為鋼帽內(nèi),鋼帽內(nèi)部溫度與相鄰絕緣子溫度大于1℃時,就可以斷定為零值絕緣子,失去了原本的作用。而在絕緣子表面出現(xiàn)過多的灰塵積壓,也會使絕緣子電阻的減小,此時發(fā)熱部位集中在磁盤。

4.3 復(fù)合絕緣子故障的紅外檢測

對于一個正常的復(fù)合絕緣子,它的電阻是非常大的,因此能夠通過絕緣子的電流極小,因此幾乎可以忽略它的發(fā)熱功率。但是一旦出現(xiàn)復(fù)合絕緣子某個部位電阻降低,就會有電流通過,引起局部發(fā)熱現(xiàn)象,絕緣子的芯棒、保護(hù)套可以幫助絕緣子保持正常的使用功能,一旦出現(xiàn)破損,會在局部產(chǎn)生強(qiáng)場,產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象,通過紅外熱像儀可以明顯檢測到絕緣子故障下的發(fā)熱圖,從而清晰直觀的反映輸電設(shè)備、輸電線路的故障情況。

5 總結(jié)

經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用,在對輸電設(shè)備進(jìn)行檢測中,紅外熱成像技術(shù)是一種非常有效的方式,可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離、不接觸的檢測,而且能夠快速、準(zhǔn)確的反映輸電設(shè)備表面的熱分布情況,同時這種檢測技術(shù)是可以在輸電設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行,這樣可以確保輸電設(shè)備正常工作,還能保證檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性,對輸電設(shè)備狀態(tài)檢修提供了一個良好、有效的檢測方法。隨著紅外熱成像技術(shù)的使用和推廣,可以不斷對這種技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),在技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中觀察其存在的不足,發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢,并在應(yīng)用中,對紅外熱成像技術(shù)的不足進(jìn)行改進(jìn),以達(dá)到更高的應(yīng)用水平,從而更有效地服務(wù)于輸電設(shè)備狀態(tài)的檢修,更有效的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的檢修,有效推進(jìn)紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展,推動電力事業(yè)的進(jìn)步。

[1]諸葛葳．輸電設(shè)備狀態(tài)檢修中紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用探析[J]．企業(yè)技術(shù)開發(fā)(下半月),2015,(6):41-42．

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