1紅外熱成像儀原理

紅外線是由物體內(nèi)部發(fā)射出來(lái)的,而一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都在向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量,物體輻射的能量決定了其發(fā)射出的紅外線的波長(zhǎng),在千攝氏度以下的物體中,物體表面輻射出的最強(qiáng)電磁波是紅外波。所以,對(duì)物體紅外輻射能量進(jìn)行測(cè)量便可以得出物體的表面溫度,這就是紅外熱成像儀測(cè)溫的客觀基礎(chǔ)。紅外成像利用紅外探測(cè)器讀取物體表面的紅外輻射能量,將物體表面的溫度分布規(guī)律轉(zhuǎn)化為直觀的人眼可識(shí)別的圖像。

2變電設(shè)備中發(fā)熱缺陷的常見(jiàn)形式

在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中,影響發(fā)熱的主要因素是電流和電壓。電流致熱型設(shè)備的發(fā)熱一般是由于導(dǎo)線的截面積太小以及觸頭接觸不良造成的,而電壓致熱型缺陷一般是設(shè)備內(nèi)部絕緣降低、電壓分布不均、泄漏電流較大等原因造成的。對(duì)于電壓和電流造成的設(shè)備發(fā)熱缺陷類型,又可分為設(shè)備的外部發(fā)熱缺陷和內(nèi)部發(fā)熱缺陷。

2.1變電設(shè)備外部缺陷致熱

變電站內(nèi)設(shè)備的外部缺陷過(guò)熱,一般是由于設(shè)備長(zhǎng)期暴露在空氣中,風(fēng)吹雨淋及氧化作用使線路電阻過(guò)大,從而造成設(shè)備急劇發(fā)熱。這種缺陷產(chǎn)生于設(shè)備的外部,一般能夠直觀地觀察到。還有一種情況是在設(shè)備的維護(hù)或檢修過(guò)程中,水漬、油污、油漆等掉落在了設(shè)備上,使設(shè)備發(fā)生漏電現(xiàn)象,溫度不斷上升,進(jìn)而造成發(fā)熱缺陷。

2.2變電設(shè)備內(nèi)部缺陷致熱

內(nèi)部缺陷致熱,主要是由于設(shè)備內(nèi)部的故障造成發(fā)熱現(xiàn)象,這些發(fā)熱部位一般都密封在一個(gè)空間內(nèi),無(wú)法通過(guò)變電人員自身識(shí)別得知。發(fā)熱的主要來(lái)源是設(shè)備內(nèi)部電氣零件故障,比如設(shè)備內(nèi)部電路接觸不良,或者電氣連接不充分。我們可以利用手持式紅外熱成像儀來(lái)描繪設(shè)備內(nèi)部溫度,然后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況具體分析,從而明顯提高處理缺陷的能力和變電人員的運(yùn)維水平。

3紅外熱成像技術(shù)在變電運(yùn)維中的實(shí)際應(yīng)用

在對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫時(shí),一般晚高峰是最合理的數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)間,此時(shí)為用電高峰期,并且環(huán)境因素干擾較小,測(cè)量效果最佳。此時(shí),可以根據(jù)測(cè)得的紅外云圖和設(shè)備的綜合狀況,進(jìn)行橫向和縱向?qū)Ρ?來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)行情況。

狀態(tài)檢修是一種根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來(lái)有計(jì)劃地進(jìn)行的設(shè)備檢修,首先要預(yù)知設(shè)備的狀態(tài)信息,預(yù)知設(shè)備的故障,然后根據(jù)預(yù)知的故障信息合理安排檢修項(xiàng)目和周期。在變電設(shè)備的狀態(tài)檢修中紅外測(cè)溫技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用,通常運(yùn)維人員的定期巡視和檢查僅僅是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了檢查,便視為設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)正常,而實(shí)際上很多細(xì)微的變化并不能很快體現(xiàn)出來(lái),紅外測(cè)溫技術(shù)則進(jìn)一步彌補(bǔ)了我們巡查的內(nèi)容,使電氣設(shè)備內(nèi)部缺陷和隱患的檢查方式得到了完善,避免了故障的發(fā)生。

3.1紅外測(cè)溫在導(dǎo)線線夾處的應(yīng)用

導(dǎo)線線夾作為電力系統(tǒng)中的重要組成核心,若出現(xiàn)發(fā)熱,不僅會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行造成威脅,嚴(yán)重時(shí)還有可能造成整個(gè)電網(wǎng)癱瘓。而紅外測(cè)溫儀能發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線線夾的異常發(fā)熱部位,預(yù)防電力事故的發(fā)生,提高電網(wǎng)供電的可靠性。線夾發(fā)熱的主要原因是其長(zhǎng)期暴露在空氣中,經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨淋線夾的彈簧墊發(fā)生氧化,致使線夾出現(xiàn)松動(dòng),從而造成線夾接觸不良,給線路的運(yùn)行帶來(lái)了不安全因素。所以運(yùn)維人員要定期對(duì)線路上的線夾進(jìn)行檢測(cè),對(duì)溫度有明顯異常的導(dǎo)線線夾,上報(bào)缺陷,及時(shí)消缺,減少對(duì)線路的威脅。圖l是利用手持式紅外測(cè)溫儀測(cè)得的某35kv進(jìn)線處線夾正常工作時(shí)的紅外溫度云圖。

圖1某35kV進(jìn)線處線夾紅外測(cè)溫圖

3.2紅外測(cè)溫在隔離開關(guān)處的應(yīng)用

隔離開關(guān)又稱為"閘刀",無(wú)滅弧能力,作為一種作為高壓開關(guān)設(shè)備,在變電運(yùn)行過(guò)程中多面臨發(fā)熱問(wèn)題,尤其是在電阻值增加、合閘不到位等情況下,閘刀的溫度會(huì)出現(xiàn)持續(xù)攀升的趨勢(shì)。嚴(yán)重時(shí)不僅會(huì)對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)造成嚴(yán)重的威脅,若持續(xù)發(fā)熱還有可能引發(fā)安全事件。隔離開關(guān)發(fā)熱主要是由以下兩種原因造成的:首先,隔離開關(guān)暴露在空氣中,致使刀口發(fā)生氧化,兩個(gè)觸頭接觸面會(huì)形成一層氧化膜,從而增加了接觸電阻,進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象:其次,在倒閘操作過(guò)程中,可能會(huì)出現(xiàn)合閘不到位的情況,使開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸面積和壓力不足,導(dǎo)致開關(guān)局部發(fā)熱,甚至因?yàn)殡娏鬟^(guò)大燒蝕焊接,無(wú)法分開,嚴(yán)重者可能產(chǎn)生電弧,造成相間或?qū)Φ囟搪?。而利用紅外測(cè)溫技術(shù),運(yùn)維人員可以盡早發(fā)現(xiàn)發(fā)熱部位,及時(shí)消除缺陷。圖2是某母線閘刀正常運(yùn)行情況下的紅外測(cè)溫云圖。

圖2某母線閘刀正常運(yùn)行情況下紅外測(cè)溫圖

3.3紅外測(cè)溫在穿墻套管處的應(yīng)用

穿墻套管是變電站內(nèi)常見(jiàn)的電氣設(shè)備,常見(jiàn)故障是發(fā)生絕緣老化,一旦絕緣遭到破壞,可能出現(xiàn)電暈、火花、輝光、電弧等放電形式,最終發(fā)生擊穿。而絕緣老化一個(gè)主要因素是套管處溫度過(guò)高,故運(yùn)維人員日常巡視時(shí)應(yīng)定期檢測(cè)穿墻套管處溫度變化。圖3是正常運(yùn)行狀態(tài)下主變l0kv穿墻套管處紅外測(cè)溫云圖。

圖3正常運(yùn)行狀態(tài)下主變10kV穿墻套管處紅外測(cè)溫圖

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,科技的迅速發(fā)展,使得紅外測(cè)溫技術(shù)在變電運(yùn)維工作中的運(yùn)用越來(lái)越成熟。作為一項(xiàng)帶電檢測(cè)技術(shù),紅外測(cè)溫技術(shù)在電網(wǎng)檢測(cè)和維護(hù)過(guò)程中正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,其在缺陷預(yù)知、狀態(tài)檢修、故障排查、監(jiān)控工作等方面有著很高的實(shí)用性。在變電運(yùn)維工作中引進(jìn)紅外測(cè)溫技術(shù),能夠使得運(yùn)維人員精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異常和缺陷,不僅提高了工作效率、經(jīng)濟(jì)效益,還保證了電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。