1紅外熱成像儀原理

紅外線是由物體內部發(fā)射出來的,而一切溫度高于絕對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,在千攝氏度以下的物體中,物體表面輻射出的最強電磁波是紅外波。所以,對物體紅外輻射能量進行測量便可以得出物體的表面溫度,這就是紅外熱成像儀測溫的客觀基礎。紅外成像利用紅外探測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)律轉化為直觀的人眼可識別的圖像。

2變電設備中發(fā)熱缺陷的常見形式

在設備運行的過程中,影響發(fā)熱的主要因素是電流和電壓。電流致熱型設備的發(fā)熱一般是由于導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備內部絕緣降低、電壓分布不均、泄漏電流較大等原因造成的。對于電壓和電流造成的設備發(fā)熱缺陷類型,又可分為設備的外部發(fā)熱缺陷和內部發(fā)熱缺陷。

2.1變電設備外部缺陷致熱

變電站內設備的外部缺陷過熱,一般是由于設備長期暴露在空氣中,風吹雨淋及氧化作用使線路電阻過大,從而造成設備急劇發(fā)熱。這種缺陷產生于設備的外部,一般能夠直觀地觀察到。還有一種情況是在設備的維護或檢修過程中,水漬、油污、油漆等掉落在了設備上,使設備發(fā)生漏電現象,溫度不斷上升,進而造成發(fā)熱缺陷。

2.2變電設備內部缺陷致熱

內部缺陷致熱,主要是由于設備內部的故障造成發(fā)熱現象,這些發(fā)熱部位一般都密封在一個空間內,無法通過變電人員自身識別得知。發(fā)熱的主要來源是設備內部電氣零件故障,比如設備內部電路接觸不良,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描繪設備內部溫度,然后結合現場的實際情況具體分析,從而明顯提高處理缺陷的能力和變電人員的運維水平。

3紅外熱成像技術在變電運維中的實際應用

在對實際設備進行測溫時,一般晚高峰是最合理的數據測量時間,此時為用電高峰期,并且環(huán)境因素干擾較小,測量效果最佳。此時,可以根據測得的紅外云圖和設備的綜合狀況,進行橫向和縱向對比,來判斷設備的運行情況。

狀態(tài)檢修是一種根據設備的健康狀態(tài)來有計劃地進行的設備檢修,首先要預知設備的狀態(tài)信息,預知設備的故障,然后根據預知的故障信息合理安排檢修項目和周期。在變電設備的狀態(tài)檢修中紅外測溫技術發(fā)揮著不可替代的作用,通常運維人員的定期巡視和檢查僅僅是對設備的運行指標和技術指標進行了檢查,便視為設備的運行狀態(tài)正常,而實際上很多細微的變化并不能很快體現出來,紅外測溫技術則進一步彌補了我們巡查的內容,使電氣設備內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紅外測溫在導線線夾處的應用

導線線夾作為電力系統(tǒng)中的重要組成核心,若出現發(fā)熱,不僅會對系統(tǒng)的運行造成威脅,嚴重時還有可能造成整個電網癱瘓。而紅外測溫儀能發(fā)現導線線夾的異常發(fā)熱部位,預防電力事故的發(fā)生,提高電網供電的可靠性。線夾發(fā)熱的主要原因是其長期暴露在空氣中,經過風吹雨淋線夾的彈簧墊發(fā)生氧化,致使線夾出現松動,從而造成線夾接觸不良,給線路的運行帶來了不安全因素。所以運維人員要定期對線路上的線夾進行檢測,對溫度有明顯異常的導線線夾,上報缺陷,及時消缺,減少對線路的威脅。圖l是利用手持式紅外測溫儀測得的某35kv進線處線夾正常工作時的紅外溫度云圖。

圖1某35kV進線處線夾紅外測溫圖

3.2紅外測溫在隔離開關處的應用

隔離開關又稱為"閘刀",無滅弧能力,作為一種作為高壓開關設備,在變電運行過程中多面臨發(fā)熱問題,尤其是在電阻值增加、合閘不到位等情況下,閘刀的溫度會出現持續(xù)攀升的趨勢。嚴重時不僅會對設備和電網造成嚴重的威脅,若持續(xù)發(fā)熱還有可能引發(fā)安全事件。隔離開關發(fā)熱主要是由以下兩種原因造成的:首先,隔離開關暴露在空氣中,致使刀口發(fā)生氧化,兩個觸頭接觸面會形成一層氧化膜,從而增加了接觸電阻,進而導致出現發(fā)熱現象:其次,在倒閘操作過程中,可能會出現合閘不到位的情況,使開關動靜觸頭接觸面積和壓力不足,導致開關局部發(fā)熱,甚至因為電流過大燒蝕焊接,無法分開,嚴重者可能產生電弧,造成相間或對地短路。而利用紅外測溫技術,運維人員可以盡早發(fā)現發(fā)熱部位,及時消除缺陷。圖2是某母線閘刀正常運行情況下的紅外測溫云圖。

圖2某母線閘刀正常運行情況下紅外測溫圖

3.3紅外測溫在穿墻套管處的應用

穿墻套管是變電站內常見的電氣設備,常見故障是發(fā)生絕緣老化,一旦絕緣遭到破壞,可能出現電暈、火花、輝光、電弧等放電形式,最終發(fā)生擊穿。而絕緣老化一個主要因素是套管處溫度過高,故運維人員日常巡視時應定期檢測穿墻套管處溫度變化。圖3是正常運行狀態(tài)下主變l0kv穿墻套管處紅外測溫云圖。

圖3正常運行狀態(tài)下主變10kV穿墻套管處紅外測溫圖

4結語

綜上所述,科技的迅速發(fā)展,使得紅外測溫技術在變電運維工作中的運用越來越成熟。作為一項帶電檢測技術,紅外測溫技術在電網檢測和維護過程中正發(fā)揮著越來越重要的作用,其在缺陷預知、狀態(tài)檢修、故障排查、監(jiān)控工作等方面有著很高的實用性。在變電運維工作中引進紅外測溫技術,能夠使得運維人員精準地發(fā)現設備運行過程中出現的異常和缺陷,不僅提高了工作效率、經濟效益,還保證了電網的安全可靠運行。