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电力巡检红外热成像测温方案
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电力巡检红外热成像测温方案

详细说明

 

一、行业背景

进入六月用电高峰如期而至。进入炎炎夏日,高温暑热天气来势迅猛。当人们在空调房中享受清凉的时候,电网也正在经历着持续高负荷的“烤验”,电网设备安全运行、可靠供电及优质服务面临严峻挑战。

电网系统面临的负荷继续攀升,对配电设备的巡查、控制、检测工作量也随着增加,随之而来的是人力需求的加大。为更好的解决夏季电网系统中存在的问题,在智能化市场趋势下,红外热成像测温仪应势而生。该产品可以进行仪表数据的读取,对配电设备和设备接头进行红外测温,提前发现隐患,从根本上改变早期人工巡检运行设备的故障诊断方式,提高设备的可靠性与有效性,提高用户运行经济效益,降低维修成本都有很大的意义

二、方案需求

对输电线路进行定期巡视检查,随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境,是用户工程人员一项繁重的日常工作。人工巡检是一种传统的巡检方式,也是目前用电设备及输电线路巡检的主要方式。由于部分输电线路隐藏在桥架内或者电缆沟内无法直接反馈出输电线路的运行情况。

使用红外热像仪等巡检设备对输电线路进行巡视检查的全新巡检技术,具有迅速快捷、工作效率高、不受地域影响、巡检质量高、安全性高等优点。设备本体巡检效率和质量显著提高,并且极大降低了劳动强度,提升了巡检效率,确保了对电力设备状态的运行维护能力。因此,红外热成像仪的应用是线路巡检智能化发展的有效解决方案。

三、技术应用

3.1 设计原理

自然界中一切温度高于绝对零度的物体无论在什么环境下都在不断地敷设着红外线,这种现象我们称为红外热辐射。红外线具有两个重要的特性:(1)物体的热辐射能量的大小。(2)大气、烟云等会吸收可见光和近红外线,但对3-5微米和8-14微米的热红外线却是透明的,这两个波段被成为热红外线的“大气窗口”。利用红外线的这两个中套特性,红外热像仪可以在完全无光的情况下清晰地观察到所需监控的目标,所以红外热成像技术能真正做到24小时全天候监控。

红外热成像仪就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的热红外辐射信号,探测仪器通过测量目标本身和背景间的红外辐射差(温度差)得到不同热红外线形成的红外热图像。红外热图像是表面温度分布图像,因此红外热像仪能在完全无光、距离较远等情况下对物体成像,它不仅可在黑暗中观测,而且可以在浓厚的烟幕、云雾、雨雪等恶劣气候条件下探测到目标。

3.2 系统应用

电力部门的重要设备都与温度密切相关,除正常的专用发电、变电设备外,如变压器、开关、刀闸以及辅助性设备,这些设备一旦发生事故,不仅经济上损失巨大的,也容易造成人员的伤害。因此利用红外热成像技术对设备进行检测,了解和掌握设备使用过程的状态,对于及早发现问题查明原因,保证安全的生产运营,延长设备的使用寿命有着重要的意义。

电力、电讯设备过热故障预知检测,在电力系统和设备维修检查中,红外线热像仪证明是节约资金的诊断和预防工具。测量电器设备,非接触红外线热像仪可以从安全的距离测量一个物体的表面温度,使其成为电器设备维修操作中不可缺少的工具,以下为需要采用红外热像仪进行检查的部分设施:

a. 电气装置:可发现接头松动和接触不良、不平衡负荷、过载、过热等隐患。这些隐患可能造成产生电弧、短路、烧毁、起火。

b. 变压器:可以发现的隐患有接头松动、套管过热、接触不良(抽头变换器)、过载、三相负载不平衡、冷却管堵塞不畅。空冷器件的绕组可直接用红外热像仪测量以查验过高的温度,任何热点都表明变压器绕组的损坏。其隐患为产生电弧、短路、烧毁、起火。

c. 电动机、发电机:可以发现的隐患是轴承温度过高、不平衡负载、绕组短路或开路、碳刷,滑环和集流环发热,过载过热,冷却管路堵塞。其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏,有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环,进而损坏绕组线圈。检查发热点,在出现的问题导致设备故障之前定期维修或者更换。电动机线圈绝缘层通过测量电动机线圈绝缘层的温度,延长它的寿命。还可能引起驱动目标的损坏。为了保持电动机的寿命期,检查供电连接线和电路断路器(或者保险丝)温度是否一致。

d. 连接器:电连接部位会逐渐放松连接器,由于反复的加热(膨胀)和冷却(收缩)产生热量、或者表面脏物、碳沉积和腐蚀。非接触红外热像仪可以迅速确定表面有严重问题的温升。

e. 各相之间的测量:检查各电力设备的电线和连接器各相之间的温度是否相同。

f. 不间断电源:确定UPS输出滤波器上连接线的发热点。一个温度低的点表明可能直流滤波线路是开路。备用电池:检查低压电池以确保连接正确,与电池接头接触不良可能会加热到足以烧毁电池芯棒。

3.3 应用优点

① 红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别在进行设备状态诊断时具有远距离、不接触、不取样、不触体,又具有准确、快速、直观等特点,实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障。从而使红外热成像仪的操作者更安全。

②红外热成像技术不受电磁干扰,能远距离精确跟踪热目标红外热成像技术利用的是热红外线,因而不受电磁干扰,在变电所应用更突出其优点。

③ 红外热成像技术能真正做到24h全天候监控红外辐射是自然界中存在最为广泛的辐射,而大气、烟云等可吸收可见光和近红外线,但是对3—51xm和8—14txm的红外线却是透明的,这两个波段被称为红外线的“大气窗口” 。因此,利用这两个窗口,可以在完全无光的夜晚,或是在雨、雪等烟云密布的恶劣环境,清晰地观察到监控的目标。

④红外热成像技术的探测能力强,作用距离远。红外热成像仪探测器焦距为500px一无穷远,适用于非接触大面积的遥测。并且温度分辨率高达0.1—0.02℃,测温范围一5O~2000 ℃,应用领域宽,测温精度高。

⑤红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场。不受强光影响红外热成像仪可以同时测量物体表面各点温度的高低,直观地显示物体表面的温度场,并以图像形式显示出来。同时红外热成像仪是探测目标物体的红外热辐射能量的大小,不会出现光晕或关闭,因此不受强光影响。