紅外成像檢測(cè)在輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用

【摘要】紅外成像檢測(cè)是輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的具體應(yīng)用。本文通過介紹紅外成像儀測(cè)溫原理，提出紅外成像測(cè)溫技術(shù)在輸變電設(shè)備中的檢測(cè)方法及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱隱患，為輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修工作提供重要的依據(jù)，對(duì)確保輸變電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】狀態(tài)檢修；紅外成像；輸變電設(shè)備

【中圖分類號(hào)】U224 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672—5158（2012）08—0191-01

0.引言

狀態(tài)檢修，就是在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測(cè)和分析診斷的結(jié)果，科學(xué)安排檢修時(shí)間和項(xiàng)目。狀態(tài)檢修的內(nèi)容不僅包括在線監(jiān)測(cè)與診斷，還包括設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、帶電檢測(cè)、預(yù)防性試驗(yàn)、故障記錄、設(shè)備管理、設(shè)備的檢修及驗(yàn)收等許多方面。而紅外檢測(cè)技術(shù)是通過非接觸式的紅外檢測(cè)手段來監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電力系統(tǒng)中具有電流致熱型、電壓致熱型或其他致熱型設(shè)備進(jìn)行成像測(cè)溫、分析診斷，可以有效診斷設(shè)備過熱等缺陷，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，消除設(shè)備缺陷，確保輸變電設(shè)備安全運(yùn)行。

1.紅外檢測(cè)與診斷的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，長(zhǎng)期以來形成的定期檢修已不能滿足供電企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)，即用最低的成本，建設(shè)具有足夠可靠水平的輸送電能的電力網(wǎng)絡(luò)。要掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況可通過先進(jìn)的儀器對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，做到及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，目的將傳統(tǒng)的“預(yù)防性檢修”提高到“狀態(tài)性檢修”上來。在運(yùn)行單位要掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況若還采用傳統(tǒng)的檢修模式不但消耗大量的人力物力和財(cái)力而且沒有針對(duì)性，不能從根本上消除設(shè)備存在的缺陷。運(yùn)行中的輸變電設(shè)備由于施工問題和運(yùn)行環(huán)境的變化壓接管和引流線部分都有發(fā)熱的可能若不依靠設(shè)備有可能到發(fā)生事故時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)缺陷。

本著如何有效控制檢修成本、合理延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等問題，在輸變電設(shè)備中運(yùn)行維護(hù)中大力推進(jìn)設(shè)備狀態(tài)檢修管理理念的應(yīng)用，使用紅外成檢測(cè)的方法可隨時(shí)掌握致熱型設(shè)備的運(yùn)行狀況。根據(jù)現(xiàn)有紅外檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)性能等級(jí)，由高到低可分為：焦平面熱像儀、光機(jī)掃描熱像儀，斬波型熱電視、平移加瞬變型熱電視、平移型熱電視、紅外測(cè)溫儀。輸變電設(shè)備可配置高性能的紅外熱成像儀。

2.紅外熱成像儀測(cè)溫原理

每一個(gè)有一定熱量的物體，都會(huì)以電磁波的形式向外界輻射能量，而輻射能量的大小與該物體的熱力學(xué)溫度的四次方成正比。基于此種原理開發(fā)研制的紅外熱成像儀，可以獲取設(shè)備的紅外輻射狀態(tài)的熱信息，并轉(zhuǎn)換成溫度進(jìn)行顯示，能測(cè)量設(shè)備表面上某點(diǎn)周圍確定面積的平均溫度，以溫度高低來判斷其工作狀態(tài)的正常與否，無需與物體直接接觸，可實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)遠(yuǎn)距離非接觸式的測(cè)量物體的溫度，檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過對(duì)電氣設(shè)備表面溫度及其分布的測(cè)試、分析和判斷，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障引起的異常溫度，準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行中的異常和缺陷。從而實(shí)現(xiàn)故障隱患的提早發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，給輸變電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)提供了—種先進(jìn)手段。

3.紅外成像檢測(cè)方法

使用紅外熱成像儀，在開機(jī)后應(yīng)進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，待圖像穩(wěn)定后先對(duì)所有應(yīng)測(cè)部位進(jìn)行全面掃描，找出熱態(tài)異常部位，然后對(duì)異常部位和重點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)溫。針對(duì)不同的檢測(cè)對(duì)象應(yīng)選擇相對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度參照體；測(cè)量設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)、正常相的對(duì)應(yīng)點(diǎn)及環(huán)境溫度參照體的溫度值時(shí)，應(yīng)使用同一儀器相繼測(cè)量；做同類比較時(shí)要注意保持儀器與各對(duì)應(yīng)被測(cè)點(diǎn)的距離一致、方向一致；正確鍵入大氣溫度、相對(duì)濕度、測(cè)量距離等補(bǔ)償參數(shù)；并選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)溫范圍；應(yīng)從不同的方向進(jìn)行檢測(cè)，求出最熱點(diǎn)的溫度值；記錄異常設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流和發(fā)熱相、正常相及環(huán)境溫度參照體的溫度值。

將采集回來的紅外熱圖傳輸?shù)诫娔X上，圖片經(jīng)過分析軟件；相應(yīng)的“分析結(jié)果表”中就顯示出設(shè)備表面的最大值，當(dāng)然紅外熱圖傳輸?shù)诫娔X上后可以在工作站所建立的圖片庫(kù)中找到本幅圖片的真實(shí)寫照來上傳到分析報(bào)告中（又稱可見光圖）

4.紅外成像檢測(cè)管理

在專業(yè)管理方面，可通過對(duì)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、交接預(yù)試信息、運(yùn)行信息的分析，科學(xué)地判斷設(shè)備綜合健康狀況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果，確定維修計(jì)劃，做到當(dāng)修必修、需修才修。在輸變電紅外檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)電氣設(shè)備的重要性、電壓等級(jí)、負(fù)荷、運(yùn)行方式及環(huán)境條件等確定運(yùn)行設(shè)備紅外測(cè)溫的周期。

對(duì)輸變電設(shè)備在330KV變電站中，在停電檢修前及預(yù)試前檢測(cè)一次，以便查出的缺陷在檢修中得到及時(shí)處理，避免重復(fù)停電。在重負(fù)荷運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行一次檢測(cè)。在正常運(yùn)行時(shí)每?jī)芍苓M(jìn)行一次一般檢測(cè)。在重負(fù)荷（迎峰度夏、迎峰過冬等）運(yùn)行期間每天應(yīng)檢測(cè)一次。對(duì)330kV及以上變壓器、斷路器、電抗器、套管、電壓互感器、電流互感器、避雷器、電容器、電纜終端等設(shè)備每年進(jìn)行一次精確檢測(cè)并建立圖庫(kù)。

在110kV變電站中，在重負(fù)荷運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行一次檢測(cè)。110kV樞紐變電站、重負(fù)荷變電站在正常運(yùn)行時(shí)每月進(jìn)行一次一般檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行精確檢測(cè)，并建庫(kù)。在重負(fù)荷（迎峰度夏、迎峰過冬等）運(yùn)行期間每天應(yīng)檢測(cè)一次。110kV其他變電站每季度檢測(cè)一次。

35kV及以下變電站（含10kV開閉所）中，在正常運(yùn)行時(shí)每半年檢測(cè)一次，在重負(fù)荷（迎峰度夏、迎峰過冬等）運(yùn)行期間每月檢測(cè)一次。

對(duì)于運(yùn)行環(huán)境差、陳舊或有缺陷的設(shè)備，在重負(fù)荷運(yùn)行期間、系統(tǒng)運(yùn)行方式改變且設(shè)備負(fù)荷突然增加期間，需增加對(duì)設(shè)備的檢測(cè)次數(shù)。

新建、改擴(kuò)建或大修后的電氣設(shè)備，應(yīng)在投運(yùn)帶負(fù)荷后不超過1個(gè)月內(nèi)（但至少在24h以后）進(jìn)行一次檢測(cè)。并對(duì)變壓器、斷路器、電抗器、套管、電壓互感器、電流互感器、避雷器、電容器、電纜終端進(jìn)行精確檢測(cè)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像存檔。

330kV及以上輸電線路在重負(fù)荷運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行一次檢測(cè)。在正常運(yùn)行期間應(yīng)每半年進(jìn)行一次檢測(cè)，在重負(fù)荷（迎峰度夏、迎峰過冬等）運(yùn)行期間每月進(jìn)行一次檢測(cè)。

110kV及以下輸電線路在重負(fù)荷運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行一次檢測(cè)。在正常運(yùn)行期間應(yīng)每半年進(jìn)行一次檢測(cè)，在重負(fù)荷（迎峰度夏、迎峰過冬等）運(yùn)行期間必要時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

新建、改擴(kuò)建或大修后的線路，應(yīng)在投運(yùn)帶負(fù)荷后不超過1個(gè)月內(nèi)（但至少在24h以后）進(jìn)行一次檢測(cè)。

110kV及以上電纜終端設(shè)備，在正常運(yùn)行期間，每季度檢測(cè)一次；在重負(fù)荷（迎峰度夏、迎峰過冬等）運(yùn)行期間每?jī)芍軝z測(cè)一次。

35kV及以下電纜終端設(shè)備每半年檢測(cè)一次。

在重大事件、重大節(jié)日、重要負(fù)荷以及重要負(fù)荷突然增加等特殊情況應(yīng)增加檢測(cè)次數(shù)，進(jìn)行有針對(duì)性的檢測(cè)。

對(duì)設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫檢測(cè)后應(yīng)完成測(cè)試記錄及數(shù)據(jù)管理。紅外測(cè)溫的檢測(cè)和診斷數(shù)據(jù)，主要包括現(xiàn)場(chǎng)記錄、設(shè)備熱像圖、設(shè)備參數(shù)及診斷分析報(bào)告。現(xiàn)場(chǎng)記錄內(nèi)容應(yīng)包括日期、氣象條件、地點(diǎn)、設(shè)備名稱、缺陷部位、實(shí)際負(fù)荷、檢測(cè)結(jié)果、診斷結(jié)論和處理結(jié)果。對(duì)典型缺陷應(yīng)拍攝熱像圖和檢查處理時(shí)的照片，做為技術(shù)資料存檔，以便積累經(jīng)驗(yàn)。

保存采集到的設(shè)備紅外檢測(cè)狀態(tài)信息，可作為輸變電設(shè)備的狀況評(píng)分依據(jù)。對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)分所依據(jù)的信息稱為狀態(tài)信息，主要包括運(yùn)行工況、預(yù)試數(shù)據(jù)、缺陷、檢修、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、家族缺陷等。評(píng)分值可以基本上判斷設(shè)備的健康狀況，并以此作為延長(zhǎng)或者縮短檢修周期的依據(jù)。

5.結(jié)束語

利用紅外診斷技術(shù)，人員可以多次預(yù)知性的發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱故障，跟蹤檢測(cè)發(fā)熱設(shè)備，是狀態(tài)檢修在輸變電設(shè)備的具體應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)和避免了許多設(shè)備事故，確保了電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。非接觸式紅外測(cè)溫方法在輸變電設(shè)備應(yīng)用為缺陷發(fā)現(xiàn)、日常維護(hù)提供了一個(gè)新的監(jiān)測(cè)手段，使大量設(shè)備缺陷消除在萌芽狀態(tài)，使輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修很有意義，提高了輸變電設(shè)備運(yùn)行管理水平，保證了電網(wǎng)安全供電。

參考文獻(xiàn)

[1]《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)2008.6

[2]《陜西省電力公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修管理辦法》