輸電設備狀態檢修中紅外熱成像技術的應用分析

國網山西省電力公司陽泉供電公司 程 彬

輸電設備狀態檢修中紅外熱成像技術的應用分析

國網山西省電力公司陽泉供電公司 程 彬

電力企業的一個重要任務就是對輸電設備進行檢修，這樣才能有效保證設備運行的安全，保證輸電的順利。定期對輸電設備進行檢修，可以在很大程度上降低發生故障的幾率，從而保證電力企業的正常輸電。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，對設備的運行參數以圖片的形式展示，這一個區別于傳統檢修方法的一種高效檢修方法。本文對紅外熱成像技術在輸電設備檢修中的應用做了簡要介紹，對紅外熱成像技術的特點進行了描述，希望可以為以后紅外熱成像技術在輸電設備檢修中的應用起到一定的指導意義與推動作用。

輸電設備；檢修；紅外熱成像；應用

1 前言

隨著我國經濟的發展,各行各業都出現了快速發展的局面,同樣我國大型基礎工程建設方面也表現出了很大的進步,在電氣設備方面也有著很大的進步。在電氣設備中出現的一些事故,很多都是由于沒有進行合格的檢修,以至于發生嚴重的后果。近年來紅外熱成像技術在設備檢修中發揮了很大的作用,比傳統的檢修方法擁有更多的優勢,為輸電設備狀態檢修帶來了極大的便利。紅外熱成像技術一個突出特點就是可以,在輸電設備運行中進行檢修,并且可以以圖片的形式來直觀的展示設備運行中的狀態,對運行參數進行展示,因此在輸電設備狀態檢修中得到了非常廣泛的應用,對我國電力企業的發展也起到了一定的推動作用。

2 紅外熱成像技術

2.1 紅外熱成像技術原理

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

2.2 紅外熱成像技術所需的儀器

紅外熱像儀是被人們普遍接受的檢測輸電設備狀態的儀器,以紅外熱成像技術的原理對輸電設備表面狀態進行檢測,再通過一些電信號處理、光電轉換等技術,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備的運行狀態,并對存在隱患的問題進行及時處理,增加輸電設備運行的安全性。

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備表面的溫度情況進行探測,并通過一系列的轉換技術,將所探測到的情況轉換為電信號,接著,由電力將產生的電信號進行加強處理,并通過電子學放大,使得設備的溫度情況更加清晰的展示,再經過圖像處理軟件將經過一系列處理的電信號轉換為圖片的形式,進行直觀的展示,因此設備表面的運行參數就可以被觀測分析處理。

3 輸電設備紅外檢測的要求

3.1 檢測環境

由于是對輸電設備的狀態進行檢測,因此需要在設備運行的狀態下進行帶電運行設備的檢測。進行檢測的環境溫度一般要求要不低于5℃,相對濕度要低于85%,在陰天、多云的狀態下進行檢測比較合適,夜間檢測所呈現的圖片質量最好。為了使圖片呈現清晰,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,以便呈現出更真實清晰的圖像。同時在對輸電設備進行檢測時,要避免強電磁場對儀器的影響。

3.2 檢測儀器

對輸電設備進行檢測前,要對所需要達到的檢測精度和檢測范圍進行限制,選擇符合各項指標要求的紅外熱像儀,同時紅外熱像儀要有足夠高的溫度分辨率,以便得到清晰穩定的圖像結果。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,并適于多種環境下儀器的使用。

3.3 檢測次數

輸電設備檢測一般都是在大負荷下進行的,對不同狀態的輸電線路有不同的檢測要求,對于新投產、新運行的設備要在安裝運行一個月內進行一次檢測,對處于負荷高、環境差、需要特別維護的線路要適當增加檢測次數,以保證輸電設備的安全,排除安全隱患。對于重大節日、重大事件等用電負荷高的情況也要適當增加檢測次數,以確保輸電線路的安全可靠,及時排除安全隱患。

4 紅外熱成像技術在輸電設備狀態檢修中的具體應用

在輸電線路中很多部件,如導線、接頭、絕緣子等,都會一直暴露在所運行的環境中,受到來自污染物的腐蝕,接受風吹日曬,尤其是在環境問題日益突出的現在,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,加之設計上、施工質量以及生產質量上的各種因素,使得設備老化、損壞等安全隱患問題難以避免。如果不能及時發現這些安全隱患并進行有效排除,很可能會引起不可恢復的安全事故。因此需要輸電設備中的各種部件、設備進行定期檢測,以確保其能正常工作,對存在安全隱患的各種問題進行及時處理。紅外熱成像技術對于檢查輸電設備中存在的各種問題具有很大的優勢,可以進行遠距離的測溫,由此來判斷設備是否存在故障,存在故障及時進行檢修。

4.1 對導線、線夾、壓接管故障檢測

對輸電線路的接頭、線夾、壓接管等連接處進行溫度差的檢測,以此來對線路是否存在故障情況進行判斷,這種檢測一般是通過溫度差來判斷是否存在缺陷的,如果線路傳輸的功率不大的情況下,發熱現象也不會很明顯。因此,通過溫度差的觀測來進行檢測時,要盡量使得傳輸功率與大氣環境保持一致。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線接觸面太小都會增大電阻,因此產生局部熱量過大的現象。其次,線夾處的螺絲松動也會引發局部發熱現象。最后,導線一般是多股的,如果出現斷股,也會使線路中電阻增大,引起發熱現象。可以通過線路的異常狀態的嚴重程度對缺陷問題的嚴重程度進行分類,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,出現電介質極化效應,因此導致絕緣子發熱,二是絕緣子可能出現內部穿透性增強,電流泄漏以致絕緣子發熱,三是絕緣子表面的爬電電流泄漏也會使絕緣子發熱。在正常狀態下,絕緣子工作狀態良好,它的發熱功率會很小。借助于紅外熱成像技術可以發現,在絕緣子正常狀態下,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℃。如果絕緣子出現劣化,發熱功率會出現急劇上升的現象,最明顯的部位為鋼帽內,鋼帽內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過多的灰塵積壓,也會使絕緣子電阻的減小,此時發熱部位集中在磁盤。

4.3 復合絕緣子故障的紅外檢測

對于一個正常的復合絕緣子,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熱功率。但是一旦出現復合絕緣子某個部位電阻降低,就會有電流通過,引起局部發熱現象,絕緣子的芯棒、保護套可以幫助絕緣子保持正常的使用功能,一旦出現破損,會在局部產生強場,產生局部放電現象,通過紅外熱像儀可以明顯檢測到絕緣子故障下的發熱圖,從而清晰直觀的反映輸電設備、輸電線路的故障情況。

5 總結

經過實際應用,在對輸電設備進行檢測中,紅外熱成像技術是一種非常有效的方式,可以進行遠距離、不接觸的檢測,而且能夠快速、準確的反映輸電設備表面的熱分布情況,同時這種檢測技術是可以在輸電設備處于正常運行狀態下進行,這樣可以確保輸電設備正常工作,還能保證檢測數據的真實有效性,對輸電設備狀態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的使用和推廣,可以不斷對這種技術進行改進,在技術的實際應用中觀察其存在的不足,發現其優勢,并在應用中,對紅外熱成像技術的不足進行改進,以達到更高的應用水平,從而更有效地服務于輸電設備狀態的檢修,更有效的應用于電力系統的檢修,有效推進紅外熱成像技術的發展,推動電力事業的進步。

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