便攜式熱成像儀在電氣設(shè)備預知性維修中的應(yīng)用研究

李維軍，劉紅濤

（上海寶冶能源環(huán)境工程公司，上海 200941）

電氣設(shè)備屬于生產(chǎn)設(shè)備動力供應(yīng)的動脈，具有重要的作用。如果電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，不僅會導致生產(chǎn)系統(tǒng)停產(chǎn)，還會導致生產(chǎn)工藝設(shè)備癱瘓，從而造成較大的經(jīng)濟損失。冶金電氣設(shè)備故障中，接觸點發(fā)熱導致出現(xiàn)的絕緣老化故障機率較高。所以，就要對電氣設(shè)備發(fā)熱進行預防，此方面也是工程技術(shù)人員的主要防范內(nèi)容，還是冶金電氣設(shè)備維護中的主要內(nèi)容。電氣設(shè)備溫度的監(jiān)測，目前使用可實時顯示被測設(shè)備熱成像，結(jié)合有溫度分析軟件智能化的儀器，從而提高冶金電器設(shè)備狀態(tài)檢測及故障診斷的直觀性、方便性及精準性。

1 便攜式熱成像儀的概念及使用

熱成像儀技術(shù)就是通過不可見紅外線輻射能量，從而合理轉(zhuǎn)化成為溫度圖像，其中不同溫度使用不同顏色進行表達。便攜式熱成像儀從上世紀70年代開始，通過多年的發(fā)展及進步，已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用到軍事領(lǐng)域、民用領(lǐng)域中。在科學技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，儀器成本得到了有效的降低，并且應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸廣泛，比如超聲波、射線、磁粉、渦流及滲透等技術(shù)。熱成像儀技術(shù)的主要特點為：可以不使用技術(shù)實現(xiàn)遠距離檢測，具有一定的安全性；檢測具有實時性、便捷性及全面性的特點；能夠使檢測結(jié)果成為二維熱圖像；能夠?qū)\動、強磁及具備腐蝕性的物體進行檢測。便攜式熱成像儀實際上就是使用非接觸方式對紅外能量進行檢測，并且將其轉(zhuǎn)化成為電信號，以此使熱圖像及溫度值在顯示器中展現(xiàn)，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的合理計算。熱成像儀能夠?qū)y量的熱像實現(xiàn)精確化，不僅便于熱圖像的檢測及觀察，還能夠有效識別故障發(fā)熱區(qū)域并且對其進行分析，以此使其精準度得到進一步的提高。設(shè)備預知性維護指的是以設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)為基礎(chǔ)的維修方式及管理理念，要求紅外成像、振動監(jiān)視、潤滑油分析等多種技術(shù)進行支持。利用相應(yīng)的技術(shù)手段得到關(guān)鍵的生產(chǎn)系統(tǒng)實時運轉(zhuǎn)情況，并且以實際數(shù)據(jù)根據(jù)計劃對維修活動進行合理安排，將生產(chǎn)過程中無法計劃的全部機械設(shè)備、電氣設(shè)備停機降低到最低的程度，并且確保維修之后的設(shè)備為正常運行狀態(tài)，還能夠在設(shè)備故障嚴重之前對其進行識別及判斷。假如早期對設(shè)備隱患進行檢測及維修，從而實現(xiàn)設(shè)備使用過程中的最佳狀態(tài)，以此使維護成本得到降低。

2 便攜式熱成像儀在電氣設(shè)備預知性維修中的應(yīng)用

使用美國公司所生產(chǎn)的Fluke Ti20便攜式熱成像儀，其能夠精準的獲得遠距離目標輻射及熱圖像。設(shè)備點檢人員使用Ti20便攜式熱成像儀檢測電磁站中的電氣設(shè)備，并且制定檢測標準：＜75℃，每天檢測一次，觀察運行；75～100℃，每天檢測兩次，重點進行監(jiān)視。＞100℃每天檢測三次，并且以溫度實際的變化情況和生產(chǎn)工藝確定是否要停電檢修。圖1為檢測的流程。電磁站設(shè)備對主要檢測點進行動態(tài)的檢測，主要檢測點包括接線部位、開關(guān)觸頭、低壓電磁柜中的電氣部件連接部位和電纜結(jié)構(gòu)。在應(yīng)用一段時間之后，Ti20便攜式熱成像儀在檢測過程中及時發(fā)現(xiàn)了大量電氣設(shè)備隱患，有效實現(xiàn)了電氣設(shè)備狀態(tài)檢測和預知性的維修。

2.1 設(shè)備電氣系統(tǒng)的檢測

將Ti20便攜式熱成像儀應(yīng)用到電機控制中心及電氣柜中實現(xiàn)定期的檢查，包括負載失衡、連接松動、阻抗提高和腐蝕等問題，熱成像儀都能夠利用可見光及紅外圖像精準定位，從而有效實現(xiàn)及時的維修，避免因為過熱導致出現(xiàn)連接件熔斷等問題，還能夠避免出現(xiàn)火災(zāi)等情況。中低壓設(shè)備一般的熱成像儀診斷包括連接件腐蝕、電阻高、內(nèi)部斷路器故障、內(nèi)部保險絲損壞、內(nèi)部缺陷及連接不良等。

2.2 電機與機械系統(tǒng)的檢測

圖1 檢測的流程

電機失衡或者失準都會提高溫度，電機電刷觸電磨損及電樞短路故障發(fā)生之前會出現(xiàn)大量的熱，熱成像儀技術(shù)能夠給出具體的信息，包括常見的泵過載、電機過熱、軸承溫度較高、電機軸過熱等。如果機械部件受到磨損或者效率降低的時候，系統(tǒng)中所釋放的熱量就會增加，以此增加振動，提高傳動機構(gòu)的溫度。根據(jù)線溫分布、熱性圖等功能，能夠?qū)⒋嬖诘膯栴}進行全面的展現(xiàn)，以此有效保證機械系統(tǒng)的正常運行。

2.3 其他設(shè)備

熱成像儀的其他檢測主要包括熱處理、冶金等高溫設(shè)備隔熱破損檢測過程，比如爐中的熱點或者耐火材料的絕緣受損等；研發(fā)電路時候出現(xiàn)的元器件過熱、電路板熱分布的情況等方面測試；鋰電池、LED、太陽能等全新的能源在能量及產(chǎn)品控制過程中溫度的存儲檢測；熱力管道、屋頂?shù)缺匦阅苜|(zhì)量檢測過程。

2.4 應(yīng)用案例

焦化廠回收車間電源開關(guān)熱成像檢測之后的溫度曲線詳見圖2，其中三個曲線縫制為電源開關(guān)三相溫度，電源B相的溫度高于其他兩項，三相溫度不均勻。另外，利用熱層像圖能夠?qū)Ω邷貐^(qū)域中具有的電源進線端端子連接的地方進行有效的判斷，其他部分的溫度都正常。所以表示電源B相進線接線端子具有安全隱患。因為設(shè)備不能夠立即停止，所以設(shè)備維護人員要對其使用重點監(jiān)護。

圖2 焦化廠回收車間電源開關(guān)熱成像檢測之后的溫度曲線

3 結(jié)語

通過本文研究表示，便攜式熱成像儀應(yīng)用到電氣設(shè)備預知性維修過程中具有重要的作用，能夠有效提高設(shè)備故障的檢測效率，避免出現(xiàn)重大設(shè)備安全事故，降低事故。將便攜式熱成像儀應(yīng)用到各領(lǐng)域中，能夠為電氣設(shè)備發(fā)展提供依據(jù)及保證。