紅外紫外及激光成像技術(shù)在在線檢測中的應用課件

5紅外紫外及激光成像技術(shù)在在線檢測中的應用光譜的劃分紅外線，又稱為紅外熱輻射，也是一種光線，其波長比可見光中紅色光的還長（750nm），超出了人眼可以識別的范圍（1800年）。紫外線：波長介于可見光短波極限與X射線長波端之間的電磁波或電磁輻射（1802年）。激光：利用光能、熱能、電能、化學能或核能等外部能量來激勵物質(zhì)，使其發(fā)生受激輻射而產(chǎn)生的一種特殊的光。應用紅外、紫外和激光測溫與成像技術(shù)，可以對處于運行狀態(tài)的電氣設備檢測的故障：接觸不良、缺油，受潮，松動、絕緣老化、電暈、放電、SF6氣體泄漏等多種故障。紅外線濾鏡(InfraredFilter)：進行紅外線攝影和成像時需要一個阻擋可見光及紫外線輻射，同時又可以透過紅外線的特殊濾光鏡。作用：類似于帶通濾波器，讓所需要波長的紅外線通過，而將其它波長的光線阻斷。紅外線成像設備的構(gòu)成紅外線濾鏡感光器件其它光學和成像系統(tǒng)通過紅外線成像設備，就能探測出物體表面所輻射的不為人眼所見的紅外線，并描繪出溫度場手持式紅外線熱像儀紅外成像診斷熱故障的機理：當帶電設備有了熱故障，其特點是過熱點為最高溫度，形成一個特定的熱場，并向外輻射能量。紅外成像技術(shù)的特點和優(yōu)勢：非接觸式檢測；在設備運行狀態(tài)時進行測試；遠距離、準確、實時、快速、簡便、安全、可靠、直觀。設備元件變質(zhì)老化：如：閥性避雷器并聯(lián)電阻劣化或損壞。充油設備當油循環(huán)受阻、假油位等，也可能引起熱故障或冷故障。如散熱器上下閥門未打開，使整個變壓器溫度上升；而有時個別未打開的散熱器又出現(xiàn)溫度低的冷故障，強油循環(huán)潛油泵損壞等。檢測熱故障的傳統(tǒng)方法停電測量電阻值（如變壓器和電機通過定期測量繞組直流電阻來判斷是否存在接頭接觸不良）。在易發(fā)熱處貼示溫片，根據(jù)示溫片顏色改變，判斷是否過熱。設備帶電時用綁有石蠟的絕緣桿，將石蠟和接頭相接觸，若石蠟熔化則判定為過熱點。對設備內(nèi)部熱點采用埋設測溫電阻法。上述方法的局限性：難以準確量化并確定最高點溫度。紅外成像技術(shù)可檢測的熱故障電力設備內(nèi)外導流回路熱故障；高壓設備內(nèi)部絕緣故障導致的熱故障；變壓器、互感器等內(nèi)部充油設備缺油、油循環(huán)不暢等引起的熱故障；變壓器鐵芯損耗、渦流損耗增加等引起的熱故障；電壓分布異常和泄漏電流增大引起的熱故障；各種動作設備（如分接開關(guān)、斷路器、潛油泵等）由于磨損引起的熱故障；個別內(nèi)部熱故障還無能為力。各種裸露接頭熱故障檢測方法和標準

故障類型熱點位置設備存在疑點設備存在熱隱患設備存在熱故障設備存在嚴重熱故障設備存在惡性熱故障各種外部裸露接頭、將軍帽10~1515~2525~4040℃以上60℃以上隔離刀閘關(guān)節(jié)、套管膨脹器10~1515~2020~3535℃以上55℃以上刀閘刀口10~1515~2020~3535℃以上55℃以上建議處理意見查明原因后處理安排處理必須安排處理馬上停電處理一定停電及時處理2.電力變壓器外部熱故障檢測及標準變壓器內(nèi)部熱故障的診斷尚有難度：強油循環(huán)使內(nèi)部熱故障的外在原始熱場被破壞外表暴露的熱故障，可以應用紅外成像檢測正常變壓器的外殼熱像圖是沿水平線溫度均勻分布的溫度場：高中低套管的溫度三相基本平衡潛油泵不應該有特殊的過熱點箱體螺栓的溫差不應該過大故障狀態(tài)下，熱像圖會發(fā)生相應的變化變壓器套管發(fā)熱故障的紅外熱像圖變壓器箱體大蓋螺栓發(fā)熱的紅外熱像圖WHY?3.絕緣子串紅外成像熱故障檢測和診斷劣質(zhì)和零值絕緣子是最為常見的故障類型根據(jù)整個絕緣子串的溫度場圖像判斷良好絕緣子串瓷瓶鋼帽上的溫度分布與其電壓分布相對應，呈不對稱馬鞍型存在劣質(zhì)絕緣子的絕緣子串紅外熱像圖斷路器觸頭接觸不良故障的熱像圖電流互感器內(nèi)部局部放電和絕緣老化故障的紅外熱像圖3.電機定子繞組接頭紅外檢測和診斷標準檢測時間：運行中檢測大負荷停機或短路試驗停機后進行診斷標準：對包絕緣的接頭，若其表面溫度高于平均值15℃以上，不合格未包絕緣者，若接頭溫度超過平均值7℃以上，則應處理（二）內(nèi)部熱故障紅外成像檢測和診斷標準發(fā)電機定子線圈局部過熱故障紅外熱像圖避雷器內(nèi)部故障的的紅外熱像圖（三）紅外成像檢測的注意事項防止太陽照射與背景輻射影響陰天、日出前或日落后、最好在晚上防止環(huán)境溫度的影響避開夏冬季，選擇春、秋季防止氣象條件的影響選擇無霧、無雨、無風、云天氣進行（三）紅外成像檢測的注意事項防止大氣中物質(zhì)的影響大氣中的水汽、CO、CH4和懸浮微粒，造成紅外線衰減應選擇較干燥的時間，且濕度不超過85%檢測距離盡量縮短防止發(fā)射率的影響防止電力設備運行狀態(tài)的影響采用紫外成像技術(shù)檢測電力設備放電故障太陽盲區(qū)與紫外成像原理太陽盲區(qū)：紫外線(UV)波段內(nèi)一狹窄的、特定的光譜段(240~280nm)。在此光譜段內(nèi)，由太陽輻射到達地面的紫外線份量極低，絕大部分被臭氧層吸收電氣設備發(fā)生放電時產(chǎn)生的紫外線：波長處于太陽盲區(qū)內(nèi)。紫外線成像儀的工作原理紫外光紫外圖象信號UV濾片紫外線探測器紫外成像技術(shù)的具體應用檢測不受日光干擾成像儀具有方便、實用、靈活、多變的圖像記錄和顯示功能，并能適應各種檢測環(huán)境污染高壓輸電線上發(fā)生電暈的紫外圖象絕緣子串發(fā)生電暈時的紫外圖象合成絕緣子干閃的紫外圖象合成絕緣子濕閃的紫外圖象合成絕緣子污閃的紫外圖象SF6氣體檢漏的激光成像原理SF6氣體具有極強的紅外吸收特性，產(chǎn)生泄漏時，造成反向散射激光產(chǎn)生差異，最終引起激光成像出現(xiàn)不同，由此可以發(fā)現(xiàn)有無SF6氣體泄漏激光成像技術(shù)在SF6氣體泄漏檢測中的應用激光成像技術(shù)檢測SF6氣體泄漏的特點設備帶電運行時就可進行實時檢測非接觸式、遠距離檢漏，最遠距離可達15-30m檢漏精度高，可探測到0.002毫升/秒的泄漏率，便于快速、準確地找出泄漏點SF6氣體激光成像檢漏示例SF6氣體檢漏激光成像系統(tǒng)

SF6斷路器檢漏場景7籠型異步電機故障的信息融合診斷方法7.1籠型異步電機故障定子鐵芯故障鐵芯短路、振動…繞組絕緣故障老化、磨損、過熱、受潮、污染、電暈…轉(zhuǎn)子故障轉(zhuǎn)子氣隙偏心、籠條斷裂（斷條）、端環(huán)開裂…常見故障轉(zhuǎn)子偏心、斷條、端環(huán)開裂和繞組過熱（匝間短路）轉(zhuǎn)子斷條故障的特征頻率定子電流中出現(xiàn)邊頻分量：式中，轉(zhuǎn)差率s＝（n1-n）/n1×100％電機磁場旋轉(zhuǎn)速度n1＝60f1/p轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n（r/min）p為電機磁場極對數(shù)f1為電源基頻k為正整數(shù)其它檢測方法振動、軸向磁通、轉(zhuǎn)速波動等方法氣隙偏心故障的特征頻率氣隙偏心:氣隙磁場的不對稱分布簡化的氣隙偏心故障特征頻率判據(jù)

轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率fr＝（1-s）f1/p，m為正整數(shù)

氣隙偏心故障還會造成電機的振動異常，并出現(xiàn)振動特征頻率

電機的定子電流頻譜圖