紅外紫外及激光成像技術(shù)在在線檢測(cè)中的應(yīng)用課件

5紅外紫外及激光成像技術(shù)在在線檢測(cè)中的應(yīng)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(zhǎng)比可見(jiàn)光中紅色光的還長(zhǎng)（750nm），超出了人眼可以識(shí)別的范圍（1800年）。紫外線：波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光短波極限與X射線長(zhǎng)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(xué)能或核能等外部能量來(lái)激勵(lì)物質(zhì)，使其發(fā)生受激輻射而產(chǎn)生的一種特殊的光。應(yīng)用紅外、紫外和激光測(cè)溫與成像技術(shù)，可以對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的電氣設(shè)備檢測(cè)的故障：接觸不良、缺油，受潮，松動(dòng)、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(jìn)行紅外線攝影和成像時(shí)需要一個(gè)阻擋可見(jiàn)光及紫外線輻射，同時(shí)又可以透過(guò)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(zhǎng)的紅外線通過(guò)，而將其它波長(zhǎng)的光線阻斷。紅外線成像設(shè)備的構(gòu)成紅外線濾鏡感光器件其它光學(xué)和成像系統(tǒng)通過(guò)紅外線成像設(shè)備，就能探測(cè)出物體表面所輻射的不為人眼所見(jiàn)的紅外線，并描繪出溫度場(chǎng)手持式紅外線熱像儀紅外成像診斷熱故障的機(jī)理：當(dāng)帶電設(shè)備有了熱故障，其特點(diǎn)是過(guò)熱點(diǎn)為最高溫度，形成一個(gè)特定的熱場(chǎng)，并向外輻射能量。紅外成像技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：非接觸式檢測(cè)；在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)時(shí)進(jìn)行測(cè)試；遠(yuǎn)距離、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速、簡(jiǎn)便、安全、可靠、直觀。設(shè)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(shè)備當(dāng)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(mén)未打開(kāi)，使整個(gè)變壓器溫度上升；而有時(shí)個(gè)別未打開(kāi)的散熱器又出現(xiàn)溫度低的冷故障，強(qiáng)油循環(huán)潛油泵損壞等。檢測(cè)熱故障的傳統(tǒng)方法停電測(cè)量電阻值（如變壓器和電機(jī)通過(guò)定期測(cè)量繞組直流電阻來(lái)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(guò)熱。設(shè)備帶電時(shí)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(guò)熱點(diǎn)。對(duì)設(shè)備內(nèi)部熱點(diǎn)采用埋設(shè)測(cè)溫電阻法。上述方法的局限性：難以準(zhǔn)確量化并確定最高點(diǎn)溫度。紅外成像技術(shù)可檢測(cè)的熱故障電力設(shè)備內(nèi)外導(dǎo)流回路熱故障；高壓設(shè)備內(nèi)部絕緣故障導(dǎo)致的熱故障；變壓器、互感器等內(nèi)部充油設(shè)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(dòng)作設(shè)備（如分接開(kāi)關(guān)、斷路器、潛油泵等）由于磨損引起的熱故障；個(gè)別內(nèi)部熱故障還無(wú)能為力。各種裸露接頭熱故障檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)

故障類型熱點(diǎn)位置設(shè)備存在疑點(diǎn)設(shè)備存在熱隱患設(shè)備存在熱故障設(shè)備存在嚴(yán)重?zé)峁收显O(shè)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(jiàn)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(shí)處理2.電力變壓器外部熱故障檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)變壓器內(nèi)部熱故障的診斷尚有難度：強(qiáng)油循環(huán)使內(nèi)部熱故障的外在原始熱場(chǎng)被破壞外表暴露的熱故障，可以應(yīng)用紅外成像檢測(cè)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(chǎng)：高中低套管的溫度三相基本平衡潛油泵不應(yīng)該有特殊的過(guò)熱點(diǎn)箱體螺栓的溫差不應(yīng)該過(guò)大故障狀態(tài)下，熱像圖會(huì)發(fā)生相應(yīng)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(cè)和診斷劣質(zhì)和零值絕緣子是最為常見(jiàn)的故障類型根據(jù)整個(gè)絕緣子串的溫度場(chǎng)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(duì)應(yīng)，呈不對(duì)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(jī)定子繞組接頭紅外檢測(cè)和診斷標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)時(shí)間：運(yùn)行中檢測(cè)大負(fù)荷停機(jī)或短路試驗(yàn)停機(jī)后進(jìn)行診斷標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)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(guò)平均值7℃以上，則應(yīng)處理（二）內(nèi)部熱故障紅外成像檢測(cè)和診斷標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)定子線圈局部過(guò)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(cè)的注意事項(xiàng)防止太陽(yáng)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(kāi)夏冬季，選擇春、秋季防止氣象條件的影響選擇無(wú)霧、無(wú)雨、無(wú)風(fēng)、云天氣進(jìn)行（三）紅外成像檢測(cè)的注意事項(xiàng)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(yīng)選擇較干燥的時(shí)間，且濕度不超過(guò)85%檢測(cè)距離盡量縮短防止發(fā)射率的影響防止電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的影響采用紫外成像技術(shù)檢測(cè)電力設(shè)備放電故障太陽(yáng)盲區(qū)與紫外成像原理太陽(yáng)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(yáng)輻射到達(dá)地面的紫外線份量極低，絕大部分被臭氧層吸收電氣設(shè)備發(fā)生放電時(shí)產(chǎn)生的紫外線：波長(zhǎng)處于太陽(yáng)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(hào)UV濾片紫外線探測(cè)器紫外成像技術(shù)的具體應(yīng)用檢測(cè)不受日光干擾成像儀具有方便、實(shí)用、靈活、多變的圖像記錄和顯示功能，并能適應(yīng)各種檢測(cè)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(shí)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(qiáng)的紅外吸收特性，產(chǎn)生泄漏時(shí)，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(wú)SF6氣體泄漏激光成像技術(shù)在SF6氣體泄漏檢測(cè)中的應(yīng)用激光成像技術(shù)檢測(cè)SF6氣體泄漏的特點(diǎn)設(shè)備帶電運(yùn)行時(shí)就可進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)非接觸式、遠(yuǎn)距離檢漏，最遠(yuǎn)距離可達(dá)15-30m檢漏精度高，可探測(cè)到0.002毫升/秒的泄漏率，便于快速、準(zhǔn)確地找出泄漏點(diǎn)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(chǎng)景7籠型異步電機(jī)故障的信息融合診斷方法7.1籠型異步電機(jī)故障定子鐵芯故障鐵芯短路、振動(dòng)…繞組絕緣故障老化、磨損、過(guò)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(kāi)裂…常見(jiàn)故障轉(zhuǎn)子偏心、斷條、端環(huán)開(kāi)裂和繞組過(guò)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(jī)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度n1＝60f1/p轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n（r/min）p為電機(jī)磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)f1為電源基頻k為正整數(shù)其它檢測(cè)方法振動(dòng)、軸向磁通、轉(zhuǎn)速波動(dòng)等方法氣隙偏心故障的特征頻率氣隙偏心:氣隙磁場(chǎng)的不對(duì)稱分布簡(jiǎn)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(huì)造成電機(jī)的振動(dòng)異常，并出現(xiàn)振動(dòng)特征頻率

電機(jī)的定子電流頻譜圖