紅外成像技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用

紅外成像技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一

應用紅外、紫外測溫與成像技術(shù)，可以對處于運行狀態(tài)的電氣設(shè)備進行故障檢測：比如：接觸不良、缺油，受潮，松動、絕緣老化、電暈、放電、等多種故障。第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一原理

凡是溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體都會自發(fā)地向外發(fā)射紅外熱輻射，而且黑體單位表面積發(fā)射的總輻射功率與開氏溫度的四次方成正比，溫度只要有較小的變化，就會引起物體的輻射功率發(fā)生較大變化。只要有溫度存在，就有紅外線攝影成像的可能。采用紅外成像技術(shù)檢測電力設(shè)備熱故障第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一紅外線成像設(shè)備的構(gòu)成紅外線濾鏡感光器件其它光學和成像系統(tǒng)通過紅外線成像設(shè)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第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一檢測熱故障的傳統(tǒng)方法1.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）。2.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。3.設(shè)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。4.對設(shè)備內(nèi)部熱點采用埋設(shè)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。第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一紅外成像診斷熱故障的機理：當帶電設(shè)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(shè)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。第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一電力設(shè)備熱故障分類與熱成像檢測的有效性電力設(shè)備熱故障，可分為兩類：接觸熱故障（如導體連接件接觸不良，電流流過時發(fā)熱）設(shè)備外部：各種裸露接頭、壓接管、壓板和隔離斷路器刀口等。設(shè)備內(nèi)部：設(shè)備內(nèi)部導電回路接觸不良、互感器內(nèi)部接頭松動，變壓器繞組和電機定子線棒焊接處接觸不良等。第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一設(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。第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一紅外成像技術(shù)可檢測的熱故障電力設(shè)備內(nèi)外導流回路熱故障；高壓設(shè)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(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；各種動作設(shè)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。第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一紅外成像技術(shù)在電力系統(tǒng)的具體應用外部熱故障檢測和診斷標準各種裸露接頭熱故障電力變壓器外部熱故障絕緣子串熱故障電機和其他電力設(shè)備熱故障第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一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(shè)備存在疑點設(shè)備存在熱隱患設(shè)備存在熱故障設(shè)備存在嚴重熱故障設(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第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一2.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)生相應的變化第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一箱體同一水平線的最高和最低溫度差不應該大于10℃各螺栓中最高的溫度點與平均溫度之差不應大于15℃平均溫度與環(huán)境溫度之差不應大于55℃潛油泵溫度與本臺變壓器其他運行的潛油泵平均溫度之差不應大于30℃變壓器套管將軍帽溫度對環(huán)境溫度的溫升不應大于70℃，且三相平衡散熱器閘門未打開、油枕假油位、潛油泵反轉(zhuǎn)等故障的熱像圖也會出現(xiàn)反常變壓器外部熱故障的經(jīng)驗診斷標準：第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一變壓器套管發(fā)熱故障的紅外熱像圖第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一變壓器箱體大蓋螺栓發(fā)熱的紅外熱像圖WHY?第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一3.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，呈不對稱馬鞍型第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一存在劣質(zhì)絕緣子的絕緣子串紅外熱像圖第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一電纜終端接頭出現(xiàn)裂紋的紅外熱像圖第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一斷路器觸頭接觸不良故障的熱像圖第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一2.電流互感器內(nèi)部熱點檢測和判斷標準

損耗由銅耗、鐵耗和接頭電阻損耗組成,由頂帽以熱量的形式散去采用橫向和縱向相互比較的方法故障判據(jù)：三相互差在20℃以上，溫度高者內(nèi)部有嚴重熱故障溫差在15℃以上，應停電試驗檢查相差10℃以上，應加強監(jiān)測對環(huán)境的溫升也不能大于70℃（二）內(nèi)部熱故障紅外成像檢測和診斷標準第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一電流互感器內(nèi)部局部放電和絕緣老化故障的紅外熱像圖第二十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期一3.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