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红外检测技术在大同第二发电厂的应用

作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-24 10:23:51

段利英
大同第二发电厂大同037043 　　电力系统是国民经济的一大命脉，电力设备能否正常工作直接关系到电力系统的安全运行。随着超高压、大机组、大电网的出现，对电力设备的可靠性要求越来越高。为了保证电力设备运行的可靠稳定，必须充分依靠科技进步，提高技术监督的水平。传统的绝缘预防性试验对防止电力设备事故的发生起了一定的作用，但它的致命弱点是需要停电实验，并且有些项目对设备具有一定的破坏性，降低了设备的使用寿命。由此又产生了在设备不停电的情况下监测设备的方法，其中对电力设备表面温度及其分布的监测，就是一种十分行之有效的在线诊断方法。而红外检测技术通过其独特的检测手段——非接触式的在线红外检测及热成像技术来监测设备的运行状态，可以及时了解电力设备现状，有效查找故障原因，并能预测设备未来状态。该项技术在电网中应用，为电力设备实现在线监测和状态检修提供了重要的技术保证。
　　大同第二发电厂于1998年11月建立了500kV升压站监控系统，其中配备了一台日本航空电子公司NACL在原美国休斯公司TVS系列的基础上推出的TVS－2000MKⅡ红外热像仪，它利用红外热像系统直接接收设备表面的红外辐射，进而测出设备表面的温度及其温度场的分布情况，判断设备是否存在外部热故障或内部热故障。为保证电力设备安全运行，提高设备供电可靠性，降低损耗作出了重要贡献。

1　红外热像技术在实践中的应用
　　在应用红外热像仪一年多的时间里，我们对升压站运行设备作了大量的监测工作，现已保存了一定的历史数据和红外热像。通过对历史数据、红外热像的比较和分析，就能对设备能否安全运行作出判断，做到心中有数，防患于未然，大大方便了生产。同时在应用红外热像仪判断设备状态是否正常和是否过热方面也掌握了一定的知识，现略举一二。
　　变压器工作中的正常状态应该是：（1）顶部是高温区，温度逐渐向下减弱；（2）套管升高座附近温度最高；（3）本体呈现一个明亮的红外热图像。而判断其是否出现过热故障则应根据以下几条：①检查套管端部接点；②比较三相套管表面温度是否均匀一致，以判断套管内部是否存在缺陷；③散热器表面温度是否均匀，以判断油路的堵塞情况。
　　隔离刀闸工作中的正常状态应该是：环境温度略高，三相均匀。判断其是否存在过热故障应注意：①检查两端顶帽接点是否过热；②检查由弹簧压接的刀口是否过热；③是否支柱瓷瓶劣化使支柱瓷瓶整体温度升高。
　　电流互感器工作中的正常状态应该是：①因大电流，内部高温通过瓷套辐射出来，本体呈现出一个较高的温度区域；②顶帽温度比瓷套表面温度略高。判断其是否存在过热故障应根据：①因内部绕组匝间短路或介质损耗增大，均会引起本体温度升高，比较三相CT表面温度是否平衡以判断可能出现的内部缺陷；②检查CT端部接点。
　　表1、表2为1997年7月20日20时红外热像仪测得的两组数据。

　　
　　

2　红外检测应用中应注意的事项
　　大同第二发电厂应用红外检测技术的工作刚刚起步，现仅局限于监测500 kV升压站的运行设备，通过边工作边摸索并借鉴其它电厂的经验，发现应用红外热像仪必须注意以下几个方面：
　　（1）被检设备必须带30％以上的负荷，必要时应为等高峰负荷。检查时的负荷越高，越易发现问题；
　　（2）尽量避免在直射阳光下检测，直射阳光会掩盖要发现的问题，最好的检测条件是在足够的负荷下，在晚上和阴天时进行；
　　（3）设备热像应进行电气相间比较或相同、相近设备的比较，注意变电运行设备发热相互间产生热辐射，干扰测量精度；
　　（4）测温时可不同方向进行，并在仪器的视场角和允许的有效距离范围内，把目标最大限度地包括进去；
　　（5）红外热像仪测出的仅是设备表面的温度，由于它内部的温度更高，因此要设法了解过热设备内部的状况；
　　（6）查找不正常的温度，不仅要注意热点，也要注意冷点；
　　（7）要避免仪器在强磁场环境下工作，否则热像图会发生比较严重的失真。
　　红外测温是非接触测温，有其不可比拟的优点，但也有其局限性的一面。该方法是测设备的表面温度，测量值受到多种因素的影响（温度高低、表面的反射和背景温度等），诊断设备时应考虑这些因素，对读数进行修正，使测量值尽可能准确。特别应注意的是，温度只是用来进行故障诊断的几个重要参数之一。例如较低负荷时，即使设备有严重问题，温度也不一定就很高，此时仅靠温度来解释问题就可能导致片面的结论，故应与其它方面的诊断结果一起进行分析。

3　结论
　　通过一年多的实践认为，应用红外热像仪进行电力设备的检测是切实可行、卓有成效的。设备运行中，红外检测往往可找到一些看似无关大局的小问题，允许在正常停机检修过程中分别给予解决，当逐个解决了这些小问题后，也就避免了大多数严重问题的发生，改善了电气设备的运行状况。红外检测技术对运行中的旧设备，它可以找出其失效部件，最大限度地减少它对整个系统造成的损害，设备的寿命得以延长，灾难性故障可以避免，同时可以确定修理的具体部位，避免了整个系统的关闭；对运行中的新设备，虽然并不一定能找出任何严重问题，但可为运行人员提供有价值的原始数据资料；对那些修理过的设备，它的检测可以确信它们的工作是否正常，从而进一步增加设备的工作效率。特别是用红外测温时无需停电，可避免造成不必要的经济损失。该仪器不仅能测出目标表面的温度，还能实时反映目标表面的温度分布，这对于早期发现缺陷，判断缺陷点位置，分析缺陷原因，都是非常有效的。同时由于红外测温是非接触测温，操作十分安全，再加上它的高灵敏度和强大的采集功能，在电力生产中越来越显示出其应用的必要性。

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