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正在进行安全检测...
正在进行安全检测...
发布时间:2023-11-12 14:08:13 来源:
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红外线热成像技术在设备巡检中的应用
作者:丁勇
来源:《硅谷》
2014
年第
20
期
摘
要
随着农村电网自动化程度的不断提高,供电可靠性也逐步成为整个保供电工作中最
重要的组成部分,科学的管理方法和先进的监测手段越来越受到供电部门的重视,而随着平潭
综合实验区的大发展,我们县供电公司就为各个乡镇供电配备了红外线热成像仪,同时,我们
通过大量和现场实测工作,及时排除了巡视中发现各类供电设备异常的发热缺陷,这对我们供
电可靠率的提高有着积极意义。
关键词
红外热成像;电流效应热缺陷
中图分类号:
TM732
文献标识码:
A
文章编号:
1671-7597
(
2014
)
20-0088-01
1
什么是红外线,红外热成像技术原理依据
我们所知道的太阳就是一个巨大的热辐射体,它不断向宇宙空间发出热辐射,在这些辐射
中,除了我们能感受到的可见光线外,还有一种我们用肉眼看不见的
“
热线
”
,由于这种看不见
“
热线
”
的光谱位于红色可见光外侧,我们就称其为红外线。
在量子力学的理论体系中,任何物体在常温下都会因自身的分子和原子无规则的运动,产
生热能。运动愈剧烈的分子和原子,其对外辐射出能量就愈大;反之,其辐射的能量就愈小。
红外热成像技术最早是应用于军事和科学探索领域,理论上认为,只要温度高于绝对零度
(
-273
℃
)的物体,都会辐射出红外线,工程师就利用这一特性,将物体发热部位产生的辐射
功率信号,通过光电红外探测器转换成电信号,最终形成物体相对应的热像图。
2
在配网设备带电巡检工作的应用情况
电气设备进行不间断的巡视检查,即设备带电检测工作是目前电力部门极力提倡和推广
的。由于电气不需要进行停电,从安全和经济上都能给供电部门带来极大的价值。巡视人员只
要手持红外热成像仪,在保证安全距离的情况下,在设备运行状态就能对设备开展不停电的巡
视检查,进一步提高供电可靠率,展示了优质的供电服务。
在迎峰度夏保供电工作中,红外巡视工作要是设备维护的一个重点工作,利用夏季用电高
峰期对可疑设备进行检测和复测,并建立完整的设备巡检的台帐记录,如制定相应的巡视标准
化作业卡,记录好负荷电流情况、环境温度及测试部分,这样在发现异常时才能进行纵向的历
史数据比较和横向的不同相别之间的比较。计划管理专责应根据缺陷情况的不同,安排相应的
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计划性检修处理,在今年迎峰度夏保供电工作中,我们共发现了配电设备
I
类缺陷
13
起,
II
类
缺陷
28
起,结合线路计划性停电或利用凌晨工作进行消缺,避免了缺陷造成事故的扩大化。
3
电流的致热效应引起的接头发热缺陷分析
我们知道,当电流流过设备接头时,根据电阻损耗公式
P=I2R
,发热功率与电流平方成正
比,如果回路中的电气接头,因接触不良或腐蚀氧化造成了接触电阻变大,当电流增大到一定
程度(比如在用电高峰期,或转供电需要,一条馈线多带了另一条线路的负荷),这时的电阻
热损耗就非常明显,巡视人员进行设备热成像巡视时就很容易发觉,因为其温升部位的图像相
对于正常设备的热像图更加明显,很容易区别出来。而且电流致热引起的热缺陷,大数体现在
隔离开关、接线板等电气连接部分。下面进行实例分析。
3.1
铝排接触面氧化引起的发热分析
例:北区供电对所管辖地区的某造船厂
10kV
配电房铝母线排的巡视检查中,发现
A
相母
线的一处连接处温度高达
111
℃
,当时的运行电流
210A
左右。由于平潭地区处于沿海位置,
空气中含有大量的海盐成份,特别是对铝金属造成的腐蚀最为严重。在进行了停电处理时发现
是一起施工质量引发的问题,发热的铝排加工面由于施工人员的疏漏,表面没有进行打磨和抗
氧化处理。一般铝排加工面经钻孔后,表面可能会产生局部的变形,而经过削平打磨后可以增
加接触面积。同时,铝金属在空气中极易自然氧化,表面很容易形成一层氧化铝,氧化铝对电
气性能来说是绝缘的,是引起接触电阻增大的主要因素。而按照规定,环境腐蚀影响较严重的
地区,打磨后的母线排表面还要涂抹上一层中性凡士林,以防止氧化反应的发生。
3.2
铜铝接头引起的发热分析
例:在一次检修人员处理套管接头发热缺陷时发现,是由两个不同材料的线夹直接接触造
成的,分别是铜抱箍线夹和铝转角线夹组成。当铜、铝导体直接进行连接时,特别是在类似平
潭海岛这样的运行环境中(因为海洋性气候中,空气或多或少会含有一定水份和盐份),这时
的铜、铝接头就相当于浸泡在电解液内的一对电极,形成以铝为负极、铜为正极的电位差(相
当于
1.68V
原电池)。使铝产生电化腐蚀,造成铜、铝连接处的接触电阻不断增大。另外,
由于铜、铝热膨胀系数相差很大,当流过大电流时,接头的温度升高还会引起铝本身的塑性变
形,在运行中经多次冷热循环(电流的不断变化)后,会使接触点处产生间隙而影响接触,即
增大了接触电阻,运行中就会引起温度升高并加剧,这是一个恶性循环的过程。所以电气设备
的接头加工,在一般情况下禁止将铜和铝接头进行直接连接,否则应该采取将铜接头搪锡或采
取铜铝过渡片等方法。
4
红外热成像巡检工作存在的问题探讨
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对于密封在金属柜子里面的电气设备,我们巡视人员在现场检测中发现,红外辐射的穿透
能力是很弱的,基本上不能穿透设备外壳或玻璃观察窗的,所以对各种配电开关柜的玻璃观察
窗进行热成像巡视时,开关柜内的设备发热缺陷就无法及时有效地发现,如果在设备运行下打
开柜门巡视,又存在一定的安全风险,而有的设备由于设计了机械五防锁,在设备运行状态下
是无法打开后柜门的,这也是进行红外线热成像仪巡检工作的一个局限性。我们只有通过平时
的巡视,不断地积累经验和数据,当然,这个问题也可以作为今后课题研究的一个方向。
5
测试中的安全措施及注意事项
1
)电流效应的热缺陷是与电流大小有着直接关系的,有的设备接头已经氧化腐蚀很严
重,但是如果没有电流通过,或通过的电流很小,不足以引起发热,这样缺陷变成无法暴露出
来。同时,检测环境也应选择在傍晚、夜间或背景温度较低的情况下进行,这样做可以最大化
地减少环境温度对测量的影响。测温时间一般控制为半个小时左右,特别是在农村,接下来时
段负荷降得比较明显,电流效应的热缺陷就不容易暴露出来,如果在半个小时内测不完,宁可
选择下个工作日测试。
2
)成像部位主要选择设备的接头,即连接处,这些部位是最容易引起螺栓松动和接触面
的氧化的地方。
3
)对巡视的档案要进行及时有效的记录,要录入
GPMS
系统,形成闭环管理。缺陷记录
是检修人员制定检修计划的依据,也是工程质量全过程管理的依据。如有的新设备在刚投运时
是没有问题,但是运行了一段时间后,在保质期内出现了问题,经查明是施工质量引起的,就
要追究施工人员的责任。
作者简介
丁勇(
1978-
),男,福建平潭人,检修中心主任,大专,研究方向:变电检修。
本文来源:
https://www.2haoxitong.net/k/doc/7ae912a5b94ae45c3b3567ec102de2bd9705de98.html
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