紅外技術(shù)論文(2)
紅外技術(shù)論文
紅外技術(shù)論文篇二
電氣設(shè)備紅外診斷技術(shù)初探
【摘 要】:隨著我國(guó)電力規(guī)模的快速發(fā)展,國(guó)家對(duì)電力生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性要求也越來越高,紅外診斷技術(shù)備受國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)的重視,通過對(duì)紅外診斷技術(shù)的原理、特點(diǎn)以及電力設(shè)備故障的紅外診斷的探究,可以使電力設(shè)備從傳統(tǒng)的預(yù)防性檢修提高到預(yù)知性狀態(tài)維修,對(duì)提高設(shè)備運(yùn)行可靠性、提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益、降低維修成本有著重要的意義。
【關(guān)鍵詞】:電氣設(shè)備 紅外診斷 紅外檢測(cè)
中圖分類號(hào):TM507 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-8809(2010)08-0198-01
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展,電力規(guī)模也快速發(fā)展,隨之而投產(chǎn)建成的大容量機(jī)組、500kV、750kV超高壓系統(tǒng)的應(yīng)用使國(guó)家對(duì)電力生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性要求越來越高。因此,電力企業(yè)對(duì)先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的投入不斷加大,其中,紅外診斷技術(shù)備受國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)的重視,并得到快速發(fā)展。對(duì)提高電力設(shè)備運(yùn)行可靠性、有效度,提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益、降低檢修成本有著重要的意義。紅外檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中普遍推廣的一種很好手段,又能使維修水平和設(shè)備的健康水平上一個(gè)臺(tái)階。
一、電力設(shè)備紅外診斷技術(shù)原理
眾所周知,人體病變往往引起發(fā)熱、體溫升高,醫(yī)生會(huì)根據(jù)測(cè)得的病人體溫配合其他檢驗(yàn)結(jié)果做出病理診斷。同樣,在電力系統(tǒng)中,往往由于產(chǎn)生故障而導(dǎo)致設(shè)備不正常的發(fā)熱,通過監(jiān)測(cè)這種異常溫度的變化,我們可以對(duì)設(shè)備故障做出診斷。紅外診斷就是利用紅外熱像儀對(duì)帶電設(shè)備存在的各種熱源分布及變化規(guī)律進(jìn)行測(cè)量,并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行工況及熱像、熱點(diǎn)數(shù)據(jù)分析、判斷設(shè)備的缺陷。
世間萬物都會(huì)發(fā)射人眼看不見的紅外輻射能量,并且物體的溫度越高,發(fā)射的紅外輻射能量越強(qiáng),而許多電力設(shè)備故障往往都以設(shè)備相關(guān)部位的溫度或熱狀態(tài)變化為征兆表現(xiàn)出來,因此只要運(yùn)用適當(dāng)?shù)募t外儀器檢測(cè)紅外輻射能量,并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào),經(jīng)過處理就可以獲得電力設(shè)備表面溫度的分布狀態(tài)及運(yùn)行情況。根據(jù)電力設(shè)備的不同性質(zhì)、不同部位、嚴(yán)重程度會(huì)在設(shè)備表面產(chǎn)生不同溫升,而且有不同的分布特征,經(jīng)過分析、處理所檢測(cè)到的運(yùn)行狀態(tài)信息,就可以對(duì)設(shè)備潛伏的故障隱患做出判定。
二、電力設(shè)備故障信息與紅外探測(cè)
由于高壓電氣設(shè)備的諸多故障都以設(shè)備熱狀態(tài)異常為征兆表現(xiàn)出來,僅從紅外診斷技術(shù)的角度來說,電力設(shè)備故障可以分為兩類。
1.電氣設(shè)備的外部故障
這類故障是指裸露在設(shè)備外部的各部位發(fā)生的故障,可以直接從紅外監(jiān)測(cè)儀器的視場(chǎng)范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)到,很容易直觀獲得故障部位信息。 例如:長(zhǎng)期暴露在大氣中的各種電氣裸接頭因接觸不良常常引起過熱故障,接觸不良的主要原因?yàn)?(1) 設(shè)備設(shè)計(jì)不合理;(2) 安裝施工工藝不嚴(yán)格,不符合工藝要求,如連接件的接觸表面未除凈氧化層及其污垢、焊接工藝差、緊固螺母不到位、未加彈簧墊、未擰緊、連接件內(nèi)導(dǎo)體不等徑等;(3)導(dǎo)體在風(fēng)力舞動(dòng)下,或外界引起的振動(dòng)等機(jī)械力的作用下,以及線路周期性過載及環(huán)境溫度的周期性變化,都會(huì)使部件周期熱脹冷縮,引起連接松馳;(4) 長(zhǎng)期裸露在大氣環(huán)境中工作,因受雨、雪、霧、有害氣體及酸、堿、鹽等腐蝕性塵埃的污染和侵蝕,造成接頭表面材料氧化;(5) 長(zhǎng)期運(yùn)行引起彈簧老化等。由于表面污穢或機(jī)械力作用引起絕緣性能降低造成的過熱故障。如絕緣子劣化或嚴(yán)重污穢,引起泄漏電流增大而發(fā)熱。
2.電氣設(shè)備的內(nèi)部故障
這是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的故障。根據(jù)各種電氣設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài),依據(jù)傳熱學(xué)理論,分析金屬導(dǎo)電回路、絕緣油和氣體等引起的傳導(dǎo)、對(duì)流,從電氣設(shè)備外部顯現(xiàn)的溫度分布熱像圖,可以判斷出的各種內(nèi)部故障。
當(dāng)電力設(shè)備故障以熱狀態(tài)表現(xiàn)出來,就要通過紅外檢測(cè)儀將被診斷設(shè)備的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),從而做出設(shè)備有無故障及故障屬性、位置、嚴(yán)重程度的診斷判別。電氣設(shè)備在工作的時(shí)候,由于電流、電壓的作用,將產(chǎn)生以下三種主要來源的發(fā)熱。(1)電阻損耗發(fā)熱。按照焦耳定律,當(dāng)電流通過電阻時(shí)將產(chǎn)生熱能,這是電流效應(yīng)引起的發(fā)熱,大量表現(xiàn)在載流電氣設(shè)備中。(2)介質(zhì)損耗發(fā)熱。電氣絕緣介質(zhì)由于交變電場(chǎng)的作用,使介質(zhì)極化方向不斷改變而消耗電能并引起發(fā)熱。由此產(chǎn)生的發(fā)熱功率為:P=U2ωCtgδ式中 U――施加的電壓;ω――交變電壓角頻率;C ――介質(zhì)的等值電容tgδ――介質(zhì)損耗角正切值。這種發(fā)熱為電壓效應(yīng)引起的發(fā)熱。(3)鐵損致熱。當(dāng)在勵(lì)磁回路上施加工作電壓時(shí),由于鐵芯的磁滯、渦流而產(chǎn)生電能損耗并引起發(fā)熱。
電力設(shè)備熱狀態(tài)與其產(chǎn)生的紅外輻射信號(hào)之間的規(guī)律:(1)輻射的光譜分布規(guī)律;(2)輻射光譜的移動(dòng)規(guī)律;(3)輻射功率隨溫度變化的規(guī)律;(4)輻射的空間分布規(guī)律。自然界中普遍存在的紅外輻射源就是物體的自發(fā)熱輻射源,不同材料的性質(zhì)、不同的表面狀態(tài)、溫度、背景狀態(tài)以及大氣效應(yīng)都對(duì)實(shí)際物體的紅外輻射存在一定影響,在測(cè)量時(shí)必須做好設(shè)備熱狀態(tài)信息檢測(cè)的相應(yīng)修正。
三、紅外診斷檢測(cè)及維護(hù)
俗話說:“工欲善其事,必先利其器。”要想做好電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的紅外診斷,就必須根據(jù)需要選擇合適的儀器。電力系統(tǒng)現(xiàn)階段常用的有:紅外輻射測(cè)溫儀、紅外熱像儀、紅外熱電視等。在工作中主要是把被測(cè)物體表面溫度的分布借助于紅外輻射信號(hào)的形式經(jīng)接受成像與紅外探測(cè)器上,再由探測(cè)器將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),這個(gè)微弱的電信號(hào)經(jīng)過放大器的放大處理最終傳送至終端顯示器上。在檢測(cè)中注意消除環(huán)境輻射對(duì)其的影響,還要正確使用發(fā)射率修正。
紅外測(cè)溫儀屬貴重物品,要像保護(hù)眼睛一樣愛護(hù)紅外檢測(cè)設(shè)備,使紅外測(cè)溫儀保持良好工作態(tài)度。紅外測(cè)溫設(shè)備應(yīng)有專人定置管理,存放在陰涼、干燥、無強(qiáng)磁場(chǎng)、震動(dòng)的環(huán)境中,切勿使儀器受潮。作業(yè)中不可用手觸摸鏡頭,避免油漬、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿接觸鏡頭及設(shè)備,禁止將鏡頭直接對(duì)準(zhǔn)強(qiáng)烈輻射源,避免將測(cè)溫儀的激光束射入人眼。定期對(duì)其鏡頭和外殼進(jìn)行清潔,用鏡頭紙擦拭鏡頭,不可干布或嘴清除灰塵。更換測(cè)溫儀內(nèi)部電池,并定時(shí)對(duì)其蓄電池進(jìn)行充電。
紅外診斷技術(shù)在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用后,過去主要靠定期停運(yùn)檢修的制度必將逐步由預(yù)報(bào)警式的檢修制度所代替,如果電氣設(shè)備的溫度一旦出現(xiàn)異常,應(yīng)根據(jù)測(cè)出的電氣設(shè)備的溫度和熱像圖譜,配合運(yùn)行、檢修情況以及其他電氣試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析,判斷缺陷的性質(zhì)和部位,以便從安全和經(jīng)濟(jì)性考慮,及時(shí)排除隱患,這樣既可防止事故發(fā)生,又不盲目停電檢修,從而提高了電氣設(shè)備的可靠性和利用率。
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