红外热成像技术在电力设备状态检修中的运用分析

引言

随着社会经济的快速发展,各行各业对电力能源的需求也在不断增加,对电力设备的安全运行提出了更高的要求,而红外热成像技术在电力设备的运行状态检修工作中能够发挥重要作用。

1红外热成像技术概述

1.1红外热成像技术原理

任何物质都由分子构成,这些分子一直在进行无规则运动,在运动过程中会产生一定的热量,不断向外发出红外辐射热能,在物体表面形成不同的温度,这就是红外热成像技术中的热像。通过红外热成像技术可以观察到肉眼无法看到的热像,红外热成像技术具有很好的勘测灵敏度,因此电力设备中如果存在微量热度,就能被红外热成像技术检测到,能够及时检测出电力设备运行中存在的各种隐患,为电力设备的安全运行提供有力保障。

1.2红外热成像技术的相关设备

应用红外热成像技术进行电力设备状态检测通常会使用到红外热成像仪,这种设备主要是应用红外热成像技术对被检测物体进行热量检测,通过电子信号处理,将物体表面温度以图谱形式展现出来。红外热成像仪主要包括电路系统、热像成像软件、物体温度探测头等。物体温度探测头主要负责感知检测物体的表面温度,将检测到的物体温度分布情况记录下来,并通过电信号的形式传递到设备处理系统中。而传递回来的电信号十分微弱,需要电路系统对电信号进行加工处理。经过逻辑处理以及电子放大后,形成的电子信号可以用于成像软件进行数据合成,进而形成物体表面温度的分布图谱。

2红外热成像技术在电力设备状态检修工作中的运用方法

2.1运用红外热成像技术进行电力设备检测的准备工作

运用红外热成像技术进行电力设备运行状态检测时,需要电力设备做好以下几方面准备工作:

首先,红外热成像技术对检测环境有一定要求。在检测过程中需要电力设备带电运行,需要保证设备温度高于5℃,环境湿度需要控制在85%以下,环境风速需要达到5m/s以下。因此,可以选择阴天或者夜晚进行检测,但是雨雪天气或者大雾天气等会影响红外热成像检测结果。如果在晴天或者白天进行检测,需要注意不能让强光直接照射在设备探测头上:如果在室内或者夜晚进行检测,需要注意是否有灯光直射探测头,最好是闭灯检测。此外,在检测时需要注意躲避强

磁场的干扰。

其次,需要注意红外热成像仪的使用要求。红外热成像仪由于型号及精密程度不同,需要注意不同的红外热成像仪的检测温度范围、测量准确度以及其他设备检测要求会有所差别。在检测过程中需要按照设备要求和操作规范进行合理使用,保证检测的准确性以及设备的灵敏程度,最终保证设备的成像结果清晰准确。此外,为了满足各种电力设备及不同的检测环境要求,需要准备好相应的辅助设备,例如在检测户外电力设备时,需要准备长焦探测头、中距离镜头等。

最后,对检测次数也有一定要求。运用红外热成像技术进行电力设备检测时,在运行负荷高的情况下进行检测为佳。对110kV及以上电力设备最好每个季度检测一次。对于一些检修或刚刚大修后的电力设备,需要在正常负荷运行后的每个月检测一次,对其运行状态、负荷情况进行详细检测。对于一些电力设备运行环境较差的地方,检测周期应该更短,条件允许的情况下应当保证每周检测一次。

2.2绝缘故障的检测

造成绝缘体发热的主要原因有以下几种:(1)绝缘子在交流电场中,由于电介质出现极化反应而造成绝缘子发热。

(2)绝缘子内部可能出现穿透性电流泄漏情况,造成绝缘子发热。(3)由于绝缘子外表面出现爬电现象,导致电流泄漏,造成绝缘子发热。一般情况下,绝缘子材料如果状态良好,出现发热故障的概率就很小。此外,绝缘子的发热功率与电力设备的电压平方一般呈正比。因此,运用红外热成像技术进行电力设备状态检测时,如果绝缘子材料状态正常,其红外热成像图谱应为马鞍状,与附近的绝缘子材料温度差应当小于1℃。但是当绝缘子材料出现发热故障时,其发热功率会迅速上升,并大部分集中在绝缘子钢帽部分,当钢帽位置的温度与附近绝缘子温度出现明显差异时,可以视其为零值的绝缘子。如果绝缘子材料表面有大量杂质、灰尘堆积,会造成绝缘子材料电阻降低,而钢帽情况正常。

2.3复合绝缘子材料的检测

一般情况下,复合绝缘子材料具有很高的电阻值,能够通过复合绝缘子材料的电流非常小,其发热功率甚至达到可忽略不计的程度。但是当复合绝缘子材料中出现某一位置电阻数值降低的情况,复合绝缘子材料中的电流就会开始集中于这一位置,进而造成局部发热情况。通常是复合绝缘子材料的芯棒或者外部保护层受损,导致局部位置放电,电子脉冲造成复合绝缘子材料发热。

2.4线夹以及导线位置的检测

红外热成像技术可以对电力设备中的接头位置及导线头位置进行故障检测。在检测过程中,如果线路输送电力的功率较低,就证明电力设备的发热功率也相应较低,因此运用红外热成像技术进行检查时,应当重点保证检测环境中大气以及设备输电功率等条件的一致性。当前电力设备的导线头以及线夹等部件出现故障的原因主要有:(1）耐张力线夹以及引流夹等部件的螺丝可能出现松动,造成部件发热。(2）导线内部出现断股的情况,也会造成导线发热故障。(3）导线接触面积较小,在电力设备正常运行过程中造成接触面氧化严重,增加接触部分的电阻数值,进而出现发热故障。

3内部缺陷检测案例分析

在某220kv变电站红外热成像检测工作中发现,变压器设备的低压侧套管发生整体发热情况,经红外热成像技术检测最高温度达到40.4℃,经过跟踪性检测后发现温度持续上升,温度最高值达到60.7℃,分析红外热成像检测技术形成的图谱发现,设备故障是由低压位置套管导电杆接触不良造成的,经过及时维修,解除了故障。

在对某500kv变电站进行红外热成像检测时发现,35kv变电站的A相套管位置出现温度异常现象,在图谱中显示油面位置出现最高温度,并在油面位置有明显的分界线。经过检测发现,站用变铁芯对地面产生悬浮电位,出现局部放电问题,经过及时检修,最终解决了问题。

4结语

综上所述,红外热成像技术在电力设备运行状态检修过程中发挥了重要作用。在实际操作中,红外热成像技术可以准确检测出电力设备的各种故障。在使用红外热成像技术进行电力设备检测时,应当严格按照红外热成像仪等设备的相关要求进行规范操作,保证红外热成像检测结果的准确性和有效性