通過紅外成像技術,能夠發(fā)現電氣設備明顯的、隱蔽的功能性過熱故障、可以在運行條件下監(jiān)視設備缺陷狀況,識別和分析設備缺陷發(fā)展的狀態(tài)。紅外成像檢測快速、準確,加強紅外成像檢測閉環(huán)管理,能夠及時發(fā)現、處理、預防重大事故的發(fā)生,實現設備安穩(wěn)運行。本文就檢測單位對電氣設備紅外成像檢測的三個案例就紅外檢測方法及應用給予說明,希望引起用戶對紅外檢測閉環(huán)管理的足夠重視。

電力設備狀態(tài)監(jiān)測的目的是采用有效的檢測手段和分析診斷技術，及時、準確地掌握設備運行狀態(tài) ,保證設備的安全、可靠和經濟運行。以紅外檢測為例 ,它是一個檢測、分析、處理、反饋、復測閉環(huán)的過程。

檢測單位年復一年在這個過程中積累數據 ,從而總結經驗 ,掌握電氣設備運行特點 ,最終與設備用戶共同實現電氣設備長周期運行的目的。

一.紅外成像檢測手段的引入

國內外紅外診斷的實踐證明:在沒有紅外檢測前,電力設備臺數在 1% 的故障狀態(tài)下運行 , 在紅外檢測后 1 ~ 3 年 ,電力設備臺數故障率下降到 0.5%, 進行紅外診斷后電力系統(tǒng)受益者普遍認為:紅外熱像儀是一個重要的、有效的預防潛在過熱故障的武器。

如某高壓線路接頭發(fā)熱，今天是個小缺陷，明天就可能變成大事故。而再小的缺陷轉變成為功能性故障 ,需要大規(guī)模的維修之前一段寬裕的時間內 ,紅外熱像儀可以迅速、準確地找到熱缺陷的部位 ,是控制缺陷靈活、安全有效的方法。

紅外成像檢測能發(fā)現電氣設備明顯的、隱蔽的功能性過熱故障,把多重風險降低;能提前檢出故障信息,使維修工作始終處于主動位置,并使成本降低;可以在運行條件下監(jiān)視設備缺陷狀況,識別和分析設備缺陷發(fā)展的狀態(tài),擇優(yōu)采取排除故障的措施。

由此可見,充分發(fā)揮紅外成像檢測快速、準確的優(yōu)勢,加強紅外成像檢測閉環(huán)管理,能夠及時發(fā)現、處理、預防重大事故的發(fā)生，實現設備安穩(wěn)運行。二 紅外檢測判斷方法

1 表面溫度判斷法

主要適用于電流致熱型和電磁效應引起發(fā)熱的設備。根據測得的設備表面溫度值 ,對照GB / T11022中高壓開關設備和控制設備各種部件、材料及絕緣介質的溫度和溫升極限的有關規(guī)定 ,結合環(huán)境氣候條件、負荷大小進行分析判斷。

2同類比較判斷法

根據同組三相設備、同相設備之間及同類設備之間對應部位的溫差進行比較分析。對于電壓致熱型設備 ,應結合本標準的(3)條進行判斷 ;對于電流致熱型設備，應結合本標準的(4)條進行判斷。

3圖像特征判斷法

主要適用于電壓致熱型設備。根據同類設備的正常狀態(tài)和異常狀態(tài)的熱像圖 ,判斷設備是否正常。注意應盡量排除各種干擾因素對圖像的影響，必要時結合電氣試驗或化學分析的結果 ,進行綜合判斷。

4相對溫差判斷法

主要適用于電流致熱型設備。特別是小負荷電流致熱型設備，采用相對溫差判斷法可降低小負荷缺陷的漏判率。

δ1=(τ1-τ2)/τ1×100% =(T1-T2)/(T1-T0)×100%

式中 :τ1 和 T1——發(fā)熱點的溫升和溫度 ;τ2 和 T2——正常相對應點的溫升和溫度 ; T0——環(huán)境溫度參照體溫度。5檔案分析判斷法

分析同一設備不同時期的溫度場分布 , 找出設備致熱參數的變化 , 判斷設備是否正常。6實時分析判斷法

在一段時間內使用紅外熱像儀連續(xù)檢測某被測設備 ,觀察設備溫度隨負載、時間等因素變化的方法。

以上六種紅外檢測判斷方法并不是單一應用的 ,在實際應用中需要2種甚至3種以上方法的結合分析,下面,就電力設備故障紅外檢測方法及應用通過案例分析來具體說明。三 電氣設備紅外檢測案例分析1案例一：某作業(yè)部110kV變電站4#主變紅外檢測

2012年5月8日, 某作業(yè)部110k V變電站4#主變高壓套管B相溫度較高, 為 77.1 °C , 其余 A、C 相分別為 31.3°C、32.1°C , 三相電流分別為119.41A、 118.74A、119.24A。  現場數據采集紅外圖像如圖 1 所示 (標記部位為發(fā)熱部位)。

分析方法利用表面溫度判斷法、同類比較判斷法、相對溫差判斷法和檔案分析判斷法,可以看出三相電流平衡,說明負荷平衡,而B相溫度已接近80°C的危急缺陷標準(依據D L/T664-2008帶電設備紅外診斷應用規(guī)范),參考該部位兩年的檢測結果(見表1),B 相該部位有嚴重惡化的趨勢。懷疑B相套管內部有接觸不良。

處理建議及現場缺陷排除反饋(1) 該部電氣車間安排做好日常重點監(jiān)測,隨時掌握溫升變化,嚴格控制運行方式變化,控制負荷分配,避免故障部位加劇惡化 ;

(2) 由于故障部位的特殊性,需盡快安排 4# 變壓器停電,并聯系變壓器廠家對變壓器套管進行檢查。根據檢測單位列出的兩年檢測結果和提出的處理建議,該部于檢測當日即聯系了變壓器廠家。

5月14日,該部安排4#主變停電檢修。經打開套管后檢查,廠家認為溫升原因為銷子接觸不好,已對外殼放電,銷子上已有黑色斑痕,如圖2所示。

變壓器廠家處理完畢后 ,5月15日 ,應該部的要求 ,檢測單位進行了該部位的復測 ,發(fā)熱部位已恢復正常,如圖3所示

應用效果根據常規(guī)一年一次的檢測要求 ,檢測單位對設備展開檢測。檢測人員在檢測中發(fā)現了溫升異常嚴重缺陷。4#主變在該部供電中屬關鍵設備, 檢測單位立即向該部的電氣車間管理人員匯報,并提出了加強監(jiān)測的建議。

設備用戶依據建議,聯系變壓器廠家解決了現場問題 ,并向檢測單位進行了反饋。檢測單位進行復測,確認隱患排除,實現了閉環(huán)管理,保障了設備安全運行。

2案例二：某作業(yè)部110kV變電站5#主變紅外檢測

2014年4月15日,某作業(yè)部110kV變電站5#主變110kV側C相套管上卡子溫度較高,如圖4所示,最高為87.2°C ,A、B相相同位置溫度分別為19.5°C、18.6°C ,電流均為180A。

數據采集紅外圖像如圖4所示 (標記部位為發(fā)熱部位)。

分析方法利用表面溫度判斷法、同類比較判斷法和相對溫差判斷法, 經三相對比及考慮三相電流很平衡的情況 , 確認C相高壓套管存在接線松動的隱患。

處理建議及缺陷排除反饋

建議車間立即停變壓器處理該隱患。

車間于 4 月17 日晚上申請停電檢查變壓器。經檢查 , 發(fā)現 C 相高壓套管“佛手”處松動, 同時還存在 C 相高壓套管“將軍帽”引線虛的重大缺陷。

應用效果

根據常規(guī)一年一次的檢測要求,檢測單位對設備展開檢測。檢測人員在檢測中發(fā)現了溫升異常嚴重缺陷。#5主變在該部供電中屬關鍵設備,檢測單位立即向該部的電氣車間管理人員匯報,并提出了加強監(jiān)測的建議。

設備用戶依據建議,停電檢查變壓器,發(fā)現了C 相高壓套管“佛手”處松動, 同時還存在C 相高壓套管“將軍帽”引線虛的重大缺陷。檢測單位進行復測,確認隱患排除 ,實現了閉環(huán)管理,保障了設備安全運行。

3案例三：某作業(yè)部110kv變電站＃6發(fā)電機出口刀閘紅外檢測

2016年3月22日,某部110kV變電站#6發(fā)電機出口刀閘06-2A相左側連接處溫度較高,最高為74.2°C,B、C相相同部位分別為39.1°C、32.4°C,A相為嚴重缺陷;B相右側連接處溫度較高,最高為74.5°C ,A、C相相同部位分別為 52.2°C、51.5°C ,B相為嚴重缺陷。電流均為3071A。

現場數據采集紅外圖像如圖 6 所示 ( 標記部位為發(fā)熱部位 )。

分析方法利用表面溫度判斷法、同類比較判斷法和相對溫差判斷法, 經三相對比及考慮三相電流很平衡的情況, 判斷出口刀閘三相存在接觸不均的隱患?，F場缺陷排除反饋建議車間立即停發(fā)電機處理該隱患。

4月30日車間申請停發(fā)電機處理該出口刀閘。技術人員調整了刀閘壓簧的松緊度 , 然后把機構的每個部分抹上潤滑脂, 最后把接觸部分再抹上導電膏。

5月19日,受該部委托, 在三相電流約為 3290A的負荷下, 檢測單位再次對該部位紅外檢測, 如圖7所示, 發(fā)熱部位溫度正常, 隱患消除。

應用效果根據常規(guī)一年一次的檢測要求,檢測單位對設備展開檢測。檢測人員在檢測中發(fā)現了溫升異常嚴重缺陷。

#6 發(fā)電機出口刀閘06-2是發(fā)電機對外發(fā)電的出口屬關鍵部位,檢測單位立即向該部的電氣車間管理人員匯報,并提出了加強監(jiān)測的建議。

設備用戶依據建議,停電檢查刀閘,并調整了刀閘壓簧的松緊度使接觸面均勻。

檢測單位進行復測,確認隱患排,實現了閉環(huán)管理,保障了設備安全運行。

四結論

紅外成像檢測是一種電氣設備發(fā)熱隱患檢測的有效方法。有效開展紅外成像檢測, 提高檢測技術與管理水平, 能夠最大程度的減少過熱崩燒事故, 提高供電安全可靠性。

文中三個案例分析證明進行電氣設備紅外檢測閉環(huán)管理是很必要的, 實現了檢測單位利用紅外檢測手段對檢測結果準確分析和設備用戶及時排除隱患的有機結合。

檢測單位幫助設備用戶及時排除了隱患,避免了事故, 同時設備用戶的積極處理和反饋也為檢測單位積累了豐富的經驗。

因此紅外檢測閉環(huán)管理是一個非常必要的過程管理,對電氣設備長周期運行意義重大, 希望引起設備管理部門和設備用戶的高度重視。