红外检测技术在变电站电气设备故障诊断中的应用研究

发表时间:2021/7/20   来源:《当代电力文化》2021年3月第9期   作者:孙奇
[导读] 目前,在变电站电器故障的检测中主要应用的就是红外测温技术,红外技术检测时,有着准确、快速、实时、不接触、远距离等优势
        孙奇
        深圳供电局有限公司  广东省深圳市  邮编:518000
        摘要:目前,在变电站电器故障的检测中主要应用的就是红外测温技术,红外技术检测时,有着准确、快速、实时、不接触、远距离等优势,对于变电站电力设备的检测能够实现不解体、不取样、不停电等情况中的检测工作,对于电气设备的很多故障,可以实时在线监测并诊断,对于变电站电力设备的可靠运行有着极大的促进作用。当前已经有一些变电站使用了该种技术,但是还应该在更大的面积推广并应用该技术。
        关键词:红外检测技术;电气设备;故障诊断;研究
        引言
        随着我国经济发展水平的提高,工业化程度不断提高的背景下,人们现实中的生活以及工厂的生产对电力的需求也在逐渐的加大,对电力的依赖性也是越来越强。在变电站电气设备的运转过程中,难免会出现各种各样的问题,这就要求我们能够及时发现电气设备中存在的隐患和各种故障,避免其进一步发展造成大面积的停电事故和安全事故。这就需要我们能够利用相应的技术和设备来对运行中的电气设备的状况进行相应的检测,从而根据运行中的状态数据来准确地判断电气设备的运行状况以及相应的故障种类等,最终实现对电气设备故障的准确诊断。
        1、红外测温技术的概念
        红外检测技术即红外在线测温系统,该系统是将红外成像仪放置在在可控高精度数字电动万向云台,同时根据高压电气设备的实际位置以及红外测温系统的有效测温距离安置在高压电气设备构架之上。可手动调节监测角度或者进行巡航监测,监测数据及红外成像会自动保存,并且生成数据报表,监测人员可根据此报表判断设备运行情况。另外,可手动设置温度阈值,若检测温度超过阈值,系统可自动报警,监测人员根据情况及时进行监测修整。
        红外测温仪检测是一种在线监测不停电式高科技检测技术,它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身,通过接收物体发的红外线红外辐射,将其热像显示在荧光屏上,从而准确判断物体表面的温度分布情况,具有准确,实时,快速等优点。用来检测发电厂,变电站和输电线路的运转设备和带电设备非常方便、有效。对保障电力设备乃至电网的安个运行起到了积极作用。
        2、电力设备红外诊断技术的特点
        在当前电力预防性试验使用的测试方法中,每一种方法都不可能适用于所有电气设备各种障的检测。但是,红外诊断技术能够适用于发电厂和变电站、输电、配电等所有高压电气设备中各种故障的检测。因此,这种检测技术具有着使用面积广,获得效益高、投资比高的优点。
        红外成像诊断仪器配备计算机图像分析系统和各种功能处理软件,一方面能够对所监测的设备运行状态做分析和处理,另外一方面能够根据对设备红外像有关的参数做一些计算与分析的处理,讯速给出设备的故障属性和故障部位以及严重到了何种程度。还能将每次设备图像数据资料储存到一个固定的地方,建立设备运行状态档案数据库,供管理人员随时调用。


        红外监测应用在电力设备的故障诊断,有利于实现电力设备的状态管理和向状态检修体制的过渡,可以对管辖的所有设备运行状态实施温度管理,并根据每台设备的状态演变情况进行有目的维修,而且,通过红外诊断,能够更准确地评价设备维修质量。
        3、红外检测技术在变电站电气设备故障诊断中的应用
        在电力系统中,故障现象还有以下几种能通过红外热成像诊断出来,具体有包括铁磁损耗或涡流故障的诊断;电压分布异常和泄漏电流增大故障的诊断;油浸电气设备缺油故障的诊断;电力带电作业、安个上器具内部缺陷和金属导体接件的诊断;火电厂锅炉运行状态诊断;热力系统破损及漏热诊断等等。
        许多高压电气设备的内部绝缘因为密封不良,就会有潮气进入,遇冷变水,进水受潮,或者因为绝缘介质老化,导致电气绝缘性能下降,甚至会出现局部放电或击穿。此类故改障的发热功率与运行电压有关,而与负荷电流大小无关。绝缘故障的外部特征,往往是表现为温度上高下低的热场分布。据此,就能判定为设备出现相应的绝缘故改障,这类故障又可称为电压致热型故障。环境潮湿等各种问题都有可能造成高压电气内部出现绝缘故障。在应用红外测温技术之前,判断绝缘故障以及定位故障的方法主要是拆解高压电气,然后检测各个线路。这种方法时非常耗费维修人员的时间以及精力,并且对电气设备的正常运行也有着一定的影响。在电气设备的检测过程中应用红外测温技术后,只需分析高压电气设备内部的温度就可以准确的判断出是否出现绝缘故障以及绝缘故障的位置。正常情况下,电气设备内部出现了绝缘故障时,电气设备内部的温度就会出现上高下低的情况,这就可以及时的对该故障进行相关处理,避免该故障引起不必要的损失。
        电流互感器上作中的正常状态:由于有很大电流存在,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;顶帽温度比瓷套表面温度略高。判断其是否存在过热故改障应根据:因为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;检查CT端部接点。瓷套能够反映出电流互感器工作状态时散发的温度,就是在应用红外测温技术检测的过程中,维修人员可以通过瓷套的温度来判断电流互感器的故障。在正常环境下,电流互感器瓷套的温度会相对较高,在实际过程中,判断电流互感器是否正常的工作就可以通过测试电流互感器的正常温度,以此作为今后检测温度的对比。
        结语
        综上所述,运用红外检测技术进行电气设备内部故障检测,能够迅速、高效和便捷地检测、定位故障并且分析出电气内部故障的原因,方便工作人员在最节省精力和节省时间的情况下实现对电气设备故障的高效发现和迅速处理,保障了电气设备的稳定运行。在电气设备的运行过程中,科学合理的运用红外测温技术是非常有必要的,其可以在电气设备故障的预防,发现以及及时的处理发挥极大的作用,并保障电气设备可以正常的运行。
        参考文献
        [1]尹雯,黄娟,刘心宇.浅谈红外测温技术在变电站的应用研究[J].华东科技:学术版,2015,27(4):275-275.
        [2]赵薇.红外测温技术在变电运维中的应用分析[J].中国新技术新产品,2017(16):62-63.
        [3]梁玉山.试论红外测温技术在变电运维中的应用及注意事项[J].黑龙江科技信息,2017(18).
        [4]王磊,吴永恒,杨益伟.关于红外测温技术在变电运维中的应用分析[J].大科技,2016(25).
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