输电设备状态检修中红外热成像技术的应用分析

国网山西省电力公司阳泉供电公司 程 彬

输电设备状态检修中红外热成像技术的应用分析

国网山西省电力公司阳泉供电公司 程 彬

电力企业的一个重要任务就是对输电设备进行检修，这样才能有效保证设备运行的安全，保证输电的顺利。定期对输电设备进行检修，可以在很大程度上降低发生故障的几率，从而保证电力企业的正常输电。但在检修中也会存在一些问题，限制了检修工作，因此需要一种高效的检修方法来增加设备检修的效率与效果。红外热成像是一种可以在不影响正常供电的情况下，对设备的运行参数以图片的形式展示，这一个区别于传统检修方法的一种高效检修方法。本文对红外热成像技术在输电设备检修中的应用做了简要介绍，对红外热成像技术的特点进行了描述，希望可以为以后红外热成像技术在输电设备检修中的应用起到一定的指导意义与推动作用。

输电设备；检修；红外热成像；应用

1 前言

随着我国经济的发展,各行各业都出现了快速发展的局面,同样我国大型基础工程建设方面也表现出了很大的进步,在电气设备方面也有着很大的进步。在电气设备中出现的一些事故,很多都是由于没有进行合格的检修,以至于发生严重的后果。近年来红外热成像技术在设备检修中发挥了很大的作用,比传统的检修方法拥有更多的优势,为输电设备状态检修带来了极大的便利。红外热成像技术一个突出特点就是可以,在输电设备运行中进行检修,并且可以以图片的形式来直观的展示设备运行中的状态,对运行参数进行展示,因此在输电设备状态检修中得到了非常广泛的应用,对我国电力企业的发展也起到了一定的推动作用。

2 红外热成像技术

2.1 红外热成像技术原理

任何物体都是由不计其数的分子组成,而构成物体的这些大量分子每时每刻都在做着无规则的运动,分子运动是可以产生热量的,因此会产生红外热能散发出来,这种热量会在物体表面产生一定的温度,这种现象被称为是热像。红外热成像技术就是充分利用这种现象所形成的。通过吸收物体分子运动产生的这种红外辐射的热量,对设备表面的温度进行检测,并通过以此形成的图像来充分了解设备表面的温度,通过温度场的分布来判断输电设备的发热情况。红外热成像技术可以将肉眼无法看到的现象,以图片的方式进行直观的展示,十分有利于对输电设备的检修,红外热成像技术以一种高灵敏度来展示了设备的热状态,对于检查输电设备的内外部情况具有很高的可靠性,可以及时有效地发现设备中所存在的安全隐患,通过技术的检修,可以保证输电设备更稳定的工作,提高电力设备的安全性。

2.2 红外热成像技术所需的仪器

红外热像仪是被人们普遍接受的检测输电设备状态的仪器,以红外热成像技术的原理对输电设备表面状态进行检测,再通过一些电信号处理、光电转换等技术,来将仪器接收到的热分布情况以图片的形式直观的展示出来。从而检测人员可以有效判断输电设备的运行状态,并对存在隐患的问题进行及时处理,增加输电设备运行的安全性。

在红外热像仪中有电路、平面探测器、图片处理软件等。平面探测仪可以对设备表面的温度情况进行探测,并通过一系列的转换技术,将所探测到的情况转换为电信号,接着,由电力将产生的电信号进行加强处理,并通过电子学放大,使得设备的温度情况更加清晰的展示,再经过图像处理软件将经过一系列处理的电信号转换为图片的形式,进行直观的展示,因此设备表面的运行参数就可以被观测分析处理。

3 输电设备红外检测的要求

3.1 检测环境

由于是对输电设备的状态进行检测,因此需要在设备运行的状态下进行带电运行设备的检测。进行检测的环境温度一般要求要不低于5℃,相对湿度要低于85%,在阴天、多云的状态下进行检测比较合适,夜间检测所呈现的图片质量最好。为了使图片呈现清晰,要避免在有雷、雨、雪、雾的天气状况下检测。如果是在晴天户外检测一定要注意避免阳光直射或者反射的光影响到仪器,在夜晚灯光下检测也要避免灯光的直射,以便呈现出更真实清晰的图像。同时在对输电设备进行检测时,要避免强电磁场对仪器的影响。

3.2 检测仪器

对输电设备进行检测前,要对所需要达到的检测精度和检测范围进行限制,选择符合各项指标要求的红外热像仪,同时红外热像仪要有足够高的温度分辨率,以便得到清晰稳定的图像结果。红外热像仪除了满足基本功能要求外,还要有中长焦距镜头,并适于多种环境下仪器的使用。

3.3 检测次数

输电设备检测一般都是在大负荷下进行的,对不同状态的输电线路有不同的检测要求,对于新投产、新运行的设备要在安装运行一个月内进行一次检测,对处于负荷高、环境差、需要特别维护的线路要适当增加检测次数,以保证输电设备的安全,排除安全隐患。对于重大节日、重大事件等用电负荷高的情况也要适当增加检测次数,以确保输电线路的安全可靠,及时排除安全隐患。

4 红外热成像技术在输电设备状态检修中的具体应用

在输电线路中很多部件,如导线、接头、绝缘子等,都会一直暴露在所运行的环境中,受到来自污染物的腐蚀,接受风吹日晒,尤其是在环境问题日益突出的现在,输电线路中这些部件受到来自外界的自然力、非自然力的各种破坏,加之设计上、施工质量以及生产质量上的各种因素,使得设备老化、损坏等安全隐患问题难以避免。如果不能及时发现这些安全隐患并进行有效排除,很可能会引起不可恢复的安全事故。因此需要输电设备中的各种部件、设备进行定期检测,以确保其能正常工作,对存在安全隐患的各种问题进行及时处理。红外热成像技术对于检查输电设备中存在的各种问题具有很大的优势,可以进行远距离的测温,由此来判断设备是否存在故障,存在故障及时进行检修。

4.1 对导线、线夹、压接管故障检测

对输电线路的接头、线夹、压接管等连接处进行温度差的检测,以此来对线路是否存在故障情况进行判断,这种检测一般是通过温度差来判断是否存在缺陷的,如果线路传输的功率不大的情况下,发热现象也不会很明显。因此,通过温度差的观测来进行检测时,要尽量使得传输功率与大气环境保持一致。存在的主要缺陷问题主要有几下几个方面：首先,接触面的氧化、接头的压接管压力不够以及导线接触面太小都会增大电阻,因此产生局部热量过大的现象。其次,线夹处的螺丝松动也会引发局部发热现象。最后,导线一般是多股的,如果出现断股,也会使线路中电阻增大,引起发热现象。可以通过线路的异常状态的严重程度对缺陷问题的严重程度进行分类,分为紧急缺陷、重大缺陷和一般缺陷三类。

4.2 玻璃或瓷绝缘子的故障检测

引起绝缘子发热的情况有很多,其中主要的有以下三个,一是由于电流电场的作用,出现电介质极化效应,因此导致绝缘子发热,二是绝缘子可能出现内部穿透性增强,电流泄漏以致绝缘子发热,三是绝缘子表面的爬电电流泄漏也会使绝缘子发热。在正常状态下,绝缘子工作状态良好,它的发热功率会很小。借助于红外热成像技术可以发现,在绝缘子正常状态下,热像图会显示为马鞍状,而且相邻绝缘子之间的温度差会很低,甚至小于1℃。如果绝缘子出现劣化,发热功率会出现急剧上升的现象,最明显的部位为钢帽内,钢帽内部温度与相邻绝缘子温度大于1℃时,就可以断定为零值绝缘子,失去了原本的作用。而在绝缘子表面出现过多的灰尘积压,也会使绝缘子电阻的减小,此时发热部位集中在磁盘。

4.3 复合绝缘子故障的红外检测

对于一个正常的复合绝缘子,它的电阻是非常大的,因此能够通过绝缘子的电流极小,因此几乎可以忽略它的发热功率。但是一旦出现复合绝缘子某个部位电阻降低,就会有电流通过,引起局部发热现象,绝缘子的芯棒、保护套可以帮助绝缘子保持正常的使用功能,一旦出现破损,会在局部产生强场,产生局部放电现象,通过红外热像仪可以明显检测到绝缘子故障下的发热图,从而清晰直观的反映输电设备、输电线路的故障情况。

5 总结

经过实际应用,在对输电设备进行检测中,红外热成像技术是一种非常有效的方式,可以进行远距离、不接触的检测,而且能够快速、准确的反映输电设备表面的热分布情况,同时这种检测技术是可以在输电设备处于正常运行状态下进行,这样可以确保输电设备正常工作,还能保证检测数据的真实有效性,对输电设备状态检修提供了一个良好、有效的检测方法。随着红外热成像技术的使用和推广,可以不断对这种技术进行改进,在技术的实际应用中观察其存在的不足,发现其优势,并在应用中,对红外热成像技术的不足进行改进,以达到更高的应用水平,从而更有效地服务于输电设备状态的检修,更有效的应用于电力系统的检修,有效推进红外热成像技术的发展,推动电力事业的进步。

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