紅外檢測(cè)技術(shù)論文

　　紅外檢測(cè)與診斷技術(shù)能夠準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備異常發(fā)熱的缺陷，進(jìn)而在一定程度上及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的事故隱患，下面是由學(xué)習(xí)啦小編整理的紅外檢測(cè)技術(shù)論文，謝謝你的閱讀。

　　紅外檢測(cè)技術(shù)論文篇一

　　紅外檢測(cè)技術(shù)在電廠電氣設(shè)備中的應(yīng)用

　　摘要：詳細(xì)說(shuō)明了紅外熱像儀的工作原理，突出了紅外熱像儀的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合具體實(shí)例介紹了使用好紅外熱像儀可以快速判斷設(shè)備發(fā)熱缺陷，有效提高設(shè)備的安全運(yùn)行水平，大大降低了設(shè)備缺陷由輕轉(zhuǎn)重的可能性，從而由傳統(tǒng)的定期檢修向狀態(tài)檢修邁進(jìn)了一大步，大大提高了工作效率，降低了運(yùn)營(yíng)成本。

　　關(guān)鍵詞：紅外熱像儀 溫度異常 故障檢測(cè)

　　0 引言

　　電廠作為電力系統(tǒng)的源頭環(huán)節(jié)，其發(fā)電變電設(shè)備的安全運(yùn)行尤為重要。運(yùn)行一段時(shí)間后，在一些薄弱環(huán)節(jié)，電廠發(fā)電變電設(shè)備總會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。通常情況下，這些問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)在不同的電氣設(shè)備，以及同一設(shè)備的不同部位，受工作原理的影響和制約，電氣設(shè)備故障的表現(xiàn)特征也有很大的差異，通常情況下，這種差異主要表現(xiàn)為：形狀變形、聲音異常、氣味異常等。其中，設(shè)備故障最為常見(jiàn)的表現(xiàn)形式就是溫度異常。在影響設(shè)備安全運(yùn)行的各種因素中，因電廠電氣設(shè)備異常發(fā)熱造成的故障是最為重要的原因。因此，及時(shí)準(zhǔn)確的判斷電氣設(shè)備的運(yùn)行溫度是保障電氣設(shè)備可靠運(yùn)行的重要條件。在設(shè)備不停電的情況下，借助紅外檢測(cè)與診斷技術(shù)能夠準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備異常發(fā)熱的缺陷，進(jìn)而在一定程度上及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的事故隱患，以及故障先兆等，及時(shí)消除設(shè)備故障，將電氣設(shè)備故障率降到最低，進(jìn)而確保電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性。應(yīng)用紅外熱像儀對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行連續(xù)跟蹤，配合分析軟件，可以精確有效的發(fā)現(xiàn)設(shè)備的熱變化及缺陷發(fā)展程度，為分析電氣設(shè)備運(yùn)行情況提供可靠依據(jù)。

　　1 紅外成像的原理

　　眾所周知，紅外線是電磁波的一種，波長(zhǎng)范圍在0.78pm-1000pm之間。理論研究與實(shí)踐證明，任何溫度高于絕對(duì)溫度(-273℃)的物體，在其表面會(huì)不斷地輻射紅外線。紅外成像設(shè)備接收物體表面所輻射的紅外線，電氣設(shè)備的紅外經(jīng)探測(cè)器的光電轉(zhuǎn)換進(jìn)而轉(zhuǎn)變成電能，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的電信號(hào)處理，一幅電氣設(shè)備的熱圖像在熱像儀的取景器上出現(xiàn)，反應(yīng)物體表面的紅外輻射場(chǎng)，定量的測(cè)量物體表面的具體溫度。

　　發(fā)電廠的各類電氣設(shè)備在正常運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，通常情況下，這種熱能主要包括：電流和電壓效應(yīng)引起的發(fā)熱。電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，如果自身存在缺陷或故障，那么在電氣設(shè)備的缺陷或故障部位的溫度就會(huì)產(chǎn)生異常。在常年累月的運(yùn)行中，在環(huán)境變化、污穢覆蓋、有害氣體腐蝕及負(fù)載不平衡的作用，造成設(shè)備的導(dǎo)線、接頭、壓接管及其他裸露故障部件出現(xiàn)老化、生銹腐蝕、損壞和接觸不良等現(xiàn)象，進(jìn)而增大介質(zhì)損耗，以及增大泄露電流和接觸電阻，在一定程度上導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)局部的發(fā)熱，最終引發(fā)設(shè)備故障，與正常狀態(tài)相比，在這些異常部位或故障點(diǎn)就會(huì)輻射更多、更強(qiáng)的熱能。紅外熱像儀接收到這些紅外信號(hào)將其轉(zhuǎn)換為熱像圖，通過(guò)直觀的熱圖像找出圖像中溫度異常點(diǎn)，對(duì)其溫度值進(jìn)行測(cè)量，獲得設(shè)備的熱特征狀態(tài)，同時(shí)按照狀態(tài)特征和適當(dāng)?shù)呐袚?jù)，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行判斷，以及判斷故障的屬性、位置和嚴(yán)重程度等。

　　2 紅外測(cè)溫診斷實(shí)例

　　2.1 實(shí)例1

　　測(cè)量日期：2013-03-10儀器型號(hào)：GUIDE IR928

　　大唐太原第二熱電廠計(jì)劃于2013年3月中旬進(jìn)行#7機(jī)組的計(jì)劃小修，本班組進(jìn)行停機(jī)前系統(tǒng)隱患排查時(shí)發(fā)現(xiàn)#7機(jī)勵(lì)磁整流柜二R6電阻無(wú)溫度顯示，這6個(gè)阻容電阻分布在A、B、C三相的二次回路中，每相2個(gè)，用來(lái)消除尖峰電壓以保護(hù)二次元件不被燒壞。修前如圖一所示。機(jī)組小修期間，對(duì)此阻容電阻進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其并聯(lián)電容擊穿造成短路，予以更換處理，使得二次元件的運(yùn)行更為可靠。處理后如圖二所示，溫度均衡正常。

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　　2.2 實(shí)例2

　　測(cè)量日期：2013-04-05 儀器型號(hào)：GUIDE IR928

　　大唐太原第二熱電廠#7機(jī)組小修后并網(wǎng)運(yùn)行后，對(duì)電氣系統(tǒng)溫度普查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子碳刷溫度偏差大，進(jìn)而觀察運(yùn)行，在機(jī)組滿負(fù)荷200MW時(shí)對(duì)碳刷進(jìn)行測(cè)溫，發(fā)現(xiàn)#7發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子碳刷南側(cè)靠發(fā)電機(jī)側(cè)溫度高，如圖三所示，轉(zhuǎn)子碳刷南側(cè)靠發(fā)電機(jī)側(cè)碳刷溫度138℃，轉(zhuǎn)子碳刷南側(cè)靠勵(lì)磁機(jī)側(cè)碳刷溫度正常，為80℃，環(huán)境溫度45℃，根據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 664-1999，碳刷和集電環(huán)的檢測(cè)宜在機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。碳刷和集電環(huán)的溫度及溫升限值按BG/T 7064和GB755執(zhí)行，一般溫升限值80℃，溫度限值120℃。當(dāng)溫升或溫度均未超過(guò)限值時(shí)，對(duì)溫度分布不均勻，超過(guò)平均溫升30K的碳刷應(yīng)視為不合格。此時(shí)的#7發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子碳刷溫升93℃，相對(duì)溫升58℃，最高溫度138℃。各項(xiàng)數(shù)字均已超標(biāo)，視為緊急缺陷，立即通知運(yùn)行人員予以更換，因碳刷溫度不平衡情況較為嚴(yán)重，根據(jù)運(yùn)規(guī)每次更換最多3條，歷時(shí)2天將磨損嚴(yán)重的碳刷全部更換。更換24小時(shí)后重新進(jìn)行測(cè)溫，恢復(fù)正常，碳刷溫度均勻平衡。

　　2.3 實(shí)例3

　　測(cè)量日期：2013-07-20儀器型號(hào)：GUIDE IR928

　　大唐太原第二熱電廠#10機(jī)組計(jì)劃于8月進(jìn)行計(jì)劃小修，停機(jī)前發(fā)現(xiàn)#10機(jī)主變低壓側(cè)封母(A、B、C相)伸縮節(jié)處短連片溫度高，如圖四、五所示。A相有一根短連片溫度153.2℃，B相123.6℃，C相103.9℃，低壓側(cè)封閉母線每相有5個(gè)短連片，其余溫度均為環(huán)境溫度30℃。由熱像圖可以清楚地看到，高溫短連片的連接螺栓處溫度最高，應(yīng)為安裝問(wèn)題，導(dǎo)致接地不良，接觸電阻增大引起的發(fā)熱，停機(jī)時(shí)將高溫短連片拆下，有明顯的電灼傷痕跡。重新打磨后緊固，發(fā)熱點(diǎn)基本消失。

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　　3 紅外檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

　　通過(guò)實(shí)踐，可以發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)檢測(cè)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

　　3.1 成像檢測(cè)、圖像直觀

　　目前，在市場(chǎng)上使用的熱像儀主要是非致冷焦平面紅外熱像儀，圖像清晰，成像質(zhì)量好。在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，只要物體進(jìn)入熱像儀視場(chǎng)內(nèi)，在顯示屏上就會(huì)成像。如果多個(gè)溫度異常點(diǎn)出現(xiàn)在視場(chǎng)內(nèi)，異常點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置及溫度在熱像圖上都可以清楚地看到。 　　3.2 高靈敏度、高分辨率

　　在靈敏度方面，熱像儀普遍較高，以GUIDE IR928為例，溫度不高于110℃時(shí)，其靈敏度可達(dá)-1℃～+1℃，溫度高于110℃不高于400℃時(shí)，其靈敏度可達(dá)-2℃～+2℃。設(shè)備表面的零點(diǎn)幾度的溫差它都可以分辨出，進(jìn)而在一定程度上對(duì)設(shè)備熱狀態(tài)的微小變化進(jìn)行診斷。因此，可以對(duì)設(shè)備的細(xì)節(jié)部位進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)。

　　3.3 檢測(cè)效率高

　　進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，熱像儀視場(chǎng)只要對(duì)準(zhǔn)設(shè)備，在觀察屏幕上立即顯示設(shè)備的熱分布狀態(tài)，如果存在故障點(diǎn)，故障點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)可以隨后測(cè)出。對(duì)于先進(jìn)的紅外熱像儀來(lái)說(shuō)，采集和存儲(chǔ)的溫度信息每秒高達(dá)數(shù)百萬(wàn)點(diǎn)。

　　3.4 非接觸檢測(cè)，檢測(cè)面積大

　　在對(duì)電氣設(shè)備的熱點(diǎn)故障，通過(guò)紅外熱像儀進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，遠(yuǎn)離設(shè)備往往是幾米、幾十米、甚至上百米。這樣，大面積的電氣設(shè)備都可以在紅外熱像儀的視場(chǎng)內(nèi)觀察到。對(duì)那些懸空的高壓線，范圍大的變電站，正在運(yùn)轉(zhuǎn)的大型發(fā)電機(jī)組，以及配電控制系統(tǒng)等都可攝入熱像儀取景內(nèi)。先觀察總體情況，發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)再進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。

　　3.5 不受電磁干擾

　　以GUIDE IR928為例，紅外熱像儀工作在 8～14μm波段內(nèi)，與電磁頻譜相差甚遠(yuǎn)。因此那些強(qiáng)電磁場(chǎng)的地方如輸變電站、高壓線等處，用熱像儀檢測(cè)不會(huì)受到任何影響，熱圖像始終穩(wěn)定可靠。

　　3.6 適用面廣，效益、投資比高

　　在當(dāng)前電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)使用的各種測(cè)試方法中，如色譜分析、局部放電試驗(yàn)、泄漏電流和阻性電流測(cè)試、直阻測(cè)量、耐壓試驗(yàn)等，每一種方法適用于所有的電氣設(shè)備各類故障的檢測(cè)。但是，從檢測(cè)方法來(lái)講，紅外成像檢測(cè)原則上幾乎能夠適用于高壓電氣設(shè)備中大多數(shù)故障的檢測(cè)。換而言之，任何一臺(tái)關(guān)鍵電氣設(shè)備因突發(fā)性故障帶來(lái)的設(shè)備損失和停電造成的間接損失都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)紅外熱像儀投資的許多倍。

　　3.7 可用計(jì)算機(jī)分析處理

　　目前大多數(shù)紅外熱像儀都可和計(jì)算機(jī)連接，利用圖像處理軟件對(duì)熱像圖進(jìn)行分析處理并存儲(chǔ)于PC卡中，之后還可以對(duì)圖中故障點(diǎn)分析處理，并作出報(bào)告。

　　4 應(yīng)用紅外熱像儀，實(shí)現(xiàn)了電廠維修體制的重大變革

　　狀態(tài)檢修是一種先進(jìn)的設(shè)備管理模式，根據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況決定是否進(jìn)行檢修、維護(hù)，這種維修體制著眼于緊密追蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況的發(fā)展變化情況，并根據(jù)規(guī)范化的狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況做到心中有數(shù)，應(yīng)修必修，修必修好。熱像儀探測(cè)的是設(shè)備表面熱輻射的紅外能，不需要與被測(cè)物體接觸，因此任何帶電工作的電氣設(shè)備都可以用紅外熱像儀檢測(cè)。紅外熱像儀就是利用電力系統(tǒng)的這一特性，測(cè)定電氣設(shè)備表面的溫度分布場(chǎng)及其變化情況，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)溫和成像檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備和線路的故障診斷。通過(guò)紅外熱像儀的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電廠維修體制的重大變革，由定期維修向狀態(tài)維修過(guò)渡。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　在當(dāng)前電廠日常電氣設(shè)備檢修中，紅外熱像儀已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用，成為運(yùn)行、檢修人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障不可或缺的重要儀器。通過(guò)紅外熱像儀在電廠狀態(tài)檢修中的普遍使用，有效避免了電氣設(shè)備事故的發(fā)生，電廠電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性大大提高，確保了電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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