通過紅外成像技術(shù),能夠發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)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(shè)備缺陷狀況,識別和分析設(shè)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(xiàn)、處理、預防重大事故的發(fā)生,實現(xiàn)設(shè)備安穩(wěn)運行。本文就檢測單位對電氣設(shè)備紅外成像檢測的三個案例就紅外檢測方法及應(yīng)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(shè)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(shù)，及時、準確地掌握設(shè)備運行狀態(tài) ,保證設(shè)備的安全、可靠和經(jīng)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(shù)據(jù) ,從而總結(jié)經(jīng)驗 ,掌握電氣設(shè)備運行特點 ,最終與設(shè)備用戶共同實現(xiàn)電氣設(shè)備長周期運行的目的。

一.紅外成像檢測手段的引入

國內(nèi)外紅外診斷的實踐證明:在沒有紅外檢測前,電力設(shè)備臺數(shù)在 1% 的故障狀態(tài)下運行 , 在紅外檢測后 1 ~ 3 年 ,電力設(shè)備臺數(shù)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(zhuǎn)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(nèi) ,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(xiàn)電氣設(shè)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(shè)備缺陷狀況,識別和分析設(shè)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(xiàn)、處理、預防重大事故的發(fā)生，實現(xiàn)設(shè)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(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。根據(jù)測得的設(shè)備表面溫度值 ,對照GB / T11022中高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備各種部件、材料及絕緣介質(zhì)的溫度和溫升極限的有關(guān)規(guī)定 ,結(jié)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(jù)同組三相設(shè)備、同相設(shè)備之間及同類設(shè)備之間對應(yīng)部位的溫差進行比較分析。對于電壓致熱型設(shè)備 ,應(yīng)結(jié)合本標準的(3)條進行判斷 ;對于電流致熱型設(shè)備，應(yīng)結(jié)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(shè)備。根據(jù)同類設(shè)備的正常狀態(tài)和異常狀態(tài)的熱像圖 ,判斷設(shè)備是否正常。注意應(yīng)盡量排除各種干擾因素對圖像的影響，必要時結(jié)合電氣試驗或化學分析的結(jié)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(shè)備。特別是小負荷電流致熱型設(shè)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(yīng)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(shè)備不同時期的溫度場分布 , 找出設(shè)備致熱參數(shù)的變化 , 判斷設(shè)備是否正常。6實時分析判斷法

在一段時間內(nèi)使用紅外熱像儀連續(xù)檢測某被測設(shè)備 ,觀察設(shè)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(yīng)用的 ,在實際應(yīng)用中需要2種甚至3種以上方法的結(jié)合分析,下面,就電力設(shè)備故障紅外檢測方法及應(yīng)用通過案例分析來具體說明。三 電氣設(shè)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(xiàn)場數(shù)據(jù)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(jù)D L/T664-2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范),參考該部位兩年的檢測結(jié)果(見表1),B 相該部位有嚴重惡化的趨勢。懷疑B相套管內(nèi)部有接觸不良。

處理建議及現(xiàn)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(lián)系變壓器廠家對變壓器套管進行檢查。根據(jù)檢測單位列出的兩年檢測結(jié)果和提出的處理建議,該部于檢測當日即聯(lián)系了變壓器廠家。

5月14日,該部安排4#主變停電檢修。經(jīng)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(yīng)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(yīng)用效果根據(jù)常規(guī)一年一次的檢測要求 ,檢測單位對設(shè)備展開檢測。檢測人員在檢測中發(fā)現(xiàn)了溫升異常嚴重缺陷。4#主變在該部供電中屬關(guān)鍵設(shè)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(shè)備用戶依據(jù)建議,聯(lián)系變壓器廠家解決了現(xiàn)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(xiàn)了閉環(huán)管理,保障了設(shè)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(cè)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(shù)據(jù)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(jīng)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(jīng)檢查 , 發(fā)現(xiàn) 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(yīng)用效果

根據(jù)常規(guī)一年一次的檢測要求,檢測單位對設(shè)備展開檢測。檢測人員在檢測中發(fā)現(xiàn)了溫升異常嚴重缺陷。#5主變在該部供電中屬關(guān)鍵設(shè)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(shè)備用戶依據(jù)建議,停電檢查變壓器,發(fā)現(xiàn)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(xiàn)了閉環(huán)管理,保障了設(shè)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(cè)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(cè)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(xiàn)場數(shù)據(jù)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(jīng)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(xiàn)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(shù)人員調(diào)整了刀閘壓簧的松緊度 , 然后把機構(gòu)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(yīng)用效果根據(jù)常規(guī)一年一次的檢測要求,檢測單位對設(shè)備展開檢測。檢測人員在檢測中發(fā)現(xiàn)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(guān)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(shè)備用戶依據(jù)建議,停電檢查刀閘,并調(diào)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(xiàn)了閉環(huán)管理,保障了設(shè)備安全運行。

四結(jié)論

紅外成像檢測是一種電氣設(shè)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(shù)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(shè)備紅外檢測閉環(huán)管理是很必要的, 實現(xiàn)了檢測單位利用紅外檢測手段對檢測結(jié)果準確分析和設(shè)備用戶及時排除隱患的有機結(jié)合。

檢測單位幫助設(shè)備用戶及時排除了隱患,避免了事故, 同時設(shè)備用戶的積極處理和反饋也為檢測單位積累了豐富的經(jīng)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(shè)備長周期運行意義重大, 希望引起設(shè)備管理部門和設(shè)備用戶的高度重視。