红外热像仪在燃机电厂主变运维中的应用

石焕江 朱怡良 李志伟 倪慧叶 张骑虎

摘要：电力变压器是发电厂的重要电气设备之一，利用电磁感应的原理实现电能传递和电压转换。根据功能和用途的不同，发电厂的电力变压器可以分为：主变压器、启动备用变压器、高压厂用变压器、低压厂用变压器等。其中主变压器容量大且结构复杂，其安全与稳定运行，对发电和输配电都起着举足轻重的作用。

关键词：燃机电厂;主变压器;红外热像仪;发热;精密诊断

引言

在发电厂升压站及其他高压设备出现故障时，故障部位会伴随表现出热状态异常现象，而红外故障检测可实现对被测物体的表面温度变化情况以及热量分布的实时获取，可对高压设备进行实时检测，同时红外热成像技术具有非接触式红外诊断的特点，使得红外热成像技术在应用于高压电气设备热故障检测时具有更高效、更方便、更准确的优点。因此红外成像技术在电力系统得到广泛使用，现场运维人员是否能够准确判断变压器运行状态，对变压器状态检修策略的制定有着重要意义。

1红外热像仪的原理和优点

温度高于绝对零度（-273℃）的任何物体，其原子、分子都在不断地热运动，并以电磁波的形式向周围空间辐射能量，称之为热辐射。物体的温度在1000℃以下时，热辐射最强的是红外辐射。物体的红外辐射能量大小与它的表面温度关系十分密切，所以，通过对物体红外辐射的测量，能准确地测出物体表面的温度和温度场分布。红外测温仪器主要有红外热像仪、红外热电视和红外测温仪。普通的红外测温仪受光学系统的限制，其光学分辨率较小，只有单点测量功能，测量的是一个较小圆形区域内的平均温度，无法实现大面积的整体测温，这样就会造成较小温度异常点的漏检，存在安全隐患。而红外热像仪能够捕获测量区域内一个面的整体温度分布，实时产生红外热像图，快速发现高温、低温点，并对热像图进行存储和注释，从而避免漏检。红外热像仪由红外探测器、信号处理器、监视器和光学成像系统等组成，可将肉眼不可见的红外辐射转换成可见的红外热像图。探测器接受被测物体的红外辐射能量，转换产生电信号，经放大处理后再转换成我们能在监视器上看到的红外热像图。该热像图与物体表面的热分布场相对应，实质上是被测物体红外辐射的热像分布图。红外成像测温在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性，具有带电非接触检测、扫描范围广、检测距离远、检测精度高且快速直观等优点，其中部分优点是预防性试验所不具备的。红外热像仪适用于具有电流、电压致热型的各电压等级设备，包括电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、套管、避雷器、电力电缆、母线、绝缘子、低压电器及二次回路等。通过对电气设备表面温度及温度场的检测，在故障发生初期及时发现问题，提高设备可靠性。

2电气设备出现故障的原因

一般来说，正在运行的电气设备在电气作用下会过热，这对设备的检测和维修起着重要作用。电气设备产生的热量是由高电压引起的热量。当企业中的电气设备出现故障或故障时，某些地区可能会出现温度差异，影响电气设备的运行。如果不及时遏制这些现象，可能会出现许多安全风险。电气设备有两种干扰：外部和内部热量。外部热故障是由过热的电气设备引起的，该设备使红外辐射在所有方向停止。这会导致暴露端口和端口出现一些缺陷，这些缺陷在红外会话中显示为热点分布相对均匀。因此，您可以查看受影响设备的热量摘要，以确定是否存在本地热量问题。然后，您可以使用温度图表准确地确定部件和损坏程度，以找到最快、最高效的解决方案来避免干扰。内部发热需要较长的过程，以便在设备正常运行时产生一定的热量。因此，这种相对稳定的热量不能通过红外线和故障点之间的接触导致导热系数、对流通量、辐射等，而电气设备内部的热量不断地排放到设备外部，从而改变电气设备外部的温度和温度场。

3红外诊断方法及诊断依据

（1）绝对值。将基于红外发光检测的电器表面温度与国家标准（GB/T11022）中相应的温度要求进行比较，确定该电器是否工作正常。（二）同等设备优先权。具有类似红外温度分布的设备模型、运行条件、运行载荷、环境温度或类似电气设备。该方法在综合模拟分析中对同类设备的热图像进行了研究，研究了在实践中最常用的温度条件点（故障点）。（3）确定图像属性的方法。对设备正常状态和异常状态下热图像特性进行模拟分析，确定温度异常热。此方法主要用于温度相关的热设备，如电缆、等值线等。（4）相对温差。该方法比较同一设备上两个相应检测点的相对温差Beta T，以确定红外辐射问题区域。该方法主要适用于电容器、线圈等带电热设备。δt =（带1-2）/1x 100% =（t1-T2）（/t1-t0）（）100%;其中，1是热点温度，1是热点温度，2是热点温度升高，2是热点温度，t0是环境温度参照主体温度。（5）诊断。根据DL＼t664-2008设备红外诊断指南中的相应数据标准诊断设备故障特性。故障特征根据过热点的严重性分为一般故障、严重故障、严重故障、严重故障、z。b .金属与金属接触不当导致过热、发热& gt;90°或Beta ≥ 80%被列为严重故障。结合上述红外诊断指南，经科学验证的红外扫描已证明是现场检测和设备故障排除的有效措施。

4红外热成像技术在电气设备故障诊断中的应用

（1）变压器、连接端子等的红外接口成像技术。变压器、电缆夹等需要红外签名才能进行故障检测。导线夹通常由夹压机程序制造和装配，这会导致管路和捕捉管路之间的接触不正确。在这种情况下，挤压管件的温度低于导线温度。此时，可以通过确定表面温度或相对温度直接确定故障点。（2）发动机红外接口成像技术。该设备的运行明确要求隔离级别f的电动机在温度升高85° C或105° C之前不得超过。当阈值处于活动状态时，会出现错误，并且可以通过红外温度图像或类似的比较来确定错误。

5专家系统试验应用分析

该系统在实验应用中应采用更全面的技术方法，例如b .对红外成像实验项目进行技术分析，考虑建立一个构造块，优化实验应用结果，将实测红外图像与专业系统相联系，比较设计，结合系统功能，检测高压装置的故障，最终分析其故障。这就是z。b .对220kV发电厂的母线进行了主要分析，结合具体设计，对连接点的实际温度分别在22° C、20° C和。分析45° C的温差计算，确定温度的相对差值超过80%，最后确定三相滑块的热特性，确定其制动电阻中的临界误差。在系统中进行故障分析，研究三相滑块中的误差，确定哪些温度问题是由过大电流引起的。因此，重要的是在装配过程中调整滑板接触头，分析滑板的平滑度，然后分析失败的根本原因。c .非政府组织

结束语

红外成像测温可以远距离测量设备的表面温度，直观显示测量区域内的温度分布情况，实现对电气设备的在线故障检测，作为一项精密诊断技术广泛应用于具有电流、电压致热效应引起表面温度分布特点的各种电气设备，是目前燃机电厂电气设备状态检测一种重要的、行之有效的手段，对电力系统安全稳定运行有着重要作用。

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