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电力设备缺陷的红外诊断

红外技术的原理基于自然界中,即一切温度高于绝对零度的物体,每时每刻都辐射出红外线,同时,这种红外线辐射都载有物体的特征信息,这就为利用红外技术和判别各种被测目标的温度高低与热分布场提供了客观基础。对运行中的电力设备进行红外测温检测,多数情况
  

 正常运行的电力设备,由于电流、电压的作用将产生发热,这种发热,主要包括电流效应引起的发热(反映在载流电力设备中)和电压效应引起的发热(反映设备内部损耗的变化)。当电力设备发生缺陷或故障时,缺陷部位的温升将发生明显的变化,尤以电流效应引起的发热,温度将可能急剧增加,主要有以下几方面的发热:

1. 电阻损耗增大的发热。

2. 介质损耗增大的发热。

3. 铁心磁路故障形成的发热。

4. 其它异常发热。其它异常发热如:(1)绝缘子的发热,(2)绝缘材料老化、开裂造成的发热,(3)电压分布不均造成的温度变化,(4)充油设备缺油造成的温度变化等。按设备结构的内外划分,电力设备的热缺陷分为外部热缺陷和内部热缺陷两类。

一、电力设备的外部热缺陷及红外诊断

电力设备外部热缺陷或热故障主要是各种电气引流的裸露接头、高压设备或线路中的连接器件等由于压接不良或受到氧化腐蚀及灰尘的影响,或因材质不良和加工、安装工艺的问题,或受冲击负荷的影响,机械振动等各种原因造成的接触电阻增大而出现的局部过热。此外,还有发电机碳刷与滑环局部过热等。电力设备的这些缺陷若不能及时发现和处理,将可能会造成断线、局部烧毁,甚至逐步发展成恶性设备事故。由于外部缺陷数量上占电力设备热缺陷的大部分,又由于外部缺陷的检测方便、直观容易,下面介绍几种常见外部热缺陷的诊断:

1. 隔离刀闸的热缺陷:隔离刀闸常见的热缺陷是触头部位及导线的引流线夹接触不良等异常情况引起的。针对隔离刀闸的结构原理检测其过热缺陷主要包括:(1)检查两端顶帽接点是否过热;(2)检查由弹簧压接的触点或刀口过热;(3)检查支柱瓷瓶劣化使支柱瓷瓶整体温度升高。

2. 高压穿墙套管的热缺陷:缺陷部位主要是引流接点接触不良,也发现过支撑板未开缝造成的涡流发热。

3. 线路绝缘子劣化的热缺陷:对于绝缘子的故障检测主要集中在零值绝缘子和低值绝缘子的检测上。

4. 一次设备接头的热缺陷:指一次设备外部引流接头,包括电流互感器引流接头、电容套管引流接头、电抗器引流接头、断路器引流接头等相应配套的接线夹。

二、电力设备的内部热缺陷及红外诊断

电力设备内部热缺陷主要包括:少油断路器触头接触不良引起的过热;电压互感器因铁心不良引起的过热以及因绝缘不良或缺油引起的内部放电和爆炸隐患;电流互感器因接触不良引起的过热等。高压电气设备的内部热缺陷的特点是:一般发热时间长而且比较稳定,故障点的热量可以通过热对流与故障点周围的导体或绝缘材料发生热量传递,引起这些部位的温度升高,特别是与之有电气连接的导体也是热的良导体,而会有显著的温升和形成周围表面温度场的变化。不同的电力设备有不同的结构和不同的工作原理,因而有不同的发热和传热规律,对正常运行的同类设备来说,它们的热像图一般是相似的,如果设备的热像图谱出现异常,则应认真分析判断并结合通过其周围材料的温升和热分布场的变化来判断电力设备的内部缺陷。

三、电力设备红外诊断应用要求

1. 电力设备应处于正常运行方式下进行测温检查,正常的电力设备普查,最好安排在气温高、负荷重的季节前进行,以提早发现设备缺陷的隐患,减少重负荷状态和高温季节设备事故的机率。

2. 新建工程和改扩建的电力设备在正常投运一个月内进行一次红外测温仪检查,以作为启动验收的一项后续工作和基本摸底工作。

3. 对设备负荷率低于50%的局部缺陷所测的温升值,应换算到额定负荷下的温升,以进行发热缺陷程度的判别。

4. 对电力设备缺陷状态的准确判断并进行故障处理。若正常的设备判断不正常,或把有缺陷的设备判断为正常,都会给电业生产的安全带来不必要的损失;因此,要提高准确判辩力,除了加强基本能力和技术经验的提高外,必须掌握对设备诊断综合分析的基本方法。

5. 分析要与设备结构相联系,与外部条件结合分析,与国家标准进行比较,与原始数据及上一次所测数据对照分析,与同类设备比较分析(横向比较法),与本身的不同部位比较(纵向分析法),以及相对温差的判断参考等。

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