紅外成像儀的紅外熱像儀應用
紅外熱像儀是通過非接觸探測紅外熱量,並將其轉換生成熱圖像和溫度值,進而顯示在顯示器上,並可以對溫度值進行計算的壹種檢測設備。紅外熱像儀能夠將探測到的熱量精確量化,能夠對發熱的故障區域進行準確識別和嚴格分析。紅外成像儀廣泛使用在軍事上,直升機和坦克裝甲車應用最多,利用紅外成像攝像頭可以在夜間執行復雜任務,能夠精確打擊目標。世界上生產紅外成像儀比較好的品牌有美國的FLIR(其前身是瑞典公司FLIR)和GOEZ 高斯公司,GOEZ 其產品可靠性能比較高。 電力、電訊設備過熱故障預知檢測,在電力系統和設備維修檢查中,紅外線熱像儀證明是節約資金的診斷和預防工具。
測量電器設備,非接觸紅外線熱像儀可以從安全的距離測量壹個物體的表面溫度,使其成為電器設備維修操作中不可缺少的工具。
紅外熱像儀可以有效防止設備故障和計劃外的斷電事故的發生.
下面是需要采用紅外熱像儀進行檢查的部分設施:
a:電氣裝置:可發現接頭松動或接觸不良,不平衡負荷,過載,過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產生電弧、短路、燒毀、起火。
b:變壓器:可以發現的隱患有接頭松動,套管過熱,接觸不良(抽頭變換器),過載,三相負載不平衡,冷卻管堵塞不暢。空冷器件的繞組可直接用紅外熱像儀測量以查驗過高的溫度,任何熱點都表明變壓器繞組的損壞。其影響為產生電弧、短路、燒毀、起火。
c:電動機、發電機:可以發現的隱患是軸承溫度過高,不平衡負載,繞組短路或開路,碳刷、滑環和集流環發熱,過載過熱,冷卻管路堵塞。其影響為有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組線圈的損壞;有毛病的碳刷可以損壞滑環和集流環,進而損壞繞組線圈。檢查發熱點,在出現的問題導致設備故障之前定期維修或者更換。
電動機線圈絕緣層——通過測量電動機線圈絕緣層的溫度,延長它的壽命。還可能引起驅動目標的損壞。為了保持電動機的壽命期,檢查供電連接線和電路斷路器(或者保險絲)溫度是否壹致。
d:連接器:電連接部位會逐漸放松連接器,由於反復的加熱(膨脹)和冷卻(收縮)產生熱量、或者表面臟物、炭沈積和腐蝕。非接觸紅外熱像儀可以迅速確定表明有嚴重問題的溫升。
電動機軸承:
e:各相之間的測量:檢查感應電動機、大型計算機和其它設備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同
f:不間斷電源:確定UPS輸出濾波器上連接線的發熱點。壹個溫度低的點表明可能直流濾波線路是開路。
備用電池:檢查低壓電池以確保連接正確。與電池接頭接觸不良可能會加熱到足以燒毀電池芯棒。
g:鎮流器:在鎮流器開始冒煙之前檢查出它的過熱。
h:公用設施:確定出連接器、電線接頭、變壓器和其他設備的熱點,壹些型號的光學儀器範圍在60:1甚至更大,使幾乎所有的測量目標都在測量範圍內。 1:各種電氣裝置:可發現接頭松動或接觸不良,不平衡負荷,過載,過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產生電弧、短路、燒毀、起火。它們的平均修理費用為1萬到5萬美元;更換需要5萬—8萬美元,工期為幾個星期到幾個月。
2:變壓器:可以發現的隱患有接頭松動,套管過熱,接觸不良(抽頭變換器),過載,三相負載不平衡,冷卻管堵塞不暢。其影響為產生電弧、短路、燒毀、起火。重繞需要經費1萬到5萬美元,更換為8萬—14萬美元,工期為幾個星期或幾個月。
3:電動機、發電機:可以發現的隱患是軸承溫度過高,不平衡負載,繞組短路或開路、碳刷、滑環和集流環發熱,過載過熱,冷卻管路堵塞。其影響為有毛病的軸承可以引起鐵芯或繞組圈的損壞,有毛病的碳刷,則可以損壞滑環和集流環,進而損壞繞組線圈。還可能引起驅動目標的損壞。電機重新繞組圈(5000馬力)需要5~9萬美元,更換需用9萬~15萬美元,工期幾個星期到幾個月.
紅外熱像儀在電力的應用
電力設備的故障有多種多樣,但大多數都伴有發熱的現象。從紅外診斷的角度看,通常分為外部故障和內部故障。眾所周知,電力系統運行中,載流導體會因為電流效應產生電阻損耗,而在電能輸送的整個回路上存在數量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情況下,輸電回路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低於相連導體部分的電阻,那麽,連接部位的損耗發熱不會高於相鄰載流導體的發熱,然而壹旦某些連接件、接頭或觸頭因連接不良,造成接觸電阻增大,該部位就會有更多的電阻損耗和更高的溫升,從而造成局部過熱。此類通常屬外部故障。
外部故障的特點是:局部溫升高,易用紅外熱像儀發現,如不能及時處理,情況惡化快,易形成事故,造成損失。外部故障占故障比例較大。
所謂高電壓電器設備的內部故障,主要是指封閉在固體絕緣以及設備殼體內部的電氣回路故障和絕緣介質劣化引起的各種故障。由於這類故障出現在電氣設備的內部,因此反映的設備外表的溫升很小,通常只有幾K。檢測這種故障對檢測設備的靈敏度要求較高。
內部故障的特點是:故障比例小,溫升小,危害大,對紅外檢測設備要求高。
根據相關單位提供的長期實測數據及大量案例的綜合統計,電力設備外部熱缺陷壹般占設備缺陷總指數的90%~93%,內部熱缺陷僅占7%~10%左右。
在電力行業,很早就將熱像儀運用於設備的安全檢修上,通過其對電氣設備和線路的熱缺陷進行探測,如變壓器、套管、斷路器、刀閘、互感器、電力電容器、避雷器、電力電纜、母線、導線、組合電器、絕緣子串、低壓電器以及具有電流、電壓致熱效應或其他致熱效應的設備的二次回路等,這對於及時發現、處理、預防重大事故的發生可以起到非常關鍵而有效的作用。
所謂電氣設備熱缺陷,通常是指通過壹定手段檢測得到,由於其內在或外在原因所造成的的發熱現象。
根據缺陷所產生的原因不同,我們通常歸納為3 種:壹種是長期暴露在空氣中的部件,由於溫度濕度的影響,或表面結垢而引起的接觸不良,或由於外力作用所引起的部件損傷,因而使得的導電截面積減少而產生的發熱。如接頭連接不良,螺栓,墊圈未壓緊;長期運行腐蝕氧化;大氣中的活性氣體、灰塵引起的腐蝕;元器件材質不良,加工安裝工藝不好造成導體損傷;機械振動等各種原因所造成的導體實際截面降低;負荷電流不穩或超標等。
另壹類是由於電器內部本身故障,如內部連接部件接觸不良導致的電阻過大;絕緣材料老化、開裂、脫落;內部元件受潮,元氣件損耗增大;冷卻介質管路阻塞等等。
對於那些可以直接觀察到的設備及元氣件,紅外熱像儀都能夠發現所有連接點的熱隱患。對於那些由於被遮擋而無法直接看到的部分,則可以根據其熱量傳遞到外面部件上的情況加以分析,從而得出結論。由於現場的實際情況千變萬化,即便妳通過熱像儀得到了壹張有熱點的圖片,要想作出壹個精確的判斷,可能會受許多因素的影響。如當前的溫度,風量,負荷等情況。我們可以根據不同的特點,作相關的分析,作出相應的判斷如:
為保證電力生產安全高效運行,對電力設備狀態檢修提出了更高的要求。由於狀態檢修主要依賴於對運行中設備的狀態檢測以及在線監測手段,所以,電力設備運行狀態檢測和在線監測在電力安全生產中始終起著重要的作用。紅外成像技術作為壹門新技術,在電力設備運行狀態檢測中有著無比的優越性。紅外成像是以設備的熱狀態分布為依據對設備運行狀態良好與否進行診斷,它具有不停運、不接觸、遠距離、快速、直觀地對設備的熱狀態進行成像。由於設備的熱像圖是設備運行狀態下熱狀態及其溫度分布的真實描寫,而電力設備在運行狀態下的熱分布正常與否是判斷設備狀態良好與否的壹個重要特征,因而。采用紅外成像技術可以通過對設備熱像圖的分析來診斷設備的狀態及其隱患缺陷。
采用紅外成像技術可開展以下電力設備狀態檢測與故障診斷工作。
● 高壓電氣設備運行狀態檢測與內、外中心故障診斷:
● 各類導電接頭、線夾、接線樁頭氧化腐蝕以及連接不良缺陷;
● 各類高壓開關內中心觸頭接觸不良缺陷;
● 隔離刀閘刀口與觸片以及轉動帽與球頭結合 不良缺陷;
● 各類CT壹次內中心及外中心連接不良缺陷、本體及油絕緣不良缺陷以及內中心鐵芯、線圈異常不良過熱陷;
● 各類PT絕緣不良缺陷、缺油以及內中心鐵芯、線圈異常不良過熱缺陷;
● 各類電容器過熱、耦合電容器油絕緣不良和缺油(低油位)缺陷;
● 各類避雷器內中心受潮缺陷、內中心元件老化或非線性特性異變缺陷;
● 各類絕緣瓷瓶表面汙穢缺陷,零值絕緣子檢測,劣化瓷瓶檢測;
● 發電機運行狀態檢測、電刷與集電環接觸狀態檢測、內中心過熱檢測;
● 電力變壓器箱體異常過熱,渦流過熱,高、低壓套管上、下兩端連接不良以及充油套管缺油(低油位)缺陷;
● 各類電動機軸瓦接觸不良以及本體內、外中心異常過熱。