电力系统故障诊断中红外测温技术的影响因素及解决措施_电力论文

分类：电力论文发表 时间：2011-08-24 08:27 关注：(1)

电力系统故障诊断中红外测温技术的影响因素及解决措施

万钧

摘 要:利用红外测温分析方法,进一步提高电网运行的安全性和可靠性、改进完善其维护体制、逐步实现以工作状态为依据的实时检修,使电网的安全性和经济性得到长足的提高。

关键词:红外测温; 特性; 影响因素; 措施;电网运行

1红外测温技术的特性

a)便捷性。红外测温技术可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度,通过扫描,还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图,而且灵敏度高,不受电磁场干扰,便于现场使用。红外热像仪坚实、轻巧、易携带,便于进行日常巡检工作。

b)精确性。红外热像仪可以将探测到的数据精确量化,且精度通常都在±2℃以内。红外测温技术除了拍摄红外图像外,还同时捕获一幅数字照片,两者的融合有助于识别和定位故障,从而能够为第一时间准确修复故障提供可靠的数据资料和依据。

c)安全性。红外测温技术具有远距离、不停电、不接触、不解体等特点,给电力系统线路状态在线监测提供了一种有效手段。它能够在任何仪器允许的范围内安全地读取难以接近的或不可到达的目标温度,还可在测温较为困难的区域进行精确测量。

d)经济性。红外测温技术在设备在线故障诊断和节约能源等方面发挥着重要的作用。通过红外测温技术可连续诊断电路连接问题和通过查找连接处的热点,以检测电气设备的功能状态;可快速探测操作温度的微小变化,减少因设备故障造成的开支和维修的范围。

e )更为强大的功能性。红外测温设备配备了功能强大的软件,用于存储和分析热图像并生成专业报告。通过相关软件,可以对热图像中的发射率、反射温度补偿以及调色板等关键参数进行调节,从而进一步提高检测的准确性。

2红外测温技术在电力系统故障诊断中的应用

电力系统是一个复杂的大系统,组成元件多,分布地域广,系统特性复杂。从个别元件发生的简单故障,到可能造成大面积停电后果的严重故障,其故障发生情况的差异性很大。工作人员可以将测量温度值与历史温度或相同时间同类设备的温度读数进行比较,从而判断是否发生了显著的温升、是否会导致部件失效带来生产隐患。

从大量的红外测温结果来看,线路中电力金具的热缺陷较多,主要集中在耐张线夹、跳线线夹、接续管、高压电缆头等连接部分。导致这些部位发热的主要原因有三大类:一是氧化腐蚀。大部分导体接头都在室外坏境中运行,长年受到风、雪、雨、日晒、冰冻等自然侵蚀。二是导线接头松动。由于长期受到机械震动、风力摆动、热胀冷缩等原因的影响而造成的分接开关的引线头和接线螺丝松动,会使导线的接触面积减少。三是由安装质量引起的部件发热。在日常工作中,有时会出现如接头紧固件未紧到位、安装时未放紧固螺丝上下的平垫圈或弹簧垫圈、线夹与导线接续前未清刷或未涂电力复合脂、铜铝过渡接头安装不当、线夹结构不好、线夹大小与导线不配套等问题,这些原因都会造成热缺陷的产生。

在电力设备方面,非接触红外测温仪可以在安全的距离测量一个物体的表面温度,使其成为电力设备巡检中不可缺少的工具。利用红外热像仪可及时发现在电气装置、变压器、连接器等设备中接头松动、接触不良、不平衡负荷、过载、过热等隐患,迅速确定有严重问题的温升部位,避免产生电弧、短路、烧毁等现象。

如在对某低压配电箱测温时发现,总开关A相温度达到164. 83℃(见图1)。

由于冬季变压器负荷增加20kVA,低压A相电流145A,B相电流89A,C相电流95A,经分析判定,发热主要是因三相负荷不平衡造成的。如果负荷增加得较多时,电流加大,设备的薄弱环节就会发热,发热连接点的材料会产生变形、氧化等物理或化学变化,如不及时处理,经过多次反复的恶性循环,接头的连接状况会越来越差,最后造成接头熔断事故。后经调整负荷,更换空气开关, A相温度下降到正常范围内(见图2)。

 

在电网运行中,往往因工况变化、设备老化等原因,导致设备发热而得不到及时处理酿成故障。红外测温技术的推广应用,为及时处理设备发热缺陷提供了依据。

3红外测温的影响因素及解决措施

设备故障红外诊断最核心的问题是要准确地获得被测设备的温度分布和故障相关部位的温度值。这个信息是判断故障属性、位置、严重程度的客观依据。因此,对被测设备故障相关部位温度的计算与合理修正,将是提高检测设备表面温度准确性的关键环节。

从运行状态的影响方面看,电气设备故障一般表现为电流效应引起的发热故障和电压效应引起的发热故障。只有当设备在额定电压下运行,负荷越大,设备温升越严重,故障点的特征性热异常才会暴露得越明显。因此在进行红外测温时,为了能够取得可靠的测量效果,要尽量保证设备在额定电压和满负荷下运行,即使不能做到连续满负荷运行,也应编制一个运行方案,让设备满负荷运行一段时间,使设备故障部位达到稳定温度。

从设备表面发射率方面分析,红外测温仪是通过测量设备表面红外辐射功率来获得设备温度信息的。也就是说,相同辐射功率,发射率越低,就会显示越高的温度。消除发射率对测温结果影响的两种措施是:一是使用红外热像仪进行测量时,查出被测设备部件表面的发射率值进行发射率修正,从而获得可靠的测温结果,提高检测的可靠性;二是对故障频发的设备部件,运用敷涂适当漆料的方法来增大和稳定其发射率值,使测温结果具有良好的可比性,以便获得被测设备表面的真实温度。

针对气象和环境条件的影响,要尽量避免不良的气象环境,如雨、雪、雾及大风等气候对设备测温带来不利的影响。同时,要尽量减少受检设备以外的其他设备以及太阳辐射对测温结果造成干扰。要尽量避开其他辐射,并在不影响安全的条件下,尽可能缩短测温距离,还要对温度测量结果进行合理的距离修正,以便得到较为准确的测温结果。

根据季节性特点的变化,夏冬两季城乡用电负荷明显加大,应针对用电负荷这一周期性的变化起伏,制定一套较为科学的测量方案,在季节性用电高峰期到来之前,选择满负荷条件下,对系统进行全面测试,及时发现设备隐患,超前做出整改措施,同时加强在高峰时节的监控工作,对相同时间段的测温结果做出纵向比较,有针对性地发现设备问题,进一步提高供电可靠性。

在人为误差方面,要对红外测温技术的应用不断进行规范完善,并注重工作人员的技术培训工作。同时要加强操作人员对设备的熟悉掌握程度,使工作人员能够准确读取红外测温仪上的读数,确保测温结果的正确性。

4结语

运行人员在日常的巡视过程中,使用红外测温仪对设备进行检测,较大幅度地提高了设备的状态检测水平,并通过对检测的结果综合分析,提高了诊断设备缺陷的技术水平,使设备检修从传统的事后维修转向状态维修,有效地防止了设备隐患、故障的扩大,减少设备停运损失,从而提高了设备的可靠性和运行的有效度。