詳細(xì)說明
一、行業(yè)背景
進(jìn)入六月,廈門市用電高峰如期而至。進(jìn)入炎炎夏日,高溫暑熱天氣來勢迅猛。當(dāng)人們在空調(diào)房中享受清涼的時(shí)候,電網(wǎng)也正在經(jīng)歷著持續(xù)高負(fù)荷的“烤驗(yàn)”,電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行、可靠供電及優(yōu)質(zhì)服務(wù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
電網(wǎng)系統(tǒng)面臨的負(fù)荷繼續(xù)攀升,對配電設(shè)備的巡查、控制、檢測工作量也隨著增加,隨之而來的是人力需求的加大。為更好的解決夏季電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的問題,在智能化市場趨勢下,紅外熱成像測溫儀應(yīng)勢而生。該產(chǎn)品可以進(jìn)行儀表數(shù)據(jù)的讀取,對配電設(shè)備和設(shè)備接頭進(jìn)行紅外測溫,提前發(fā)現(xiàn)隱患,從根本上改變早期人工巡檢運(yùn)行設(shè)備的故障診斷方式,提高設(shè)備的可靠性與有效性,提高用戶運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益,降低維修成本都有很大的意義。
二、方案需求
對輸電線路進(jìn)行定期巡視檢查,隨時(shí)掌握和了解輸電線路的運(yùn)行情況以及線路周圍環(huán)境,是用戶工程人員一項(xiàng)繁重的日常工作。人工巡檢是一種傳統(tǒng)的巡檢方式,也是目前用電設(shè)備及輸電線路巡檢的主要方式。由于部分輸電線路隱藏在橋架內(nèi)或者電纜溝內(nèi),無法直接反饋出輸電線路的運(yùn)行情況。
使用紅外熱像儀等巡檢設(shè)備對輸電線路進(jìn)行巡視檢查的全新巡檢技術(shù),具有迅速快捷、工作效率高、不受地域影響、巡檢質(zhì)量高、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備本體巡檢效率和質(zhì)量顯著提高,并且極大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提升了巡檢效率,確保了對電力設(shè)備狀態(tài)的運(yùn)行維護(hù)能力。因此,紅外熱成像儀的應(yīng)用是線路巡檢智能化發(fā)展的有效解決方案。
三、技術(shù)應(yīng)用
3.1 設(shè)計(jì)原理
自然界中一切溫度高于絕對零度的物體無論在什么環(huán)境下都在不斷地敷設(shè)著紅外線,這種現(xiàn)象我們稱為紅外熱輻射。紅外線具有兩個(gè)重要的特性:(1)物體的熱輻射能量的大小。(2)大氣、煙云等會吸收可見光和近紅外線,但對3-5微米和8-14微米的熱紅外線卻是透明的,這兩個(gè)波段被成為熱紅外線的“大氣窗口”。利用紅外線的這兩個(gè)中套特性,紅外熱像儀可以在完全無光的情況下清晰地觀察到所需監(jiān)控的目標(biāo),所以紅外熱成像技術(shù)能真正做到24小時(shí)全天候監(jiān)控。
紅外熱成像儀就是利用紅外探測器、光學(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)的熱紅外輻射信號,探測儀器通過測量目標(biāo)本身和背景間的紅外輻射差(溫度差)得到不同熱紅外線形成的紅外熱圖像。紅外熱圖像是表面溫度分布圖像,因此紅外熱像儀能在完全無光、距離較遠(yuǎn)等情況下對物體成像,它不僅可在黑暗中觀測,而且可以在濃厚的煙幕、云霧、雨雪等惡劣氣候條件下探測到目標(biāo)。
3.2 系統(tǒng)應(yīng)用
電力部門的重要設(shè)備都與溫度密切相關(guān),除正常的專用發(fā)電、變電設(shè)備外,如變壓器、開關(guān)、刀閘以及輔助性設(shè)備,這些設(shè)備一旦發(fā)生事故,不僅經(jīng)濟(jì)上損失巨大的,也容易造成人員的傷害。因此利用紅外熱成像技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行檢測,了解和掌握設(shè)備使用過程的狀態(tài),對于及早發(fā)現(xiàn)問題查明原因,保證安全的生產(chǎn)運(yùn)營,延長設(shè)備的使用壽命有著重要的意義。
電力、電訊設(shè)備過熱故障預(yù)知檢測,在電力系統(tǒng)和設(shè)備維修檢查中,紅外線熱像儀證明是節(jié)約資金的診斷和預(yù)防工具。測量電器設(shè)備,非接觸紅外線熱像儀可以從安全的距離測量一個(gè)物體的表面溫度,使其成為電器設(shè)備維修操作中不可缺少的工具,以下為需要采用紅外熱像儀進(jìn)行檢查的部分設(shè)施:
a. 電氣裝置:可發(fā)現(xiàn)接頭松動(dòng)和接觸不良、不平衡負(fù)荷、過載、過熱等隱患。這些隱患可能造成產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。
b. 變壓器:可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動(dòng)、套管過熱、接觸不良(抽頭變換器)、過載、三相負(fù)載不平衡、冷卻管堵塞不暢??绽淦骷睦@組可直接用紅外熱像儀測量以查驗(yàn)過高的溫度,任何熱點(diǎn)都表明變壓器繞組的損壞。其隱患為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。
c. 電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī):可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高、不平衡負(fù)載、繞組短路或開路、碳刷,滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)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(huán)和集流環(huán),進(jìn)而損壞繞組線圈。檢查發(fā)熱點(diǎn),在出現(xiàn)的問題導(dǎo)致設(shè)備故障之前定期維修或者更換。電動(dòng)機(jī)線圈絕緣層通過測量電動(dòng)機(jī)線圈絕緣層的溫度,延長它的壽命。還可能引起驅(qū)動(dòng)目標(biāo)的損壞。為了保持電動(dòng)機(jī)的壽命期,檢查供電連接線和電路斷路器(或者保險(xiǎn)絲)溫度是否一致。
d. 連接器:電連接部位會逐漸放松連接器,由于反復(fù)的加熱(膨脹)和冷卻(收縮)產(chǎn)生熱量、或者表面臟物、碳沉積和腐蝕。非接觸紅外熱像儀可以迅速確定表面有嚴(yán)重問題的溫升。
e. 各相之間的測量:檢查各電力設(shè)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(fā)熱點(diǎn)。一個(gè)溫度低的點(diǎn)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。
3.3 應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)
① 紅外熱成像技術(shù)是一種被動(dòng)式的非接觸的檢測與識別在進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)診斷時(shí)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不觸體,又具有準(zhǔn)確、快速、直觀等特點(diǎn),實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。從而使紅外熱成像儀的操作者更安全。
②紅外熱成像技術(shù)不受電磁干擾,能遠(yuǎn)距離精確跟蹤熱目標(biāo)紅外熱成像技術(shù)利用的是熱紅外線,因而不受電磁干擾,在變電所應(yīng)用更突出其優(yōu)點(diǎn)。
③ 紅外熱成像技術(shù)能真正做到24h全天候監(jiān)控紅外輻射是自然界中存在最為廣泛的輻射,而大氣、煙云等可吸收可見光和近紅外線,但是對3—51xm和8—14txm的紅外線卻是透明的,這兩個(gè)波段被稱為紅外線的“大氣窗口” 。因此,利用這兩個(gè)窗口,可以在完全無光的夜晚,或是在雨、雪等煙云密布的惡劣環(huán)境,清晰地觀察到監(jiān)控的目標(biāo)。
④紅外熱成像技術(shù)的探測能力強(qiáng),作用距離遠(yuǎn)。紅外熱成像儀探測器焦距為500px一無窮遠(yuǎn),適用于非接觸大面積的遙測。并且溫度分辨率高達(dá)0.1—0.02℃,測溫范圍一5O~2000 ℃,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?,測溫精度高。
⑤紅外熱成像技術(shù)能直觀地顯示物體表面的溫度場。不受強(qiáng)光影響紅外熱成像儀可以同時(shí)測量物體表面各點(diǎn)溫度的高低,直觀地顯示物體表面的溫度場,并以圖像形式顯示出來。同時(shí)紅外熱成像儀是探測目標(biāo)物體的紅外熱輻射能量的大小,不會出現(xiàn)光暈或關(guān)閉,因此不受強(qiáng)光影響。