1传统测温的局限性
电气 设备在通入电流以后,设备温度会发生变化,其发热量与通入电流的平方成正比;转动的电气设备和机械设备的轴承温度变化与冷却介质及滑动摩擦和滚动摩擦息息相关……设备任何类型的故障多以温度变化的形式表现出来。通过检测设备温度的变化,及时判断和发现设备是否发生异常和故障,对提高设备运行可靠性和延长设备的使用年限,以及避免设备损坏和人身伤害有十分重要的意义。众所周知,传统的设备巡视温度测量方法是使用水银温度计和酒精(煤油)温度计,水银温度计受电磁场的干扰较大,酒精(煤油)温度计在测量温度较高的设备时误差非常大。故而,新的设备温度测量工具--远红外测温仪得到广泛采用。
2远红外测温新技术的应用现状
远红外测温技术是我国近几年从欧美国家引进的新型非接触测试技术,电力行业已普遍采用。远红外测温技术在发电厂和变电站主要是用在测量电气设备温度,即测量电气设备通入电流而发热和过载情况、隔离开关与断路器断口和金属连接部分的故障过热以及电缆头过热故障等方面。但对测量旋转设备的轴承温度、密封容器是否泄漏、检测汽水分离器、查找过程管道或其它隔热过程中的隔热故障等使用较少。笔者工作中遇到几例通过测量设备非通流部分温度,发现的设备故障比较典型且有代表性。
3实际应用举例
2003年5月,某厂大型汽轮发电机组,机组检修后并网,汽轮机凝汽器真空长期调整不到规范数据,机组负荷受到影响,且热力管道受到氧化腐蚀将影响设备寿命。值班人员在多次检查了热力系统后没有发现故障所在,翻阅机组大修时的相关资料,再次对大修时更换后的所有运行设备用红外测温仪逐一检查测量,测量到机组正常运行时应该完全打开的凝汽器空气门阀门的前、后、上、下、左、右温度以后,发现凝汽器空气门未完全开启,导致汽轮机长时间真空偏低和溶氧过高!立即完全打开该阀门,机组溶氧随即降低到8~9微克,在机组额定负荷时≤10微克,达到了机组正常运行要求。通过这次测量说明红外测温仪用于检查阀门的开启程度有重要的参考作用。
2003年6月,运行值班人员巡回检查发现：运行中的SSPB-240000/220型主变压器靠高压一侧钟罩与底座的紧固螺栓温度高达325℃(相临有4颗螺栓温度也达120℃左右),其余螺栓的温度与变压器钟罩法兰温度相同约60℃,当时机组额定20万千瓦负荷,降负荷至17万千瓦,测得过热螺栓的温度由325℃降至260℃。分析认为是变压器漏磁在钟罩中产生的感应电流通过螺栓泄放不均,发生了局部螺栓电流过大,螺栓松动、螺栓与法兰接触**也将导致螺栓过热。重新紧固螺栓,并将发热较严重的螺栓进行跨接短路环(或短路扁铁)的办法,以增加螺栓散热和分流将温度降低至60℃。否则将造成主变压器油箱橡胶密封垫局部快速劣化而漏油。
某发电厂30万千瓦水氢氢冷汽轮发电机,投产后运行仅经过一次大修。
在一次小修后运行不久,发电机集电环内环(靠发电机侧)碳刷磨损非常严重,且连续多个班次都有批量更换,同时检查发现发电机集电环刷架油污严重,经红外测温仪检测发现集电环内环表面与碳刷接触部位温度高达230℃~360℃,靠励磁机侧的集电环外环温度正常的为60℃~70℃,机组负荷降到20万千瓦以后,仍不见集电环温度有回落迹象,初步判断非电磁方面的原因。碳刷与集电环之间看不到火花,而且运行平稳,无振动超标现象,也排除了机械震动方面的故障,进一步检查发现,集电环罩外侧与发电机之间有一油管破裂,流出的润滑油经集电环外罩的底座缝隙流入由于负压作用吸入并污染集电环内环,而外环在一侧未受影响。经停机处理,集电环表面涂工业润滑凡士林等措施后,机组启动运行正常的60℃～70℃。
4远红外测温技术的应用领域
测量金属导体接头处过热的方法已被普遍掌握。但测量非载流导体过热的方法未被重视,大型发电机封闭母线局部过热;大容量变压器钟罩法兰螺栓过热;密封容器是否泄露;检测汽水分离器;查找过程管道或其它隔热过程中的隔热故障等几乎被遗忘。远红外测温设备,目前已广泛应用到各生产岗位。工程人员要跳出哪里通入电流,哪里就可能发热,就检查那里的思维怪圈。电机的铁芯故障;变压器高压套管的故障、油管路堵塞故障;避雷器受潮发热故障;电容器的绝缘老化故障以及电缆绝缘劣化故障等等,都可以通过远红外测量进行检定。要本着“一个都不能少”的原则对所有设备利用远红外测量设备检查,这样才能保证设备的隐患消除在萌芽状态。
红外测温仪在产品质量控制和监测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等方面正在发挥着越来越重要的作用。
在不同规格的各种型号红外测温仪中，正确地选择红外测温仪型号对用户来说是十分重要的。
当我们选择一款红外测温仪时：
1.要做的是确定测温范围
测温范围是红外测温仪*重要的一个性能指标。
如某品牌红外测温仪的温度在-30℃～300℃，因为每种型号的红外测温仪都有自己特定的测温范围用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全，既不要过窄，也不要过宽。
根据黑体辐射定律，在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化，因此，测温时应尽量选用短波较好。
2.确定目标尺寸
红外测温仪根据原理可分为单色红外测温仪和双色红外测温仪（辐射比色测温仪）。
对于单色红外测温仪，在进行测温时，被测目标面积应充满测温仪视场。
建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。
如果目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数，造成误差。
相反，如果目标大于测温仪的视场，测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。
3.确定光学分辨率（距离系灵敏）
光学分辨率由D与S之比确定，是测温仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。
如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处，而又要测量小的目标，就应选择高光学分辨率的测温仪。
光学分辨率越高，即增大D：S比值，测温仪的成本也越高。
4.环境条件考虑：
测温仪所处的环境条件对测量结果有很大影响，应加以考虑并适当解决，否则会影响测温精度甚至引起测温仪的损坏。
5.操作简单，使用方便
红外测温仪应该是直观的，操作简单，易于**作人员使用
红外测温仪的非接触性，及重量轻、坚固耐用且易于使用，同时红外测温仪所提供精确的温度数值，准确度达1-4%，最远测温距离可达180英尺等特点使之成为在电气系统和设备维护检查的省钱的诊断和预防性工具。
红外测温仪在电气领域，可防止以下应用中的设备故障和意外停工。
1、连接器 - 电气连接部分会因连接点松动；反复加热（膨胀）和冷却（收缩）；灰尘、碳沉积和腐蚀等因素产生热量。非接触式红外测温仪可快速确定出异常的温度上升，警示设备出现严重问题。
2、电动机- 为了延长电动机的使用寿命，要经常检查电源连接和断路器（或加热器）的温度有没有异常情况。
3、马达轴承 – 对轴承点的检测，可以在设备出现故障之前监测热点变化情况，提前进行计划性维修或更换部件。
4、电机绕组绝缘 – 红外测温仪通过测量电机绕组绝缘的温度，最大限度延长绕组绝缘的使用寿命。
5、相-相测量 – 通过对感应电机、大型计算机和其它设备的电缆和连接器的相-相温度的监测，判断其温度的差异性。
6、变压器 – 通过对气冷机组的绕组温度进行检测，查看是否出现指示绕组缺陷的热点。
7、不间断电源 –对UPS输出滤波器中局部热连接进行检测，若出现冷点可能表示直流滤波器电路为打开状态。
8、后备电池 – 对低压电池连接的正确性进行监测，杜绝出现连接不良的电池升温造成接线柱烧毁。
9、镇流器 – 提前检查，防止镇流器过热，从而冒烟烧毁。
10、公共设备 – 对设备的连接部位、电缆接头、变压器和其它设备的热点，红外测温仪都能游刃有余。
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