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红外热像仪在电力行业的应用 热像仪常见问题解决方法

时间:2020-07-08    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
  电力设备的故障有多种多样,但大多数都伴有发热的现象。从红外诊断的角度看,通常分为外部故障和内部故障。众所周知,电力系统运行中,载流导体会因为电流效应产生电阻损耗,而在电能输送的整个回路上存在数量繁多的连接件、接头或触头。在理想情况下,输电回路中的各种连接件、接头或触头接触电阻低于相连导体部分的电阻,那么,连接部位的损耗发热不会高于相邻载流导体的发热,然而一旦某些连接件、接头或触头因连接不良,造成接触电阻增大,该部位就会有更多的电阻损耗和更高的温升,从而造成局部过热。此类通常属外部故障。
  
  外部故障的特点是:局部温升高,易用红外热像仪发现,如不能及时处理,情况恶化快,易形成事故,造成损失。外部故障占故障比例较大。
  
  所谓高电压电器设备的内部故障,主要是指封闭在固体绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的各种故障。由于这类故障出现在电气设备的内部,因此反映的设备外表的温升很小,通常只有几K。检测这种故障对检测设备的灵敏度要求较高。
  
  内部故障的特点是:故障比例小,温升小,危害大,对红外检测设备要求高。
  
  根据相关单位提供的长期实测数据及大量案例的综合统计,电力设备外部热缺陷一般占设备缺陷总指数的90%~93%,内部热缺陷仅占7%~10%左右。
  
  在电力行业,很早就将热像仪运用于设备的安全检修上,通过其对电气设备和线路的热缺陷进行探测,如变压器、套管、断路器、刀闸、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、组合电器、绝缘子串、低压电器以及具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备的二次回路等,这对于及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到非常关键而有效的作用。
  
  根据缺陷所产生的原因不同,我们通常归纳为3种:
  
  一、是长期暴露在空气中的部件,由于温度湿度的影响,或表面结垢而引起的接触不良,或由于外力作用所引起的部件损伤,因而使得的导电截面积减少而产生的发热。如接头连接不良,螺栓,垫圈未压紧;长期运行腐蚀氧化;大气中的活性气体、灰尘引起的腐蚀;
  
  二、元器件材质不良,加工安装工艺不好造成导体损伤;机械振动等各种原因所造成的导体实际截面降低;负荷电流不稳或超标等。
  
  三、是由于电器内部本身故障,如内部连接部件接触不良导致的电阻过大;绝缘材料老化、开裂、脱落;内部元件受潮,元气件损耗增大;冷却介质管路阻塞等等。
  
  对于那些可以直接观察到的设备及元气件,红外热像仪都能够发现所有连接点的热隐患。对于那些由于被遮挡而无法直接看到的部分,则可以根据其热量传递到外面部件上的情况加以分析,从而得出结论。由于现场的实际情况千变万化,即便你通过热像仪得到了一张有热点的图片,要想作出一个的判断,可能会受许多因素的影响。如当前的温度,风量,负荷等情况。我们可以根据不同的特点,作相关的分析,作出相应的判断如:
  
  为保证电力生产安全运行,对电力设备状态检修提出了更高的要求。由于状态检修主要依赖于对运行中设备的状态检测以及在线监测手段,所以,电力设备运行状态检测和在线监测在电力安全生产中始终起着重要的作用。红外成像技术作为一门新技术,在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性。红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断,它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像。由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写,而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征,因而。采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷。
  
  采用红外成像技术可开展以下电力设备状态检测与故障诊断工作。
  
  ●高压电气设备运行状态检测与内、外中心故障诊断:
  
  ●各类导电接头、线夹、接线桩头氧化腐蚀以及连接不良缺陷;
  
  ●各类高压开关内中心触头接触不良缺陷;
  
  ●隔离刀闸刀口与触片以及转动帽与球头结合不良缺陷;
  
  ●各类CT一次内中心及外中心连接不良缺陷、本体及油绝缘不良缺陷以及内中心铁芯、线圈异常不良过热陷;
  
  ●各类PT绝缘不良缺陷、缺油以及内中心铁芯、线圈异常不良过热缺陷;
  
  ●各类电容器过热、耦合电容器油绝缘不良和缺油(低油位)缺陷;
  
  ●各类避雷器内中心受潮缺陷、内中心元件老化或非线性特性异变缺陷;
  
  ●各类绝缘瓷瓶表面污秽缺陷,零值绝缘子检测,劣化瓷瓶检测;
  
  ●发电机运行状态检测、电刷与集电环接触状态检测、内中心过热检测;
  
  ●电力变压器箱体异常过热,涡流过热,高、低压套管上、下两端连接不良以及充油套管缺油(低油位)缺陷;
  
  ●各类电动机轴瓦接触不良以及本体内、外中心异常过热。



    红外热像仪一般分光机扫描成像系统和非扫描成像系统。


    光机扫描成像系统采用单元或多元(元数有8、10、16、23、48、55、60、120、180甚至更多)光电导或光伏红外探测器,用单元探测器时速度慢;


    主要是帧幅响应的时间不够快,多元阵列探测器可做成高速实时热像仪。


    非扫描成像的热像仪,如近几年推出的阵列式凝视成像的焦平面热像仪;


    属新一代的热成像装置,在性能上大大优于光机扫描式热像仪,有逐步取代光机扫描式热像仪的趋势。


    其关键技术是探测器由单片集成电路组成,被测目标的整个视野都聚焦在上面,并且图像更加清晰,使用更加方便;


    仪器非常小巧轻便,同时具有自动调焦图像冻结,连续放大,点温、线温、等温和语音注释图像等功能,仪器采用PC卡,存储容量可高达500幅图像。


    红外热电视是红外热像仪的一种。


    红外热电视是通过热释电摄像管(PEV)接受被测目标物体的表面红外辐射,并把目标内热辐射分布的不可见热图像转变成视频信号;


    因此,热释电摄像管是红外热电视的光键器件,它是一种实时成像,宽谱成像(对3~5μm及8~14μm有较好的频率响应)具有中等分辨率的热成像器件,主要由透镜、靶面和电子枪三部分组成。


    其技术功能是将被测目标的红外辐射线通过透镜聚焦成像到热释电摄像管,采用常温热电视探测器和电子束扫描及靶面成像技术来实现的。


    热像仪的主要参数有:


    1工作波段;工作波段是指红外热像仪中所选择的红外探测器的响应波长区域,一般是3~5μm或8~12μm。


    2探测器类型;探测器类型是指使用的一种红外器件。


    是采用单元或多元(元数8、10、16、23、48、55、60、120、180等)光电导或光伏红外探测器;


    其采用的元素有硫化铅(PbS)、硒化铅(PnSe)、碲化铟(InSb)、碲镉汞(HgCdTe)、碲锡铅(PbSnTe)、锗掺杂(Ge:X)和硅掺杂(Si:X)等。


    3扫描制式;一般为我国标准电视制式,PAL制式。


    4显示方式;指屏幕显示是黑白显示还是伪彩显示。


    5温度测定范围;指测定温度的*低限与*高限的温度值的范围。


    6测温准确度;指红外热像仪测温的*大误差与仪器量程之比的百分数。


    7*大工作时间;红外热像仪允许连续的工作时间。

 





四招选购热像仪的技巧

  近几年,随着热像仪越来越广泛地被应用于各个行业,市面上出现了众多热像仪。而热像仪作为一款高科技的产品,型号众多、品牌也不少,价格上至十几万元,下至几百元,到底如何才能购买到具有价值的热像仪呢?今天,就教大家四招选购热像仪的技巧。

  一、看探测器分辨率

  在选购热像仪之前,你必须要知道的是,探测器分辨率的高低是选择热像仪的一个重要参数,它会直接影响最终的成像效果。如果分辨率越高,那么图像就越清晰,查看体验就越佳。以福禄克品牌为例,TiX1000热像仪探测器分辨率高达786432像素,还可以通过精密位移成像技术实现4倍像素提升,生成超高清图像。如果探测现场工况混乱,可见度低,这款热像仪产品是你的不二之选。而如果只是需要物美价廉的入门级热像仪,那么选择TiS系列就可以。

  二、看对焦系统

  福禄克热像仪拥有五种对焦方式

  1、免调焦:无需调焦操作,方便快捷,适用于大量设备维护现场;

  2、手动对焦:可近距离对焦,不受现场目标位置制约,适用于需要近距离拍摄或精密对焦的现场;

  3、自动对焦:根据中心区域图像直接进行对焦,操作方便,适用于距离远导致激光点辨识度受影响的现场;

  4、LaserSharp激光自动对焦:灵活性好,反应迅速,能够直观地指示目标位置,特别适用于需要进行多次、多方位的对焦操作;

  5、MultiSharp对焦:在整个视场范围内均可精准的捕获目标温度,获得完美图像,实现不同景深的多个目标全部准确对焦。

  三、看空间分辨率

  空间分辨率也就是IFOV,是使用热像仪观测时,它对目标空间形状的分辨能力,

  是热像仪处理空间细节的技术指标,通常以mRad为单位来表示。简单地说,IFOV数值越小,可测目标距离就越大。而单位距离相同时,IFOV数值越小,空间分辨率越高,则单个像素所能检测到的面积就会越小,测温越准确。如果IFOV数值过大,那么被测目标就会受到环境辐射的影响,测出来的温度就是被测目标及其周围温度的平均值,数值就不准确了。如果是用于电气接头检测,那IFOV值只要小于等于10mRad,福禄克入门级TiS系列可考虑入手。如果是用于大面积、小目标如大型工业设备的维护(石化企业的反应塔,蒸馏塔等),那么TiX系列是。

  四、看测温范围

  测温范围就是指被测目标温度的最低限与最高限的温度值范围。由于热像仪主要就是通过测量目标的温度来进行探测成像,而每种型号的热像仪都是特定的测温范围,所以购买的时候一定要选择在自己需要测量的温度内的红外热像仪。需要注意的是,并不是温度档跨度越大就是越好的,温度档跨度小的话,测出的温度数值相对会更精准。另外,使用普通热像仪测量500℃以上的物体时,需要配备相应的高温镜头。福禄克热像仪有多种型号,每种型号都有各自的测温范围,相信总有一款是你需要的。

  以上就是我认为选购热像仪比较重要的四个因素,当然啦,像视场角、显示屏、热灵敏度及帧频等等都是在选购热像仪时需要考虑的,最终选购还是要看具体需求了。除了以上这些硬性的技术要求外,售后服务、品牌口碑等等软性因素也是在选购产品时需要大家重点关注的。

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