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红外热像仪在电力设备故障检测中的应用 热像仪技术指标

时间：2020-07-29    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。

所谓电气设备热缺陷，通常是指通过一定手段检测得到，由于其内在或外在原因所造成的的发热现象。

根据缺陷所产生的原因不同，我们通常归纳为3 种：一种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；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。

另一类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，要想作出一个精确的判断，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高效运行，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。
红外热像仪的使用方法

　　1、调整焦距

　　您可以在红外图像存储后对图像曲线进行调整，但是您无法在图像存储后改变焦距，也无法消除其他杂乱的热反射。保证第一时间操作正确性将避免现场的操作失误。仔细调整焦距!如果目标上方或周围背景的过热或过冷的反射影响到目标测量的精确性时，试着调整焦距或者测量方位，以减少或者消除反射影响。(FoRD的意思是：Focus焦距，Range范围, Distance距离、

　　2、正确的测温范围

　　您是否了解现场被测目标的测温范围?为了得到正确的温度读数，请务必设置正确的测温范围。当观察目标时，对仪器的温度跨度进行微调将得到较佳的图像质量。这也将同时会影响到温度曲线的质量和测温精度。

　　3、最大的测量距离

　　当您测量目标温度时，请务必了解能够得到精确测温读数的最大测量距离。对于非微热量型焦平面探测器，要想准确地分辨目标，通过热像仪光学系统的目标图像必须占到9个像素，或者更多。 如果仪器距离目标过远，目标将会很小，测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度，因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了得到比较精确的测量读数，请将目标物体尽量充满仪器的视场。显示足够的景物，才能够分辨出目标。与目标的距离不要小于热像仪光学系统的最小焦距，否则不能聚焦成清晰的图像。

　　4、仅仅要求生成清晰红外热图像，还是同时要求精确测温

　　这之间有什么区别吗?一条量化的温度曲线可用来测量现场的温度情况，也可以用来编辑显着的温升情况。清晰的红外图像同样十分重要。但是如果在工作过程中，需要进行温度测量，并要求对目标温度进行比较和趋势分析，便需要记录所有影响精确测温的目标和环境温度情况，例如发射率，环境温度，风速及风向，湿度，热反射源等等。

　　5、工作背景单一

　　例如，天气寒冷的时候，在户外进行检测工作时，你将会发现大多数目标都是接近于环境温度的。当在户外工作时，请务必考虑太阳反射和吸收对图像和测温的影响。因此，有些老型号的红外热像仪只能在晚上进行测量工作，以避免太阳反射带来的影响。

　　6、保证仪器平稳

　　现在所有的长波NEC红外热像仪都可以达到60Hz帧频速率，因此在拍摄图像过程中，由于仪器移动可能会引起图像模糊。为了达到可以的效果，在冻结和记录图像的时候，应尽可能保证仪器平稳。当按下存储按钮时，应尽量保证轻缓和平滑。即使轻微的仪器晃动，也可能会导致图像不清晰。推荐在您胳膊下用支撑物来稳固，或将仪器放置在物体表面，或使用三脚架,尽量保持稳定。

标签: 红外热像仪
红外热像仪 红外热像仪的使用方法_红外热像仪
选购热像仪前必须要知道的

    在选购热像仪之前，你必须要知道的四个因素，本文通过这四点来详细说明：    一、看探测器分辨率    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。

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