【摘 要】近些年來(lái),紅外診斷技術(shù)取得了進(jìn)一步的完善與發(fā)展,是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中一種高效先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),其能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備中存在的異常故障進(jìn)行及時(shí)的診斷,以此來(lái)確保電氣設(shè)備紅外診斷的準(zhǔn)確率。這樣一來(lái),不僅能夠有效減少了電氣設(shè)備停電的時(shí)間,還能夠快速找到具體的故障部位,這是以往傳統(tǒng)的檢測(cè)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,受到了我國(guó)電力行業(yè)的高度關(guān)注,并被廣泛應(yīng)用于電氣系統(tǒng)中,促使電力設(shè)備的正常運(yùn)行。因此,本文針對(duì)電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率問(wèn)題進(jìn)行了研究討論,得出以下相關(guān)結(jié)論,以供參考。
【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備;紅外診斷技術(shù);準(zhǔn)確率
通常情況下,電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率主要包括兩部分,一是檢測(cè)方面,二是判斷方面,而準(zhǔn)確性也常常受到很多不確定因素的影響,導(dǎo)致其準(zhǔn)確性失真。因此,檢測(cè)人員在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行紅外診斷時(shí),只有采取正確的檢測(cè)方法,才可以確保最終檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確度。下面,筆者就結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)如何提高電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率進(jìn)行了初步的探討分析,具體闡釋了影響準(zhǔn)確率的主要原因,并提出相關(guān)有效的解決對(duì)策,從而促使整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
1.紅外診斷技術(shù)的特點(diǎn)
采用紅外成像檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)正在運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行非接觸檢測(cè),拍攝其溫度場(chǎng)的分布、測(cè)量任何部位的溫度值,據(jù)此對(duì)各種外部及內(nèi)部故障進(jìn)行診斷,具有實(shí)時(shí)、遙測(cè)、直觀和定量測(cè)溫等優(yōu)點(diǎn),用來(lái)檢測(cè)發(fā)電廠、變電所和輸電線路的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備和帶電設(shè)備非常方便有效。
利用熱像儀檢測(cè)在線電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來(lái)無(wú)損探測(cè),檢測(cè)設(shè)備性能和掌握其運(yùn)行狀態(tài)的一項(xiàng)新技術(shù)與傳統(tǒng)的測(cè)溫方式(如熱電偶、不同熔點(diǎn)的蠟片等放置在被測(cè)物表面或體內(nèi))相比,熱像儀可在一定距離內(nèi)實(shí)時(shí)、定量、在線檢測(cè)發(fā)熱點(diǎn)的溫度,通過(guò)掃描,還可以繪出設(shè)備在運(yùn)行中的溫度梯度熱像圖,而且靈敏度高,不受電磁場(chǎng)干擾,便于現(xiàn)場(chǎng)使用。它可以在零下20攝氏度到2000攝氏度的寬量程內(nèi)以0.05攝氏度的高分辨率檢測(cè)電氣設(shè)備的熱致故障,揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱,以及電氣設(shè)備中的局部過(guò)熱點(diǎn)等等。
2.電氣設(shè)備的發(fā)熱來(lái)源
電氣設(shè)備在工作的時(shí)候,由于電流、電壓的作用,將產(chǎn)生以下3種主要來(lái)源的發(fā)熱。
(1)電阻損耗發(fā)熱。按照焦耳定律,當(dāng)電流通過(guò)電阻時(shí)將產(chǎn)生熱能,這是電流效應(yīng)引起的發(fā)熱,大量表現(xiàn)在載流電氣設(shè)備中。
(2)介質(zhì)損耗發(fā)熱。電氣絕緣介質(zhì)由于交變電場(chǎng)的作用,使介質(zhì)極化方向不斷改變而消耗電能并引起發(fā)熱。
(3)鐵損致熱。當(dāng)在勵(lì)磁回路上施加工作電壓時(shí),由于鐵芯的磁滯、渦流而產(chǎn)生電能損耗并引起發(fā)熱。
3.電氣設(shè)備的熱故障
電氣設(shè)備的故障按紅外診斷可分為外部故障和內(nèi)部故障。
3.1電氣設(shè)備的外部故障
3.1.1接觸不良
長(zhǎng)期暴露在大氣中的各種電氣裸接頭因接觸不良常常引起過(guò)熱故障,接觸不良的主要原因?yàn)椋海?)設(shè)備設(shè)計(jì)不合理;(2)安裝施工工藝不嚴(yán)格,不符合工藝要求,如連接件的接觸表面未除凈氧化層及其污垢、焊接工藝差、緊固螺母不到位、未加彈簧墊、未擰緊、連接件內(nèi)導(dǎo)體不等徑等;(3)導(dǎo)體在風(fēng)力舞動(dòng)下,或外界引起的振動(dòng)等機(jī)械力的作用下,以及線路周期性過(guò)載及環(huán)境溫度的周期性變化,都會(huì)使部件周期熱脹冷縮,引起連接松馳;(4)長(zhǎng)期裸露在大氣環(huán)境中工作,因受雨、雪、霧、有害氣體及酸、堿、鹽等腐蝕性塵埃的污染和侵蝕,造成接頭表面材料氧化;(5)長(zhǎng)期運(yùn)行引起彈簧老化等。
3.1.2絕緣強(qiáng)度降低
由于表面污穢或機(jī)械力作用引起絕緣性能降低造成的過(guò)熱故障。如絕緣子劣化或嚴(yán)重污穢,引起泄漏電流增大而發(fā)熱。
3.2電氣設(shè)備的內(nèi)部故障
這是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的故障。根據(jù)各種電氣設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài),依據(jù)傳熱學(xué)理論,分析金屬導(dǎo)電回路、絕緣油和氣體等引起的傳導(dǎo)、對(duì)流,從電氣設(shè)備外部顯現(xiàn)的溫度分布熱像圖,可以判斷出以下各種內(nèi)部故障:(1)內(nèi)部電氣連接或接觸不良引起的故障;(2)內(nèi)部絕緣材料受潮、劣化引起的介質(zhì)損耗增大故障;(3)絕緣老化、開裂或脫落故障;(4)電壓分布不均或泄漏電流過(guò)大性故障;(5)磁路的渦流損耗增大性故障;(6)浸油設(shè)備的缺油故障。
4.檢測(cè)前期的準(zhǔn)備工作
可以說(shuō),檢測(cè)準(zhǔn)備工作的好壞將會(huì)是直接影響電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率的重要因素之一,只有加強(qiáng)做好檢測(cè)前期的準(zhǔn)備工作,才能確保下列各項(xiàng)檢測(cè)事項(xiàng)的正常進(jìn)行。
4.1加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員的崗前培訓(xùn)教育
我國(guó)當(dāng)前的電氣設(shè)備檢測(cè)人員主要分為專職與兼職兩種,一般來(lái)說(shuō),專職人員本身就接受過(guò)專業(yè)技術(shù)知識(shí)的教育,只需要對(duì)其進(jìn)行安全方面的培訓(xùn)教育即可,而對(duì)于部分兼職的檢測(cè)人員來(lái)說(shuō),雖然其具備一定的專業(yè)知識(shí)與技能,但對(duì)于檢測(cè)工作的全部流程并不是十分了解,無(wú)法正確使用相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備,導(dǎo)致在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中,發(fā)生了很多不必要的麻煩,最終導(dǎo)致診斷檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生誤差。由此,我國(guó)可以看出,加強(qiáng)做好檢測(cè)人員的崗前培訓(xùn)教育工作是非常有必要的,使其能夠全面掌握現(xiàn)場(chǎng)的安全規(guī)程,從而避免安全事故的發(fā)生,造成人員的傷亡。
4.2檢測(cè)儀器
在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行診斷的過(guò)程中,由于電氣設(shè)備的內(nèi)部故障與外部故障在性能指標(biāo)上存在著一定的差異。因此,檢測(cè)人員在選擇紅外測(cè)溫儀器時(shí),必須根據(jù)電氣設(shè)備實(shí)際的故障需求,選擇合適的檢測(cè)儀器。只有這樣,才能對(duì)不同的故障問(wèn)題進(jìn)行有效的診斷,并采取相對(duì)應(yīng)的解決對(duì)策,以此來(lái)提高電氣設(shè)備紅外診斷的精確性。
4.3檢測(cè)對(duì)象
由于被檢測(cè)的對(duì)象本身發(fā)熱缺陷與電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有著直接的關(guān)聯(lián)。那么,檢測(cè)人員需要在電氣設(shè)備發(fā)生故障的初期進(jìn)行認(rèn)真全面的檢測(cè),并向上級(jí)管理部門及時(shí)的匯報(bào),盡可能使其保持在額定電壓的狀態(tài)下運(yùn)行,這樣受檢對(duì)象最終的診斷結(jié)果才不會(huì)產(chǎn)生較大的差異。
4.4檢測(cè)位里的選擇
檢測(cè)位置要遵循三條原則:位置固定;距離適宜;方向合理。
5.檢測(cè)時(shí)機(jī)及有效掌握
檢測(cè)時(shí)機(jī)是指受檢設(shè)備缺陷暴露容易檢測(cè),檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境包括氣象條件影響可以減少或避免兩個(gè)方面。對(duì)于兩種翻陷的檢測(cè)而言,檢測(cè)時(shí)機(jī)的有效掌握只有安排不同檢測(cè)人員,采用適用的儀器進(jìn)行。
6.電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率的影響因素與解決對(duì)策
6.1太陽(yáng)和背景輻射的影響
原因分析:室外開展紅外檢測(cè),儀器接受到的紅外輻射有四類。它們分別是:目標(biāo)的紅外輻射;其它輻射源對(duì)目標(biāo)的輻射使目標(biāo)本身溫度產(chǎn)生變化;其它輻射源的輻射通過(guò)目標(biāo)反射進(jìn)人儀表;背景輻射直接進(jìn)人儀表。
解決對(duì)策:防止其它輻射源對(duì)目標(biāo)的輻射使目標(biāo)本身溫度產(chǎn)生變化的對(duì)策是妥當(dāng)選擇環(huán)溫參照體,以它的溫度代替環(huán)境溫度。而且也包含消除目標(biāo)反射帶來(lái)的影響。防止其它輻射源的輻射通過(guò)目標(biāo)反射進(jìn)人儀表的對(duì)策最好對(duì)高反射的目標(biāo)表面,采取涂敷無(wú)光黑漆等措施,或改變角度,選擇能避開反射的最佳方式檢測(cè)。防止背景輻射直接進(jìn)人儀表的對(duì)策是選擇空間分辨率足夠的紅外測(cè)溫儀器。
6.2天氣因素的影響與解決對(duì)策
原因分析:在實(shí)際的紅外檢測(cè)過(guò)程中,由于受到天氣因素的影響,尤其是雨天、大風(fēng)等氣象條件,都會(huì)給檢測(cè)人員到來(lái)不小的麻煩,致使診斷檢測(cè)工作無(wú)法順利開展。其次,這種不良的天氣因素必然會(huì)產(chǎn)生較大的溫差,導(dǎo)致一些性能較差的絕緣子表面受潮,很多故障問(wèn)題無(wú)法及時(shí)暴露出來(lái),再加之風(fēng)力的影響,大大降低了紅外診斷技術(shù)的識(shí)別性,從而嚴(yán)重影響了電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率。
解決對(duì)策:想要有效避免天氣因素的影響,檢測(cè)人員必須在檢測(cè)前期,充分掌握天氣變化情況,盡量選擇在無(wú)風(fēng)、無(wú)雨的天氣下對(duì)受檢對(duì)象進(jìn)行檢測(cè),不然就需要對(duì)診斷的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修改。
6.3大氣衰減的影響與解決對(duì)策
原因分析:由于受檢對(duì)象與檢測(cè)儀器之間的距離越來(lái)越嚴(yán),使得發(fā)射的紅外輻射頻率逐漸衰弱,而這種衰弱將會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)儀器無(wú)法接收到更多的輻射能量,致使最終的診斷檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際溫度不符。并且,造成大氣衰減的主要原因是輻射能量在傳輸過(guò)程中,大氣中的水分子、二氧化碳、一氧化碳等分子吸收了大量的懸浮顆粒,雖然其中部分固定組成部分沒(méi)有發(fā)生較大的變化,但水蒸氣的濕度卻逐漸上升。
解決對(duì)策:為了避免大氣衰減對(duì)電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率的影響,檢測(cè)人員應(yīng)該采取一些有效的預(yù)防措施,盡量天氣干燥的季節(jié)里進(jìn)行檢測(cè),確保水蒸氣濕度保持在恒定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),并且,如果是處于安全條件下,檢測(cè)人員可以縮短受檢對(duì)象與檢測(cè)儀器之間的距離,這樣更利于提高電氣設(shè)備紅外診斷結(jié)果的精確性。
6.4發(fā)射頻率的影響與解決對(duì)策
通常情況下,如果紅外測(cè)溫儀器在對(duì)功率、輻射能量相同的受檢對(duì)象進(jìn)行診斷檢測(cè)時(shí),當(dāng)其設(shè)置的發(fā)射頻率在不同情況下,必然會(huì)得到不同的檢測(cè)結(jié)果。但是,實(shí)際的發(fā)射頻率只能產(chǎn)生一個(gè)正確的測(cè)量結(jié)果。
解決對(duì)策:通過(guò)上文敘述,我們可以了解到,影響發(fā)射頻率的原因主要是因?yàn)樵O(shè)置問(wèn)題。因此,檢測(cè)人員必須根據(jù)檢測(cè)儀器的說(shuō)明書,設(shè)置正確的發(fā)射頻率,或是在電氣設(shè)備中常見的檢測(cè)部位上涂抹一些漆料,以此來(lái)確保發(fā)射頻率的穩(wěn)定性。
6.5環(huán)境溫度因素的影響與解決對(duì)策
原因分析:在不同的季節(jié)里,環(huán)境溫度方面也存在著很大的差異,這就導(dǎo)致電氣設(shè)備本身存在故障很難被發(fā)現(xiàn)。如果檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng),再加之環(huán)境溫度無(wú)法保持在穩(wěn)定的狀態(tài)下,這時(shí)電氣設(shè)備內(nèi)部缺陷已經(jīng)形成了一定的熱場(chǎng),而在這種環(huán)境溫度急劇變化的狀態(tài)中,是不能夠進(jìn)行檢測(cè)工作的。
解決對(duì)策:檢測(cè)人員必須充分掌握好檢測(cè)時(shí)間,盡可能避開太陽(yáng)的輻射,確保環(huán)境溫度保持在恒溫的狀態(tài)下,從而降低溫差的錯(cuò)誤率。
6.6運(yùn)行狀態(tài)的影響與對(duì)策
原因分析:電流致熱型設(shè)備缺陷,發(fā)熱功率與負(fù)荷電流的平方成正比。假如設(shè)備沒(méi)有在額定電壓和額定負(fù)荷下運(yùn)行,即使存在嚴(yán)重缺陷,但缺陷熱像特征很難分別。內(nèi)部缺陷引起的發(fā)熱,需經(jīng)一定時(shí)間(通常幾個(gè)小時(shí)),才能在設(shè)備表面產(chǎn)生穩(wěn)定溫升。
解決對(duì)策:為了減少運(yùn)行狀態(tài)的影響,采取的對(duì)策是檢測(cè)導(dǎo)流回路缺陷,盡量在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,或者符合電流越大越好,至少保證負(fù)荷率不低于0.5A/mm2,最好達(dá)到1A/mm2。電壓缺陷檢測(cè)時(shí),要保障在額定電壓下運(yùn)行,負(fù)荷電流越小越好,為零最好。為了使設(shè)備有穩(wěn)定的溫升,檢測(cè)應(yīng)在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下有足夠的時(shí)間再進(jìn)行。
7.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,可以得知,紅外診斷技術(shù)對(duì)于電氣設(shè)備紅外診斷準(zhǔn)確率有著重要的意義,更是現(xiàn)代電氣設(shè)備故障中有效的診斷技術(shù),其可以對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)、外部缺陷進(jìn)行快速的檢測(cè),并分析出其故障原因,檢測(cè)人員能夠根據(jù)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出電氣設(shè)備實(shí)際的故障部位與故障程度,從根本上對(duì)電氣故障問(wèn)題進(jìn)行有效的控制,確保電氣設(shè)備保持在良好的使用狀態(tài),從而促進(jìn)紅外診斷技術(shù)在我國(guó)電力領(lǐng)域中的持續(xù)發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
[1]柴永金.電力設(shè)備的紅外診斷方法[J].電氣時(shí)代,2001(02).
[2]劉金碧.電力設(shè)備缺陷的紅外診斷[J].農(nóng)電管理,2004(03).
[3]李彥國(guó),陳云龍,楊旭.電氣設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2010(33).
[4]趙國(guó)華.紅外診斷技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息,2010(24).