薛騰騰 華能布爾津風(fēng)力發(fā)電分公司

引言

隨著紅外檢測設(shè)備水平的發(fā)展和紅外檢測技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，紅外檢測作為一種先進(jìn)、有效、簡便的監(jiān)測手段，在保障風(fēng)電場的安全運(yùn)行、防止設(shè)備的突發(fā)性事故方面發(fā)揮著巨大的作用，電力系統(tǒng)紅外檢測運(yùn)用也越來越廣泛。

1 紅外熱像儀原理

紅外熱像儀是一門使用光電設(shè)備來檢測和測量輻射并在輻射與表面溫度之間建立相互聯(lián)系的科學(xué)。輻射是指輻射能（電磁波）在沒有直接傳導(dǎo)媒體的情況下移動(dòng)時(shí)發(fā)生的熱量移動(dòng)?，F(xiàn)代紅外熱像儀的工作原理是使用光電設(shè)備來檢測和測量輻射，并在輻射與表面溫度之間建立相互聯(lián)系。所有高于絕對零度（-273℃）的物體都會發(fā)出紅外輻射。紅外熱像儀利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。通過查看熱圖像，可以觀察到被測目標(biāo)的整體溫度分布狀況，研究目標(biāo)的發(fā)熱情況，從而進(jìn)行下一步工作的判斷。

圖1 紅外熱像儀的光路圖

2 紅外熱像儀的優(yōu)點(diǎn)

紅外診斷技術(shù)具有不接觸、不停電、不取樣、不解體、遠(yuǎn)距離、高分辨率和抗電磁干擾的特點(diǎn)。在電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)下，通過被檢測設(shè)備故障引起的異常紅外輻射和異常溫度場，直觀地顯示運(yùn)行設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)和故障位置，可以迅速、形象地顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和有無故障，能夠明確的給出故障屬性、部位和嚴(yán)重程度，為電氣設(shè)備的健康狀況提供了新的診斷方法，為檢修維護(hù)提供了可靠的依據(jù)。

3 紅外測溫診斷測量注意事項(xiàng)

1）應(yīng)盡量選擇在陰天或夜天進(jìn)行測量，如果晴天時(shí)應(yīng)選擇在背光面進(jìn)行測量，避免直對太陽光進(jìn)行測量，太陽光會使紅外成像儀測試的溫度是反射表面溫度（通常會在200℃以上），達(dá)不到應(yīng)有的測量效果。

2）不宜在有雷、雨的環(huán)境下進(jìn)行檢測。

3）為保證測試的全面性，測試時(shí)應(yīng)盡量記錄異常設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流和發(fā)熱相、正常相及環(huán)境溫度參照體的溫度值。

4 風(fēng)電場的設(shè)備特點(diǎn)

風(fēng)電場普遍建在荒郊野外，戈壁荒灘，風(fēng)機(jī)區(qū)域占地大。而風(fēng)電場規(guī)模雖小，但也包括了升壓站電氣設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、35kV集電線路、箱變、110kV（或220kV）送出線路等，設(shè)備種類多且多元化，電氣設(shè)備常年帶電，部分設(shè)備屬高空設(shè)備。如果僅憑肉眼觀察或停電檢查，無法達(dá)到理想的效果。同時(shí)，風(fēng)電場的運(yùn)行檢修維護(hù)人員較少，這就給電氣設(shè)備的檢查維護(hù)帶來了一定的困難。而紅外測溫設(shè)備就能很好解決這一問題，無論設(shè)備帶電與否，高處低處，紅外測溫設(shè)備都能迎刃而解，而且大大提高的檢查維護(hù)人員的工作效率。

5 紅外測溫技術(shù)在風(fēng)電場的開展應(yīng)用及取得成效

我風(fēng)場自2013年投產(chǎn)以來，堅(jiān)持定期使用紅外測溫裝置對風(fēng)電場電氣設(shè)備進(jìn)行檢測，多次及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類缺陷，在保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備檢修維護(hù)方面發(fā)揮了巨大的作用，下面以工作中的幾個(gè)實(shí)例談一談利用紅外測溫裝置診斷設(shè)備缺陷，對檢修維護(hù)方面的重要性。

5.1 案列1

2015年10月15日，我場在定期巡視中,用Ti32紅外測溫儀對集電線路終端桿進(jìn)行檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)能風(fēng)三線終端桿B相跌落保險(xiǎn)上端溫度高于其他兩相三十多度。跟據(jù)DL/T664-1999《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》，第四部分第4條，電氣設(shè)備表面溫度超過50℃，或相對溫差超過20℃時(shí)為熱隱患。

圖2 熱成像儀檢測ABC三相溫度

為防止熱隱患釀成事故，檢修班立即向調(diào)度申請停電對該相跌落進(jìn)行檢查，檢查中發(fā)現(xiàn)，跌落保險(xiǎn)觸頭及壓舌表面發(fā)黑，兩個(gè)接觸點(diǎn)已被融化粘為一體，用絕緣拉桿無法拉開，最后用力拉開查看已無法使用。隨后對此相跌落進(jìn)行了全套更換，恢復(fù)運(yùn)行后對該相進(jìn)行測溫，沒有再出現(xiàn)溫度異?，F(xiàn)象，三相溫度也沒有出現(xiàn)較大偏差。

圖3 被融化的保險(xiǎn)壓舌

因風(fēng)場季節(jié)性大風(fēng)天氣，使跌落保險(xiǎn)發(fā)生接觸不良，加上設(shè)備長期高負(fù)荷運(yùn)行，造成發(fā)熱。如沒有用紅外測溫儀及時(shí)發(fā)現(xiàn)，跌落保險(xiǎn)將會被熔斷，最后造成能風(fēng)三線缺相運(yùn)行，不僅會使能風(fēng)三線11臺風(fēng)機(jī)內(nèi)電氣元件受損，影響使用壽命，還可能因未及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成后期事故擴(kuò)大，長期停運(yùn)，影響生產(chǎn)發(fā)電。

5.2 案列2

2015年4月20日19時(shí)24分，3號風(fēng)機(jī)報(bào)“塔基變壓器溫度超限”報(bào)警，當(dāng)時(shí)后臺顯示溫度為85℃，19時(shí)36分檢修班現(xiàn)場用紅外測溫儀Ti32實(shí)測3號塔基變繞組溫度為51℃，與后臺顯示相差較大，為確定不是紅外測溫儀問題，又在相鄰2號、4號風(fēng)機(jī)進(jìn)行測試，其中2號塔基變繞組溫度49.8℃，4號塔基變繞組測試溫度均為36.2℃左右，并且與后臺顯示基本一致，因此判斷可能是測試模塊問題導(dǎo)致報(bào)警。

圖4 后臺實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

圖5 3號塔基變紅外測溫圖

圖6 2號與4號塔基變測溫圖

在對3號風(fēng)機(jī)塔基變更換溫度測試PT100后，后臺溫度顯示恢復(fù)正常，報(bào)警消失，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在此次故障檢修中，如果沒有紅外測溫儀的實(shí)測數(shù)據(jù)，就無法得知塔基變壓器繞組的真實(shí)溫度，故障查原因找起來就相對會耗時(shí)耗力，紅外測溫儀的運(yùn)用，對這次檢修維護(hù)中帶來極大的方便，減少了很大的工作量。

圖7 消缺完后臺實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)恢復(fù)正常

5.3 案列3

2015年8月24日，在進(jìn)行箱變巡視時(shí)，從低壓側(cè)柜門處聞到有焦糊異味，立即對箱變低壓側(cè)進(jìn)行檢查，未能發(fā)現(xiàn)異常之處，隨后用紅外測溫儀進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)箱變低壓側(cè)一空開上部發(fā)熱，為防止事故擴(kuò)大，立即停電進(jìn)行檢修，處理中發(fā)現(xiàn)空開接頭松動(dòng)，隨后進(jìn)行了緊固，合閘后對該空開進(jìn)行紅外測溫檢測，沒有再出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。

圖8 箱變發(fā)熱處

紅外測溫儀的使用，可以快速的查找到故障點(diǎn)，極大縮短了檢修維護(hù)的時(shí)間，也縮短了設(shè)備停運(yùn)的時(shí)間。

6 結(jié)論

幾次事件后，也讓我們深思，紅外測溫檢測可以有效的發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，對風(fēng)電場設(shè)備的檢修維護(hù)提供了極大的方便。但是不能盲目去檢測，何時(shí)去檢測、怎樣去檢測，才能有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，進(jìn)行檢修維護(hù)。根據(jù)設(shè)備故障特點(diǎn)、故障時(shí)間、故障環(huán)境的特點(diǎn)，結(jié)合負(fù)荷變化以及特殊天氣變化的情況，有效應(yīng)用紅外測溫總結(jié)了以下幾點(diǎn)∶

1）高負(fù)荷時(shí)進(jìn)行紅外測溫檢測，高負(fù)荷運(yùn)行的設(shè)備會引起發(fā)熱，一些潛在的隱患會在此時(shí)容易暴露，此時(shí)運(yùn)用紅外測溫可以有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，及時(shí)進(jìn)行檢修維護(hù)，可有效避免設(shè)備故障發(fā)生。

2）大風(fēng)天氣時(shí)進(jìn)行紅外測溫巡視，大風(fēng)天氣會引起設(shè)備擺動(dòng)，容易使接觸點(diǎn)松動(dòng)。一旦有松動(dòng)就會存在發(fā)熱現(xiàn)象，用紅外成像儀可以及時(shí)有效的查找容易發(fā)生接觸不良點(diǎn)，進(jìn)行檢修維護(hù)，可以有效避免設(shè)備發(fā)生故障。

3）特殊天氣，大雪、大霧等天氣進(jìn)行紅外測溫檢測，大雪大霧等天氣氣候比較特殊，環(huán)境寒冷、空氣潮濕，設(shè)備在這種特殊的環(huán)境下會容易發(fā)生一些特殊情況，易產(chǎn)生一些潛在的安全隱患，此時(shí)進(jìn)行紅外測溫檢測，可以有效預(yù)防事故發(fā)生。

4) 用紅外測溫檢測時(shí)，要對準(zhǔn)容易發(fā)熱的點(diǎn)，如螺栓、線路T接點(diǎn)、轉(zhuǎn)換接點(diǎn)等。將這些點(diǎn)放入鏡頭內(nèi)可以有效發(fā)現(xiàn)缺陷點(diǎn)。同時(shí)要根據(jù)檢測經(jīng)驗(yàn)記住經(jīng)常容易發(fā)熱的點(diǎn)，對這些點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，并做好相關(guān)記錄。測溫時(shí)如不確定設(shè)備是否異常，可以對臨近的設(shè)備進(jìn)行檢測，進(jìn)行對比分析，來判斷設(shè)備是否真的存在異常隱患。

5）發(fā)現(xiàn)有異常隱患時(shí)，不要急于認(rèn)定，要從不多個(gè)同角度進(jìn)行檢測，如檢測出均不正常，檢查該設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流和發(fā)熱相、正常相及臨近設(shè)備的溫度值，進(jìn)行分析對比后進(jìn)行確定。

6）檢修人員責(zé)任心，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷并不難，但檢修人員一定要有責(zé)任心，在出現(xiàn)大風(fēng)、大雪、高負(fù)荷情況時(shí)，要積極做好紅外測溫工作，才能有效發(fā)現(xiàn)缺陷，進(jìn)行檢修維護(hù)。如果沒有一定的責(zé)任心，再明顯的設(shè)備缺陷，再好的檢測設(shè)備也無法發(fā)現(xiàn)，就不能夠有效的去進(jìn)行維護(hù)檢修，就不能保護(hù)電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]DL/T664-1999 《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》[S]

[2]DL/T596—1996 《電 力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[S]