劉方明

摘要：近年來，我國對電能的需求不斷增加，發(fā)電廠建設越來越多。本文簡要介紹了成像儀檢測技術，利用紅外成像及紫外成像檢測技術對發(fā)電廠電氣設備實際出現(xiàn)的缺陷進行了分析，對于處理電氣設備相關問題具有借鑒意義。

關鍵詞：紅外成像檢測;紫外成像檢測;故障定位

引言

我國的電力系統(tǒng)正在向智能化方向發(fā)展，電力系統(tǒng)當中的大部分故障都是由電氣設備故障引起的，且50%的電氣設備故障都與設備的發(fā)熱有關，引起電氣設備發(fā)熱的因素有電流泄露、接觸不良等。電氣設備處于異常發(fā)熱狀態(tài)會引起絕緣材料老化，造成嚴重的電氣設備損壞，如何利用先進的手段進行標準化的管理，消除故障點是擺在電力設備科研單位面前的一個新問題，傳統(tǒng)的故障檢測準確率較差，為此提出本文研究以解決這一問題。

1紅外熱成像技術及預知性維修簡介

紅外線熱成像技術是指就物體所發(fā)射出的紅外線特波段信號使用特殊光電技術進行檢測，并將所檢測到的紅外信號轉換為人類視覺可直接分辨的圖像或圖像，并進一步對其溫度值進行計算獲取的一種技術。紅外線熱成像技術其最大優(yōu)勢為突破了人類視覺限制，可以基于物體表面的溫度成像。

2成像儀檢測技術介紹

人眼能夠感受到的可見光波長為：0.38～0.76μm。而紅外線波長為0.75～1.00μm，紫外線波長為0.01～0.40μm，是人眼無法直接看到的。成像儀檢測包括紅外成像儀檢測與紫外成像檢測。所有高于絕對零度（-273℃）的物體都會發(fā)出紅外輻射，電氣設備故障大多伴有發(fā)熱、局部溫度升高的特點，通過紅外成像儀檢測，可以查看電氣設備的實時熱圖像，可一目了然地發(fā)現(xiàn)過熱點。電氣設備電暈放電時，使空氣中的電子釋放出微小的熱量并產(chǎn)生紫外線，通常紅外成像儀不能有效發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象，而紫外成像儀可接收電氣設備電暈時產(chǎn)生的紫外線，可以準確發(fā)現(xiàn)放電點。此外，紅外成像儀可以發(fā)現(xiàn)設備局部過熱現(xiàn)象，而紫外成像儀卻不能發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象。因此，紅外成像儀檢測、紫外成像儀檢測是互補、非沖突的檢測技術。

3光脈沖熱成像技術

一般情況下，光脈沖熱成像技術主要包括反射式與投射式兩種不同的類型。而在實際應用的過程中，需要借助脈沖閃光燈來實現(xiàn)被檢測物體表面的熱激勵，在這樣就能夠馬上在試件的表面產(chǎn)生平面熱源，通過熱波方式實現(xiàn)傳播。若試件的內部存在缺陷，那么此部位的熱波傳播形式就會變化，導致試件表面的溫場改變。另外，通過對熱像儀的應用，即可對這一改變過程進行捕捉，并確定缺陷具體位置與形狀。在此基礎上，熱圖序列中涵蓋了溫場變化時間信息內容，并在數(shù)據(jù)處理算法的作用下，即可有效地識別缺陷的屬性與具體深度。這種方式是目前最為成熟且具有代表性的方法，具有非接觸性特征，而且檢測的速度較快。但仍需注意的是，這種方式會受到試件表面的紅外發(fā)射率以及試件幾何形狀等因素的影響。

4紫外成像儀檢測

2015年2月，某#2發(fā)電機交流耐壓試驗時，A相升壓到17 kV后，汽側端部電暈放電聲音較大，升壓至22 kV后，放電聲音增大，伴有放電現(xiàn)象。原因分析：發(fā)電機定子線棒防電暈層存在斷裂現(xiàn)象，進行交流耐壓試驗時，存在放電現(xiàn)象，經(jīng)專家確認重新涂刷了低阻漆及絕緣漆烘干后，電暈試驗合格，耐壓試驗合格。2016年1月，巡檢發(fā)現(xiàn)柘蘇乙線#1塔上B相跳線懸垂絕緣子串存在放電聲音，通過紫外成像儀檢測，直接發(fā)現(xiàn)最下面一片絕緣子存在放電情況，分析原因為最下一片絕緣子存在臟污或損壞。2017年1月，停電時拆下絕緣子檢查存在嚴重臟污情況，且金屬部件不再光滑，存在嚴重放電痕跡，更換新的絕緣子后，線路運行正常。紫外成像儀檢測以直觀、高效、快速定位等特點，對電氣設備的外絕緣檢測起到了重要作用。

5SF6紅外成像檢漏

紅外成像檢漏技術作為高壓電氣設備SF6氣體檢漏的一種帶電檢測技術，利用SF6氣體特定的紅外吸收光譜能使泄漏氣體清晰可見，可在設備運行狀況下對泄漏部位進行快速、準確定位，彌補了SF6高壓電氣設備的缺陷。2017年3月，通過對220kVGIS設備進行紅外成像檢測，準確發(fā)現(xiàn)了一處SF6氣體泄漏點，表明SF6泄漏紅外成像檢測法具有安全、高效和全面的特點，為SF6絕緣設備氣體查漏提供可靠的信息。

6太赫茲激勵紅外熱波技術

對于太赫茲波而言，所指代的就是頻率控制在0.1-10THz之間的電磁輻射。通過對THz波的應用，將其當做熱源實施紅外熱波檢測是全新探索方式，能夠借助返波振蕩器太赫茲源針對試件的表面中展開連續(xù)亦或是周期熱激勵，而熱像儀則能夠對試件表面的溫場改變進行探測?，F(xiàn)階段，太赫茲功率源受到一定的限制，所以此技術尚處在試驗階段，一般被應用在小范圍熱激勵檢測當中。而此技術的檢測能力，較之于閃光燈脈沖激勵技術仍存在一定的差距。然而，伴隨THz技術的可持續(xù)發(fā)展，THz發(fā)生源明顯改進，被當做熱源紅外熱波技術將實現(xiàn)進一步地發(fā)展。

7便攜式熱成像儀在電氣設備預知性維修中應用的常見問題和解決措施

便攜式熱成像儀在電氣設備預知性維修中應用的常見問題主要集中在測量溫度失真、圖像模糊、戶外測量溫度和實際溫度存在過大差值三個部分。其中測量溫度失真的致使原因主要有被測設備和熱成像儀距離不對、夾角過大以及熱成像儀靈敏度過低三者。解決途徑：嚴格依據(jù)熱成像儀的使用說明書設定和檢測設備之間的距離，以Ti20型便攜式熱成像儀為例，其最佳檢測距離為1米、檢測角度要盡量和被檢測設備的表面相垂直、盡可能選擇高精度測量儀，并在測量過程中關閉照明燈，避免一切其他熱源的影響。圖像迷糊的主要原因為熱成像儀的調色板設置出現(xiàn)了問題。解決途徑：在使用熱成像儀之前，將成像儀的調色板設定為灰度或者是鐵紅，以提升形成圖像的清晰度。戶外測量溫度和實際溫度存在過大差值其主要原因是戶外陽光較強，陽光中輻射熱量進入到了熱成像儀中，繼而導致所測量的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的偏差。解決措施：對于可移動的儀器可盡量選擇在戶內測量，如果不能移動可選擇傍晚或是早晨陽光較短的時間段測量，也可在選擇在陰天測量。在測量時還可盡量避免陽光的直接反射、入射和反射的情況，選擇最佳測量位置。

結語

綜上所述，當前電力體系部門對電氣設備的安全使用提出了更高的要求，電氣設備故障檢測方面也越來越被重視起來。因此，提出基于紅外成像技術的電氣設備故障檢測方法，實現(xiàn)了電氣設備故障的區(qū)域檢測，擁有穩(wěn)定性高、檢測準確率高以及去噪聲效果好等優(yōu)點，為電氣設備故障檢測提供了更優(yōu)的保障。本文利用紅外成像及紫外成像檢測技術對發(fā)電廠電氣設備實際出現(xiàn)的缺陷進行了分析，能真實反映電氣設備在運行或試驗狀態(tài)下的狀態(tài)，為及時發(fā)現(xiàn)、處理和預防電氣設備隱患提供了有效依據(jù)。

參考文獻

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