浅谈变电设备运行维护中红外线诊断技术的应用
孙跃
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

孙跃,. 浅谈变电设备运行维护中红外线诊断技术的应用[J]. 光电子进展,2023.9. DOI:10.12721/ccn.2023.160471.
摘要:
伴随着国家经济水平的持续提升,我国的用电量也在不断的提升。对以往数据进行统计分析,我国当前用电量提升的幅度在15%左右。持续提升的用电量需要有输变电设备为其提供可靠稳定的运行保障。一旦输变电设备发生故障,则会影响用户的正常用电。当前输变电设备产生问题大部分都是因为设计上存在缺陷和线路出现老化等,在故障出现之后,如果仍然使用传统的方式,经常需要对其进行持续的排查,这种情况将导致供电被迫中断,产生财产损失十分巨大。
关键词: 变电设备运行维护红外线诊断技术应用
DOI:10.12721/ccn.2023.160471
基金资助:

1红外技术原理

红外技术的原理主要是通过红外发射设备将红外线照射于物体当中,红外线可穿透物体的表面,直达物体的内部。通过红外线影响物体内部原子的运动而进行探测工作。在红外线作用下,物体表面产生温度的变化,用红外设备来探测物体内部,检测物体热量辐射的情况,进而实现红外设备探测的目的。红外系统有由发射设备、接收设备组成、对辐射探测的红外探测器,数据显示器等部分组成。

2红外诊断技术的应用优势

基于红外诊断技术的特点,在对变电设备故障进行诊断的时候,具有多方面的应用优势,对提高故障诊断的精准性、诊断效率和维护质量具有重要意义。主要体现在:(1)红外线诊断不会对变电设备运行造成影响,可以使变电设备继续处于工作状态,能够获取更为真实的信息,同时还能保证诊断过程的安全性。(2)诊断方法比较简单,所用到的诊断设备只有红外监测探测装置,不需要再使用其他辅助性工具,操作起来比较简单,十分容易掌握。(3)技术人员利用专用设备可以迅速完成诊断过程,既能提高诊断精确性和工作效率,还能减少技术人员的工作量,能够同时完成较大面积设备的扫描检测,将扫描结果更加直观地表示出来,具有高效性、准确性的特点。(4)适用范围广泛,不受变电设备类型的限制,可以完成对各种类型变电设备的诊断,并且可以获取各种故障信息。红外诊断技术还可以与计算机技术相结合,建立资料数据库,将诊断过程中生成的相关资料进行保存,方便后期的查找,同时还能为其他变电设备故障斩断提供参考。

3输变电系统经常出现的热故障分析

3.1内部故障介绍

当存在短路故障时,通常会发生内部故障。短路故障通常会导致设备局部电流增加的问题,导致温度持续升高。在维护产生的故障期间,设备的温度将不同程度地升高。如果发生短路故障,设备也将断电。在切断所有电流后,由于之前工作温度的影响,设备本身将进行局部和整体冷却。因此,在内部故障的相关检测中,由于红外线对设备本身的外壳和粘接介质的穿透力不是很大,因此红外线产生的热量的主要形式是热对流和热传导。这样就完成了热量的发散,而发散本身不会产生热辐射,因此,在这种情况下,如果采用红外诊断技术,就无法有效准确地识别和判断设备问题。如果要确认故障问题,需要采取更合适的检测手段。

3.2外部故障介绍

外部故障的主要原因是输电线路在使用过程中受到电力系统问题的影响。与内部故障相比,外部故障的比例相对较大。在10个故障中,9个故障可能是由外部因素引起的。外部故障的主要原因分为以下类型:(1)点对点接触点的问题。因为线间接头是目前电力系统故障较为频繁的部位,主要表现为线路内阻异常。如果不是连续断路,点之间接触位置产生的红外辐射量将保持在稳定值。然而,其附近的值会异常波动,但上限值通常不是很高,内阻的异常增加会导致接触位置的红外辐射过度增加,并产生更多热量。(2)绝缘材料受到不同程度的损坏。在输变电设备的运行和使用过程中,会受到实际使用时间的影响而继续老化。在这种情况下,设备表面使用的绝缘材料将因加热和其他问题而出现问题。一旦使用的材料损坏,将为未来使用带来潜在的安全隐患。

4变电站设备红外诊断的策略

4.1变压器故障诊断

当变压器使用性能正常时,其温度高低从高到低呈现出递减现象,在红外线下形成的热图像整体亮度较高,其中最亮的部分位于套管升高座位置,根据变压器正常工作状态下温度分布情况,将诊断结果进行对比,进而判断出现故障的位置。对比的重点主要有套管、散热器,当发现套管亮度较暗时,则套管顶端的接点发生断开故障;当套管亮度分布不均,则套管内部出现故障;当散热器亮度分布不均,则油路出现堵塞故障。

4.2隔离开关处检验

变电设备的隔离开关在电力系统中,是比较常见的电力器材。隔离开关作为电力控制的主要设备之一。因此长期地使用开关会缩短开关的使用寿命,开关内部受到磨损,长此以往就会导致开关无法与接口合拢,影响整体电网的运营。开关的质量也影响开关的使用效果,开关的材质是否达标,是否符合既定的规定,都是导致后期开关产生发热的重要原因。空气容易氧化开关,在外界太阳暴晒的情况下,容易导致开关设备老化、风化,风化后的开关,其内部电阻会增加电阻值,进而在设备内部产生大量的热,导致电力设备温度升高。

4.3发电机内部故障诊断

发电机内部故障主要包括漏磁、冷却系统故障等。这些故障将导致发电机内部温度升高。通过红外诊断技术,可以获得发电机的红外热图像,并根据亮度确定漏磁现象的位置和冷却系统故障的位置。诊断定子绕组故障时,必须首先通电,以保持温度处于稳定上升状态,并观察接头的温升。当发现状态不够稳定时,可以判断关节中存在故障。

4.4分流电路故障诊断

分流电路的连接故障是一种常见的变电站设备故障。当分流电路接触不良时,会导致电路中的电阻增加,然后会发热。基于这一原理,红外诊断技术可以用于诊断故障转移电路的故障。如果在红外热像仪下,设备内部的分流电路亮度较高,则表明分流电路的连接异常,并且在操作过程中会出现故障。

4.5内部绝缘故障诊断

绝缘性能是变电站设备正常工作的基本性能。但是,如果长期使用,密封性差,进入潮湿空气,会影响绝缘设备的正常使用性能,无法发挥其绝缘性能,导致变电站设备发生泄漏或击穿,存在很大的安全隐患。当温度因绝缘设备的绝缘性能损失而变化时,形成的热图像上部的亮度明显高于下部。根据绝缘失效的红外辐射特性,可以判断绝缘设备是否具有良好的绝缘性能。

4.6工作质量的提高

使用红外探测设备可以有效地提高设备的工作效率,在传统的检测方法中,过多的依靠个人经验的来判断设备的工作异常情况,使用耳朵听设备内部零部件摩擦的声音,以及通过眼睛来判断变电设备的工作状态。利用人工经验会产生较大的误差,而且无法精确判断设备内部故障位置,进而就必须使用仪器设备。这时红外线设备的应用,有助于电力工作人员检查变电设备故障,给工作人员节省大量的测试时间,这种设备简单、易于携带,在国内的多家电网公司逐步普及使用。

结论

红外诊断技术是我国科学技术不断发展过程中衍生出的一种新型的检测技术,在输变电设备更替的时候,需要首先对“带病”设备去完成更换,红外诊断技术能够快速的提高排查效率,针对红外辐射量出现异常的设备采取有针对性的、适当的检查。除此之外红外诊断技术还可以十分精确的完成设备故障的定位。本文针对红外检测技术在我国的使用进行了相关的分析与总结,希望能够在未来研究工作中,对于红外诊断技术给予持续的开发,使其可以应用的范围不断的提升。

参考文献:

[1]唐铭.红外诊断技术在变电设备故障诊断中的应用解析[J].通讯世界,2019(02):84-85.

[2]陈宝怡.红外诊断技术在高压断路器内部发热故障中的应用[J].高压电器,2019(05):92-95,99.

[3]林晨.红外诊断技术在变压器状态检修中的应用研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(11):273-274.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。