电力红外诊断技术应用情况概述

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：除使用热像仪外,有的国家还备有检测大型定子铁芯的专用装置。在变电方面,应用红外检测最广泛,不少国家已形成常规的检测制度,设置热成像仪专用监测车进行变电站巡检。我国电力试验研究单位和生产运行部门也都进行了大量的红外检测,诊断出不少故障,社会经济效益明显,与此同时,他们正在探索一套对电力生产行之有效的红外诊断技术。已编制出电力红外诊断技术导则。

社会经济的进一步发展,对供电可靠性的要求越来越高。电力生产技术的进步,电网运行电压不断增高;随着电网增大,机组容量增大,输电距离更长了;而且设备的密封性和组合性也在不断加强。目前,设备事故在全部事故中占的比率最高,有的高达92%。而电力工业的生产设备,如锅炉、发电机、输变电各部分,都分别在高温、高压、高速旋转、高电压、大电流的状态下运行,都与热有着极其密切的关系。在众多的停电事故中,因设备局部过热引起的停电检修时有发生,某电厂在1987年由于某台隔离刀闸的一个引线接头过热烧断,断线在不平衡力的作用下,向其两侧抽动,连续造成相间短路,致使大面积停电。这样一个小小的过热接头造成了极大的经济损失,足见过热的危险性。因此,对电力设备温度的监测管理是国内外一直进行的工作,而监测温度的老办法不外乎是“接触式”的,不论应用水银温度计、热电偶或蜡片,都要与被测设备良好接触方可进行测量,当然带电的、高速转动的和处在高空部位的设备,除有预埋测温元件外,都必须进行停电、停机或登高爬上设备方可进行测量,这为经济、安全发供电带来极大的困难。众所周知,电力系统的设备接头数量惊人,为保证其质量,过去通常采用两种方法检测,即“测直阻法”和“贴温度标签法”。测直阻法是使用电桥或数字微欧表测量接头电阻,工作量大,耗时费力,尚须停电才能进行。如英国某部门采用数字微欧表测线路直阻时,仅测试本身的工作量需要的费用就很大,在不计因停电造成的损耗时,不同线路的每个接点测量费用为2.5～5英镑。贴温度标签的办法各国均有采用,如日本温度标签可分为10种,温度范围为50～125℃,寿命为2～3年。我国不少供电部门也采用蜡片贴附测温,这些测温片虽然比较简单,但都需要停电后安放,费时间不经济,且测温范围狭窄,结果不准确,操作不方便、不安全,随着电压等级的提高,设备绝缘距离加大,在更高电压、更远距离的设备上,根本无法使用温度标签的方法测温。

基于以上所述,电力设备的温度监测必须改变测温的接触方式,寻找新途径,开展遥感遥测技术,在不接触运行设备的前提下,进行不停电、不停机的测温。而发展到目前的非接触红外测温技术,恰好满足了电力系统的要求,红外测温正在世界很多国家的电力生产中发挥着重要的作用。

20世纪60年代以来,世界上不少先进工业国电力工业先后采用热成像仪来检测设备,我国电力热成像检测始于80 年代初,红外检测在发、输、变电的各个方面应用都很有成效,越来越引起更多同行的关注,除试验研究部门外,生产运行部门也积极投入到红外检测的行列当中。

在发电方面,热成像仪用于检测锅炉和汽机的绝热状况,检测发电机定子铁芯的绝缘、定子线棒的焊接质量及滑环、碳刷等。除使用热像仪外,有的国家还备有检测大型定子铁芯的专用装置。过去定子铁芯绝缘采用手摸的办法检查短路过热点,用热成像监测与手摸相比,其准确迅速的程度是不能相提并论的,对于在高速旋转中且通过上千安培电流的滑环与碳刷,红外测温更是提供了方便安全的监测。我国正在开展发电设备红外检测诊断的试验研究,同时进行大量现场检测,均取得十分显著的成效。

在变电方面,应用红外检测最广泛,不少国家已形成常规的检测制度,设置热成像仪专用监测车进行变电站巡检。检出的过热通知检修部门,如有必要可在检修后再测电阻等其他参数来进行对比,对显示特殊热像的设备,要加强监测。对检测周期,有的规定每两年对主要变电站检一次,有的每年对所有变电站全部检测,有的对主要目标采用红外连续监测。由于热像检测效果明显,超温的部件数量逐年下降,有的从1975年的1%下降为1978年的0.5%,有的故障率从1971 年的2.35%下降到1977年的0.24%。对于红外检测电力设备的作用,最早在1968年就被有的国家完全确认,有的已确定电力热像检测为标准方法。我国电力试验研究单位和生产运行部门也都进行了大量的红外检测,诊断出不少故障,社会经济效益明显,与此同时,他们正在探索一套对电力生产行之有效的红外诊断技术。已编制出电力红外诊断技术导则。

在输电方面,由于电力生产的发展,越来越长的线路往往跨越高山大川,地形复杂,采用通常的地面巡线已达不到要求,在有条件的国家已采用直升机载热像仪巡线。有的已列为常规巡线方式,有的配置双引擎专机巡线。飞机载热像仪巡线的试验研究工作最早的开始约在70年代初期,在不断改进后,每个被检出的故障耗资逐年递减,到1987年时耗资已为初始的一半还略低。对接头检出结果分为四种情况,有微温、温、热和异常热,报告维修工程师,根据天气、负荷来确定检修的先后顺序。我国的湖北、河南、东北、华北、广东及西北各地电力系统,都进行了红外航测线路的试验研究,探索出不少经验,已取得一定成果。根据国情而进行的地面检测研究,也正在有效地推进中。

电力红外诊断技术应用情况概述

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