红外热成像技术在线故障诊断

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1、红外热成像技术在线故障诊断许仲仁，唐上林广州彼岸思精科技有限公司，广东广州510600摘耍：叙述红外热成像技术在电力系统屮在线诊断的原理和特点，介绍了红外热像仪对电气设备进行故障诊断的范围和诊断方法。关键词：故障诊断;温度异常;在线检测;红外成像0前言如何诊断出电力系统中的故障隐患，以往通常是采取定期检修的办法来解决，有了红外热像仪以后，由于其对故障点的检测可做到准确直观，因此可以做到预知检修，从而大人降低了故障率，提高了生产率，降低了成本，并提高了设备的可靠性。红外热像仪对诊断电力系统中的故障隐患有效率高、判断准确、图像直观、安全可靠、不接触探测、不受电磁干扰、

2、探测距离远和检测速度快等特点。尤其对那些悬空的、运动中的和带电的设备更具有突出优点。可以说红外热像仪是检测电气设备温度异常隐患的理想仪器，将成为对电力系统进行可靠性分析、故障预测和改革维修制度的有力工具。1在线诊断原理电力系统中各类电力设备和线路在正常运行时都会产牛一定的热量,但是，基于设备运行时间的增加、负载的不平衡、某些接点的生锈腐蚀、接触不良造成接触电阻增加和电流过大等原因，会导致系统、设备、线路出现热态异常和过热故障，这时，在异常部位和故障点处就会辐射出比正常状态更多、更强的红外能。红外热像仪的在线诊断原理是:红外热像仪的物镜接收到从所观测电力设备表面所辐

3、射的红外能后，经光学系统会聚，使红外能正好落在红外探测器的焦平面上，经探测器的光电转换，将电力设备的红外能转变成电能，再经过一系列的电信号处理，在热像仪的取景器上就可得到所测电力设备的热图像。通过直观的热图像，找出图像中的温度异常点后即可测岀其温度值。红外热像仪采用非接触在线方法诊断、测定电力设备表面的温度分布场及其变化情况，实现了无接触在线测温。通过成像检测，能发现电力设备可能存在的热状态异常现象并找出潜在的故障点，从而实现对设备和线路的在线故障诊断。2在线诊断的特点现代电力系统的设备管理正在从传统的定期维修制度向状态维修制度转变，实现状态维修制度不仅能减少维修

4、费用，而且还可大大提高设备利用率。要想实现状态维修，对电力设备进行在线诊断将必不可少，红外热像仪无疑红外热像仪工作在3~5um和7.5-13um的波段内，与电磁频谱相差甚远。因此，那些强电磁场的地方如输变电站、高压线等处，对热像仪不产牛任何影响。2.6可用计算机分析处理目前，大多数红外热像仪都备有RS・232、IEEE-1394数据传输接口，与计算机连接方便，可利用计算机的图像处理系统对红外热图进行分析处理。同时把诊断过程中有保存价值的热图像存贮于PC卡中，事后还可对热图中的故障点进行热分析处理，并作出分析报告。2.7诊断效率高热像仪进入正常工作状态后，只要热像仪

5、视场对准电力设备，设备的热分布状态即可立即显示在观察屏幕上。若设备存在故障点，随后还可测岀故障点的温度数据，或者将图像存贮到PC卡上待计算机作进一步分析处理。一台先进的红外热像仪每秒可采集和存储数百万点的温度信息。3电力系统中红外在线诊断范围电力系统是一个复杂的大系统，组成元件多，分布地域广，系统特性复杂，可能发生的故障情况差异很大，从简单的个别元件故障到可能造成大血积停电的后果严重的故障都有可能发生。电力系统产生温度异常的原因是多方面的，其主要原因是设备内外接触不良，也冇相当一部分是因内部受潮使绝缘体劣化造成。当设备通过电流或施加电压时，只要其表面出现温差，就可

6、用红外热像仪诊断出来。红外热像仪对电力设备故障在线诊断的范围主要包括：(1)变压器故障的红外在线诊断。①变压器套管温度异常红外在线诊断。②变压器箱体温度异常红外在线诊断。③变压器油枕温度异常红外在线诊断。图2断路器故障红外热图像(1)电抗器故障的红外在线诊断。①平波电抗器温度异常红外在线诊断。②电抗器套管接头温度异常红外在线诊断。(2)避雷器的红外在线诊断。(3)电容器的红外在线诊断。(4)断路器的红外在线诊断。(5)绝缘子串和互感器的红外在线诊断。(6)发电机的红外在线诊断。(7)隔离开关触头及连杆座接触不良红外在线诊断。(8)高压母线压接管及下引线夹接触不良红

7、外在线诊断。(9)电力电缆和电线的红外在线诊断。总Z,电力系统的所有设备都可通过红外热像仪进行在线诊断，找出温度异常点，防止故障发生，确保安全牛产。4红外在线诊断方法4.1电力设备的相对温差电力设备在正常运行时都会发出一定热量，而这种热量按设计要求是允许的。用热像仪对全部运行设备进行扫描诊断时，若发现有温度异常点，则应对该部位进行重点检测，并测出异常点的温度。为了判断是否故障，应将异常点的温度与正常运行时的温度进行比较，同时考虑周围环境条件的影响，最后根据设备的相对温差是否超出规定值来确定设备故障与否。4.2三相Z间温度比较在发电、输电、变电、供电回路中，大部分以

8、三相形式输