紅外熱成像在二次回路巡檢中的應(yīng)用

1、國(guó)華寧海電廠紅外熱成像在二次回路巡檢中的應(yīng)用于海東（神華國(guó)華寧電A廠）陳華杰（神華國(guó)華寧電A廠）摘要：利用熱成像技術(shù)進(jìn)行回路檢查，可以為二次回路預(yù)防性檢修提供依據(jù)，本文介紹了二次專業(yè)熱成像現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱成像分析中存在的問題,根據(jù)帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則提出了對(duì)二次回路異常熱成像圖的分析方法,并進(jìn)行了實(shí)例分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作提出了幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和建議。關(guān)鍵詞：熱輻射率，二次回路，相對(duì)溫差。正文：電氣線路及電氣設(shè)備，在有電狀態(tài)運(yùn)行中，依靠檢修人員的外觀檢查和普通儀器無法對(duì)電線路的接線端子、電器部件的觸頭接觸面的過熱、電流不均勻等現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，以判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況。紅外熱成像技術(shù)是一種先進(jìn)的在線

2、檢測(cè)技術(shù), 可在設(shè)備不停電的情況下, 檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況。通過對(duì)電氣設(shè)備表面溫度及其分布的測(cè)試、分析和判斷, 可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行中的異常和缺陷, 從而使部分事故檢修轉(zhuǎn)為預(yù)見性檢修為電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。一、二次專業(yè)熱成像儀在設(shè)備點(diǎn)檢工作中應(yīng)用情況：二次專業(yè)熱成像儀主要應(yīng)用于大量的端子排、繼電器線圈、觸點(diǎn)的發(fā)熱情況進(jìn)行檢查。根據(jù)專業(yè)工作特點(diǎn)和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境主要進(jìn)行了以下應(yīng)用。1) 檢修后或新投運(yùn)設(shè)備檢查：二次專業(yè)的工作特點(diǎn)是檢修、安裝工作中有大量的拆線、接線工作。為避免設(shè)備在檢修安裝過程中出現(xiàn)接線松動(dòng)，在設(shè)備投運(yùn)后對(duì)設(shè)備回路、元器件進(jìn)行熱成像檢查。這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備檢修

3、遺留問題，避免更大的設(shè)備問題的發(fā)生。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)、爐水循環(huán)泵CT端子檢修時(shí)緊固未牢的情況。避免了運(yùn)行中CT端子、本體的燒損和保護(hù)的誤動(dòng)作。2) 停運(yùn)前的檢查。設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，端子排接線、繼電器接觸因振動(dòng)、氧化等因素可能出現(xiàn)接觸電阻過大的情況。這時(shí)利用熱成儀對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備已存在的問題，使檢修更具有針對(duì)性。發(fā)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)出口開關(guān)至逆功率端子質(zhì)量問題發(fā)熱。3) 大負(fù)荷時(shí)設(shè)備檢查：在迎峰渡夏及重大節(jié)假日前進(jìn)行設(shè)備熱成像儀的檢查工作。二、異常的判斷： 在實(shí)際使用中，在熱成像的分析軟件中。設(shè)置不同的熱輻射率，不同的環(huán)境溫、濕度時(shí)對(duì)測(cè)量顯示物體溫度影響較大。正確的設(shè)置這些參數(shù)對(duì)異常的

4、判斷影響較大。由于二次回路的紅外測(cè)溫工作多是在近距離下完成的。在這種工況下，大氣透射率 = 1 ,且大氣的熱輻射率真 = 0。這種情況下紅外熱成像儀的測(cè)溫公式可以寫為Trn=Ton + (1 -) Tu n 式1其中：Tr:為熱像儀測(cè)量溫度； :被測(cè)物體的熱輻射率； : 被測(cè)物體的透射率；; Tu:環(huán)境溫度； To:被測(cè)物體的實(shí)際溫度； n:測(cè)量波長(zhǎng)的相關(guān)參數(shù)； 這些參數(shù)中Tr， Tu ， n 為已知量, ，To為未知量。所以只有知道和才能正確的知道被測(cè)物體的實(shí)際溫度。其中對(duì)熱成像的分析結(jié)果的影響較大。我們對(duì)同一熱成像圖進(jìn)行兩次分析得到的表1數(shù)據(jù)，可以看出不同的熱輻射率分析得到的各點(diǎn)溫度相相差

5、極大。熱輻射率與被測(cè)物體的材質(zhì)，表面光潔度等多種因素有關(guān)。而現(xiàn)場(chǎng)無法方便的得到每個(gè)被測(cè)體的熱輻射率。表1分析熱輻射率環(huán)境溫度最高顯示溫度對(duì)比區(qū)域平均顯示溫度絕對(duì)溫差相對(duì)溫差t1.0.52568.6755.2313.440.30772.12549.0541.257.80.3243這種情況下根據(jù)帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則（DL/T 6641999）可使用同類比較法、相對(duì)溫差判斷法進(jìn)行異常分析，可以較大程度上的避免熱輻射率不確定造成的分析結(jié)果的較大差異。所謂同類比較法：主要應(yīng)用于以下兩種情況：1）在同一電氣回路中，當(dāng)三相電流對(duì)稱和三相(或兩相)設(shè)備相同時(shí)，比較三相(或兩相)電流致熱型設(shè)備對(duì)應(yīng)部位的

6、溫升值，可判斷設(shè)備是否正常。2 ）對(duì)于型號(hào)規(guī)格相同的電壓致熱型設(shè)備，可根據(jù)其對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫升值的差異來判斷設(shè)備是否正常。所謂相對(duì)溫差兩個(gè)對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)之間的溫差與其中較熱點(diǎn)的溫升之比的百分?jǐn)?shù)。相對(duì)溫差t可用下式求出： 式2式中：1和T1發(fā)熱點(diǎn)的溫升和溫度； 2和T2正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫升和溫度； T0環(huán)境參照體的溫度。對(duì)于二次回路同一屏內(nèi)的端子排、繼電器多工作于同一環(huán)境和電流負(fù)荷，所以在實(shí)際分析中兩種方法們是一起使用的。具體應(yīng)用的方法是首先找出最高溫度所在位置點(diǎn)Max。在確定最高溫度后所在區(qū)域后，在圖中找到材料相同，位置相似的正常溫度區(qū)域S01，取S01區(qū)域溫度的平均值作為比較點(diǎn)（如圖中，最熱點(diǎn)在一端子排，在

7、距此端子較遠(yuǎn)的相似位置取一區(qū)域）。以此兩處溫度和記錄的環(huán)境溫度按式2計(jì)算取得t填入表1。我們通過改變分析軟件中的熱輻射率得到兩組數(shù)據(jù)?？梢钥闯鰺彷椛渎什煌x取的兩的溫度有較大的不同，兩點(diǎn)的溫度差也有較大變化。但計(jì)算出的t相差不大。這樣在沒有較為準(zhǔn)確的熱輻射率的情況下，我們可以得到某點(diǎn)發(fā)熱的相對(duì)情況，為故障判斷提供依據(jù)。使用這種方法，我們對(duì)專業(yè)的幾次異常攝像進(jìn)行了分析，結(jié)合事后停電檢查得到的結(jié)果如表2。表2分 析環(huán)境溫度最高顯示溫度對(duì)比區(qū)域平均顯示溫度相對(duì)溫差t事后處理結(jié)果爐水泵CT端子排（電流1A）2333.0421.631.1364中間連片完全未緊變送器屏CT端子排（電流1A）2329.1

8、327.180.3181接線未松動(dòng)，螺絲可旋半圈GCB屏逆功率CT端子排（電流5A）2549.0541.250.3243檢查端子未發(fā)現(xiàn)異常，更換后正常。說明：表2中，前兩條異常回路電流均不超過1A。第1條相對(duì)溫差超100%。經(jīng)緊急處理，確實(shí)存在連接片松動(dòng)的情況。第2條由溫差相差較小，同時(shí)相對(duì)溫差也較小。實(shí)際檢查，接線無松動(dòng)發(fā)生。第三條相對(duì)溫差小而絕對(duì)溫差較大，檢查未發(fā)現(xiàn)異常，懷疑為ABB閘刀式端子接觸面稍有異常。以上三例依照導(dǎo)則進(jìn)行判斷均與實(shí)際處理的結(jié)果吻合。但是這三例均為CT回路其電流相對(duì)較大，其他二次回路的電流較小，完全按導(dǎo)則進(jìn)行判斷可能會(huì)漏掉真正的問題。所以二次回路上的異常判斷應(yīng)還需考慮

9、引入電流量來體現(xiàn)出異常的嚴(yán)重程度。由于目前專業(yè)此方面的數(shù)據(jù)不夠豐富，還需經(jīng)過一定時(shí)間的積累。對(duì)元器件（如小空開、接觸器、繼電器線圈觸點(diǎn)）的異常按照導(dǎo)則，熱譜圖分析法根據(jù)同類設(shè)備在正常狀態(tài)和異常狀態(tài)下的熱譜圖的差異來判斷設(shè)備是否正常。圖1：GCB屏逆功率端子排（熱輻射率取1時(shí)）發(fā)熱分析圖（熱輻率取1）圖2： 爐水泵CT端子排發(fā)熱分析圖（熱輻率取1）圖3：變送器屏端子排發(fā)熱分析圖（熱輻率取1）三、幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)及建議：1) 紅外熱成像儀屬精密儀器, 操作人員應(yīng)接受專業(yè)培訓(xùn)。儀器應(yīng)由專人操作, 精心維護(hù), 定期檢定?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)不應(yīng)少于三人, 分別擔(dān)任操作、記錄和安全監(jiān)護(hù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)后, 應(yīng)注意變換拍攝角度,

10、 以避免其它其他光源反射造成的影響。2) 記錄好環(huán)境溫度、距離、濕度等輔助判據(jù)。3) 對(duì)已發(fā)現(xiàn)有過熱缺陷的設(shè)備, 仍需堅(jiān)持運(yùn)行時(shí), 應(yīng)加強(qiáng)跟蹤檢測(cè), 記錄熱圖像, 通過分析比較, 掌握缺陷發(fā)展動(dòng)態(tài), 確定處理對(duì)策。4) 回路中出現(xiàn)異常的熱點(diǎn)應(yīng)記錄異常設(shè)備的實(shí)際回路電流，以便在不同的工況下進(jìn)行比對(duì)分析異常的性質(zhì)程度。同時(shí)積累數(shù)據(jù)使異常的判斷更加合理。四、結(jié)論：二次專業(yè)通過一年的熱成像巡檢檢查工作，發(fā)現(xiàn)四處溫度過高的情況。對(duì)其中三處的停運(yùn)檢查。一處溫度過高因檢查后未及處理造成保護(hù)誤動(dòng)作。從以上數(shù)據(jù)說明在二次回路應(yīng)用效果是非常顯著，采用導(dǎo)則的分析方法較好的判斷了異常的狀態(tài)。為二次回路預(yù)防性檢修提供了新的檢查依據(jù)。但是要準(zhǔn)確的分析判斷巡檢中的異常數(shù)據(jù)，需要在實(shí)際應(yīng)用中還需要積累更多的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)1 楊立,寇蔚,劉慧開,初明忠.熱像儀測(cè)量物體表面輻射