電氣設(shè)備故障診斷研究

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1.1理論依據(jù)利用相對溫差法，經(jīng)推導(dǎo)得出相對溫差為。由式(1)可知，電氣設(shè)備兩對應(yīng)測點的相對溫差可近似地看作是兩側(cè)的交流電阻的相對偏差，也就是說兩對應(yīng)測點的相對溫差與兩測點的交流電阻的相對偏差有較好的相關(guān)性。在一般情況下，正常相接觸電阻R2與廠家的規(guī)定值是比較接近的，用式(2)表示。式中：R1，R2———兩測點的交流電阻值。由式(2)可看出，測出了發(fā)熱點的相對溫差，就等于測出了它的接觸電阻偏差的大概值。這為解決小負(fù)荷電流設(shè)備故障的判斷問題開辟了一條捷徑。

1.2系統(tǒng)的功能系統(tǒng)采用紅外熱像儀進行電氣設(shè)備的在線測量，采集溫度場的分布狀況,并對溫度場的分布進行均勻性和連續(xù)性分析，依據(jù)有關(guān)熱特性參數(shù)對可疑點進行熱傳導(dǎo)數(shù)值計算，同時編制相應(yīng)的計算機專用程序進行分析，并根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對可疑點進行危險性分類，如圖1所示。

1.3系統(tǒng)硬件的組成本電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)主要由測溫的紅外熱像儀部分和計算機故障診斷軟件分析系統(tǒng)、后臺數(shù)據(jù)庫、診斷結(jié)果輸出部分組成。紅外熱像儀測溫部分主要是一臺紅外熱像儀，具有自動變焦、遠程操控，測溫速度快、靈敏度高、測溫范圍廣、圖像直觀、非直接接觸、不干擾被測設(shè)備運行等優(yōu)點。如圖2所示。

1.4紅外熱像診斷系統(tǒng)的特點1)操作安全。由于檢測是不與設(shè)備直接接觸，操作安全，對帶電設(shè)備、高空設(shè)備等具有重要意義。2)靈敏度高。紅外熱像儀測溫具有很高的靈敏度，能夠診斷出設(shè)備微小的熱狀態(tài)變化，為設(shè)備監(jiān)測提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。3)檢測效率高。紅外熱像儀具有很高的監(jiān)測效率，數(shù)據(jù)采集速度快。一臺先進的紅外熱像儀每秒可采集和存儲數(shù)百萬點溫度信息。4)可實現(xiàn)自動分析。計算機可以自動對設(shè)備熱狀態(tài)和變化進行各種計算、分析處理和在線檢測，以及建立設(shè)備熱故障數(shù)據(jù)庫。

1.5系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)電氣設(shè)備都處于絕對零度，處于一定的熱狀態(tài)之中。設(shè)備在運行過程中所處的熱狀態(tài)，直接反映了設(shè)備是否處于正常運行狀態(tài)。正常運行的電氣設(shè)備，也會發(fā)熱。根據(jù)引起原因的不同，可分為電流致熱和電壓致熱兩種，前者主要反映在載流電氣設(shè)備中，而后者主要反映電氣設(shè)備內(nèi)部損耗的變化。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生缺陷或故障時，在缺陷部位的溫升將發(fā)生明顯的變化，也就是異常溫升。特別是電流致熱更為明顯，將可能導(dǎo)致運行設(shè)備的溫度分布異常，也就是熱隱患。這些溫度或熱狀態(tài)的變化為紅外熱像技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用提供了充分的特征參數(shù)。電氣設(shè)備的連接點是比較容易發(fā)生故障的地方，紅外熱成像儀能夠準(zhǔn)確的確定可見連接點的熱隱患。對于那些由于遮擋而不直接可見的部分，一般除了解體檢查和清潔接頭外，沒有更好的辦法。而使用紅外熱成像儀可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況，來發(fā)現(xiàn)其熱隱患，可以直接檢測，由此可見使用紅外熱成像產(chǎn)品檢查的優(yōu)越性。

2應(yīng)用實例

用焦平面紅外熱像儀采集某電站接線端子的紅外熱像圖。檢測是在無風(fēng)的晚上進行，環(huán)境溫度為15℃。圖3是應(yīng)用本軟件對接線端子進行診斷的主要窗體界面，紅外圖的右上角給出的三個溫度數(shù)值是電器設(shè)備有故障的溫度范圍，這是由二值溫度閾值化功能實現(xiàn)的，紅外圖片上有故障的部位用紫色特別標(biāo)出。圖4為第一主變壓器的紅外熱像圖。由圖可以看出，主變壓器表面沒有大面積超溫區(qū)，處于正常的工作狀態(tài)。

3結(jié)論

1）該診斷系統(tǒng)通過分析電氣設(shè)備不同時期相對溫差值的變化可以把握電器設(shè)備運行狀況的變化趨勢，實現(xiàn)電器設(shè)備的在線監(jiān)測與診斷。而相對溫差法的優(yōu)越：排除了負(fù)荷電流、風(fēng)速、環(huán)境溫度、相對濕度、測量距離、發(fā)射率選擇等因素的影響。2）利用溫差法和紅外熱像檢測技術(shù)該系統(tǒng)實現(xiàn)了對電氣設(shè)備故障特征的自動提取，故障類別的自動判斷。3）軟件系統(tǒng)具有點、線、框、圓內(nèi)的溫度分布分析，二值溫度閾值化等功能，方便和提高了電氣設(shè)備紅外圖的處理與分析能力。4）軟件系統(tǒng)提供了檢測報告的自動生成功能，為編輯紅外電氣設(shè)備檢測報告提供了方便。實現(xiàn)了電氣設(shè)備紅外熱