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红外成像技术在大型发电厂应用 　　【摘 要】 红外诊断技术是一种诊断电气设备故障的非接触式的检测手段，可以显示故障部位和故障的严重程度，能够进行设备缺陷热分布场的分析，比传统的预防性试验相比，不仅减少了设备停电时间，更能有效的检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷，可准确判断内部、外部故障的具体部位，在对电气设备运行工况的状态诊断中发挥了巨大的作用。本文就红外成像在电厂的应用情况做一些初步分析和研究，同时提出了几点建议。 　　【关键词】 红外热成像仪 发射率 电流致热型设备缺陷 电压致热型设备缺陷 相对误差法；热像特征（热谱图） 　　1 前言 　　总所周知，电气设备会由于某些电气元部件运行中逐渐出现松动、破裂、锈蚀等造成接触电阻增加，致使电气元部件温度升高，出现热异常现象，所以电气设备的发热性缺陷大都不是突发性的，会经历一个发生、发展到事故的过程。目前，对一些有发展性的缺陷用传统手段较难准确发现，特别是一些在运行中较易发热的设备缺陷，要到设备发热到一定的程度后（一般都已造成运行设备不同程度的损坏）才能被发现，延误了设备缺陷的及时发现和处理。应用红外热成像技术对电气设备进行检测能及时有效地发现和识别运行中设备的发热部位及隐患，为分析缺陷的原因及缺陷的程度提供了科学依据，与传统的测温方式（如热电偶、不同熔点的蜡片等放置在被测物表面或体内）相比，热像仪可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度，通过扫描，还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图，而且灵敏度高，不受电磁场干扰，便于现场使用。它可以在-20℃～2000℃的宽量程内以0.05℃的高分辨率检测电气设备的热致故障，揭示出如导线接头或线夹发热，以及电气设备中的局部过热点等等。所以，红外测温和热成像设备得以广泛使用，以利于采取合理可靠的处理措施，杜绝恶性、突发性设备事故发生。 　　由于红外成像设备的性能、使用操作、数据分析有较高的要求，因此，检测人员素质、检测仪器性能、受检对象情况、检测位置的选择、检测条件（环境影响）、数据分析水平等对诸多因素影响着??外成像设备检测的准确性。因此，本文针对近几年来红外热成像技术在大型发电厂的应用情况做一些初步分析和研究。 　　2 大型发电机的红外测温和热成像工作情况。 　　以前对于发电机出线与封闭母线接头处的测温，多采用贴示温片或装设测温元件的测温方法，只能判断接头处的整体温度，而不能判断由于个别连接片接触不良而造成的局部发热缺陷。现在采用热成像测温和分析，可以在发电机接头的观察孔装设如硒化锌（ ZnSe）或氟化钡（BaF2）等既可透红外辐射又可透过可见光的光学材料作为窗口材料，使用红外成像仪采用温度判断法来诊断设备正常与否。 　　对于全封闭的发电机本体可用红外成像仪对发电机端盖因漏磁所引起的涡流损耗发热、轴承发热、冷却系统局部堵塞等缺陷进行检测准确定位。 　　在发电机的检修工作中，若发现定子直流电阻超标的情况，传统的做法是打开汽励两侧线圈并头套来确定定子绕组接头接触不良缺陷位置，此方法工作量大、工作时间长、劳动强度强。可在发电机定子绕组中加入试验电流（一般0.3～0.5额定电流），待温升稳定后对记录所有绕组接头的热谱图并分析，此方法可通过寻找温升异常的接头来定位接触电阻偏大的定子绕组接头。 　　3 红外测温和热成像法对大型变压器故障的分析 　　电力变压器作为电气系统的核心，是发电厂的主设备。在正常运行时，变压器的热像图特征：①顶部是高温区，温度逐渐向下减弱；②套管升高座附近温度最高；③本体呈现一个明亮的红外热图像。无论负载轻重，变压器自身都存在一定的损耗，通过同类比较法和档案分析法对变压器各部件的热像检测对比，可有效发现变压器多种缺陷。 　　3.1 铁芯局部发热缺陷 　　变压器铁芯局部发热是由于铁芯迭片片间短路或铁芯多点接地造成的，这2种原因引起的铁芯局部发热都在变压器内部，因此只有对低厂变、励磁变等干式变压器和固体绝缘的干式PT、CT等设备才能采用红外检测发现此类缺陷。对于主变等大容量油浸变压器而言，由于故障点产生的热功率无法有效地传导到箱体表面，故在运行中无法通过红外成像技术发现此类缺陷。此时建议采用在变压器空载和带负荷时用钳形表测量其铁芯接地引下线和上、下油箱的接地线电流并做记录，以分析如变压器漏磁增大，铁芯接地等； 　　3.2 箱体局部过热 　　导致变压器箱体局部过热可能有2种原因。 　　①由漏磁在箱体产生的涡流损耗引起发热，这种发热特征是的温度较高，伴有钟罩螺栓过热发红等现象，红外成像温度在100℃～300℃。②是由于发热区域附近的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的，由于其发热时间长而且比较稳定，故障点的热量可以通过热传导和对流传导与周围的导体或绝缘材料发生热量传递，引起这些部位的温度升高。因此这