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2019-10-17

红外热成像巡检机器人在变电站的应用

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一、背景

 智能轨道巡检机器人挂载有音视频采集设备、红外热成像设备、超声波局放监测等设备,实现了实时图像监视、红外热成像测温及局部放电监测等功能。通过系统的数据传输通道将信号传输到后台主机进行智能分析并输出分析结果。智能轨道巡检机器人通过设置轨道的预置位及巡视路线,可以实现对多个目标的自动巡检,并生成巡检报告。不工作时机器人停留在轨道上,占用空间少,对工作人员的工作无影响。

随着公司科研生产任务日益繁重,保证供电系统的安全运行和保障电力设备时刻处于稳定良好状态,成为动力厂管理的突出问题,由于电力设备的热效应是多种故障和异常现象的原因,因此,加强设备巡检,是保障电力设备的必要手段,变电站作为电力系统的关键环节,应用红外热成像技术巡视变电站运行设备显得十分重要。

 

二、红外热成像技术介绍

红外热成像诊断技术具有安全、直观、高效、防止漏检4大核心优势。普通红外线测温仪仅有单点测量功能,而红外线热成像仪则可补货被测目标的整体温度分布,快速发现高温、低温点,从而避免漏检。红外线测温仪扫描一个高度约1米的电气柜,需要反复来回扫描,还存在漏掉某个高温的风险,造成安全隐患,比较费时费力,一般测量一次需要10分钟。而使用红外热成像仪,1分钟的时间就可以完成,最关键的是一目了然,绝对无遗漏。普通红外测温仪虽有激光指示器,但仅起提示被测目标作用,并不等于被测温点,而是对应的目标区域内的平均温度,但是大部分的使用者都会误以为屏幕显示的温度值就是激光点的温度,是不准确的。而红外热成像技术则不存在这个问题,由于显示的是整体温度分布,一目了然,可以准确地读出所对应点的温度,便于现场快速定位识别。对于某些有安全距离限制的检测环境,普通红外测温仪无法满足要求,因为随着测量距离增大,即扩大了准确检测的目标面积,自然得出的温度值会受到影响。但是,红外热成像仪却能在使用者的安全距离外提供准确测量,对于数据的记录和分析,普通红外测温仪没有这样的功能,只能手工记录,无法有效管理。而红外热成像仪则可在拍摄的同时自动保存可见光图像,用于后期对比。

三、红外热成像技术原理

热成像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏原件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗的讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热像图,热像图上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

 

基于这些原理发展而成的红外热成像技术是通过对电气设备表面温度及其分布的测试、分析和判断,准确的发现电气设备运行中的异常和缺陷,从而得知设备运行状况,提前安排设备检修,可以为设备良好运行做好侦察兵。利用红外热像仪可实现变电站设备运行状态下,检测出设备故障引起的异常红外辐射和温度,有效地判断出外部缺陷和内部缺陷,从而实现故障隐患的提早发现并及时进行处理,给电力系统设备状态监测提供了一种先进手段。

 

四、变电站运行设备发热故障的预防措施

1.变电站运行设备发热故障的预防。可以运用红外线检测技术,红外线检测技术是变电站运行设备发热的故障检测中最为有效的科学技术,红外热成像检测设备,可以实现发热设备的在线监测,其检测的方法是,当变电运行设备发热时,会产生红外发热的状况,红外成像仪会感应并采集发热信息,通过其他的技术程序将发热的设备显示在荧光屏上,展现变电设备的运行状态,所以通过红外成像仪可以实时监测运行中的设备,发现设备的异常现象会以报警的形式提示,之后自行对其进行控制,降低了发热故障的发生率,红外成像技术的应用可以节约了维修成本。

2.加强变电站运行设备的巡回检查力度。严谨的制定巡视人员的安排制度,充分发挥巡视监测的功能,要求巡视人员在巡回检查的过程中,严格按照巡回检查规范认真检查,提前制定好巡检方法和路线,对于变电站设备的敏感部分重点检查,例如变电运行设备的金属连接处,依据金属的特性可以分析,温度过高时,金属的光泽有明显的变化,其会呈现灰暗状态,是直接通过肉眼可以观察到的,巡视人员一定要态度认真,提高巡视的质量,发现变电运行设备有过热故障时,及时进行处理解决,防止引发设备故障或扩大故障。

五、实例

邹县发电厂。2000年邹县发电厂利用红外热成像仪,发现了大量设备缺陷,避免了许多设备事故的发生,减少了损失上百万。该仪器在状态检修工作中发挥的作用,是实现状态检修以来最明显和最成功的的。发现的设备缺陷类型主要有:高压设备接头发热、变压器箱体涡流损耗、锅炉汽机方面的问题、阀门保温、高压电机引线发热、端子排端子发热、电路板发热、电缆鼻子发热等。

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