红外热成像的测试与分析 PPT

四、红外现场检测
一、检测准备
1、制定红外检测计划： 根据实际情况编制实施计划，根据空间和布局，避免遗 漏，实现故障普查和保障重点检测。
2、高压设备的红外检测准备条件： 选择高压设备在满负荷状态运行的时机进行红外检测， 使设备有足够的发热时间，设备表面达到稳定温升，提 高检测效率。
3、检测位置的选择： 多角度、全方位对运行设备扫描寻找热点；发现热点后， 固定热像仪位置，以后检测中取原位置，保证不同时期 相同位置的检测结果具有可比性。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。
➢ 观察内容并包括：
三相之间是否存在温差；
接头有无热点；
8、断路器
检测断路器本体及电气连接处，红外热像图显示应无异 常温升、温差或相对温差。注意与同等条件下其他相同单 元进行比较。测量时记录环境温度、负荷及其近3小时内 的变化情况，以做参考分析。
7、开关柜
检测开关柜及进出线电气连接处，红外热像图显示应无 异常温升、温差或相对温差。注意用同等运行条件下相同 开关柜进行比较。测量师记录环境温度、负荷及其近3小 时内的变化情况，以便分析参考。
➢ 开关柜拍摄注意事项
聚焦到位，三相要完整，局部要清晰，刚好充满画面， 并且四周留有适当的空间。
整个开关柜包括：母排、闸刀、进出线接头。
整个电容组包括：单个电容器本体、熔断丝、熔断丝 接头、电缆接头。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。
➢ 观察内容包括：
单个电容器本体之间是否存在温差；
由于该设备的热缺陷问题最多，而且经常会发现过百 度的高温点。
电容器熔丝
5、避雷器 检测避雷器本体及电气连接部位，红外热像图显示应无
测温精度：
仪器测量温度的精确性（例如:±２度）
保证仪器测温的精确性和稳定性措施：
仪器自校准功能(包括对大气系数的校准和仪器本体的校 准) 例如:辐射系数、距离、大气环境
三、红外诊断相关知识
1、电力红外诊断的特点
➢ 红外监测设备不需停电，不解体、不接触、不取样，省时省力， 降低设备维修费用，红外热像对设备的巡检效率远高于人的效 率；
10、线路导线、金具、线夹 ➢ 耐张线夹拍摄注意事项
聚焦到位，单相拍摄，刚好充满画面，并且四周留有 适当的空间。
耐张线夹包括：引流板、均压环、延长拉杆、耐张接 头、。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。 在同一侧（大号侧或小号侧）将三相分别单独拍摄，
独立CT包括：下部油箱、引线、柱体、顶帽、两侧线 接头。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷 （顶帽发热、接头发热）。
三相整体拍完后，应用同一距离，将三相分别单独拍 摄。
➢ 观察内容并包括：
三相顶帽，接头之间是否存在温差；
由于设备的缺陷为内部电压制热型缺陷，所以当温度 存在较小温差也有可能存在严重缺陷。
红外热像图显示应无异常温升、温差或相对温差。 ➢ 拍摄注意事项
聚焦到位，主变的整体要完整，刚好充满画面，并且 四周留有适当的空间。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。 ➢ 观察内容并包括：
主变整体温度是否符合下冷上热的梯度分布； 三相套管的温度是否均衡，接头有无发热； 油枕的油位在何处； 散热器打开与否，各风扇电机之间有无较大温差。
二、红外成像技术
红外成像技术过程：
红外热像仪的重要参数：
➢ 温度分辨率—灵敏度（NETD）
➢ 空间分辨率（IFOV）
分辨物体大小的能力，以毫弧度表示：
空间分辨率=π/180 ×镜头度数÷像素数
检测距离与仪器空间分辨率、检测目标大小、目标温 度等因素有关。
例如: （24度镜头）空间分辨率为1.3毫弧度(mrad) 代表 仪器在10米远可分辨出大于或等于13mm（1.3厘米）的目 标，100米远可分辨出大于或等于13厘米的目标。
独拍摄。
观察内容并包括： ➢ 三相套管的温度是否均衡，接头有无热点； ➢ 套管的油位在何处。
3、电流互感器
检测高压引线连接处、电流互感器本体等，红外热像图 显示应无异常温升、温差或相对温差。
➢ 拍摄注意事项
聚焦到位，三相的整体要完整，刚好充满画面，并且 四周留有适当的空间。
由于CT本身较细长，拍摄时尽量使CT竖直。
导线是否存在松断股； 导线之间是否存在温差。
10、线路导线、金具、线夹 ➢ 输电导线的连接器拍摄注意事项
聚焦到位，刚好充满画面，并且四周留有适当的空间。 输电导线连接器包括：耐张线夹、接续管、修补管、
并沟线夹、跳线线夹、T型线夹、设备线夹等 图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。 ➢ 观察内容并包括： 接头和线夹是否存在发热点；
红外热成像的测试与分析
一、红外线基本理论及概念
电磁辐射：
一个表面辐射热能取决于 σ—常数 发射率——ε 温度——T
史提芬-波兹曼定律Q= σ. ε.T4
发射率：
ε——取决于材料性质 ε = Wbb/ Wobj Wbb——黑体的辐射能量； Wobj——同温度的“普通”物体的辐射能
物体温度越高，它发射红外射线越强。
➢ 监测电力设备适应面广，实现对大范围设备温度变化快速高效 监测；
➢ 设备缺陷形象直观，红外图像资料存档，进一步分析，确定故 障属性、部位、程度等，进行诊断；
➢ 通过对热缺陷的判断，实现电力设备从预防性维修到预知性维 修的过渡；
➢ 红外热像仪是一个重要的、有效的预防潜在性过热故障的武器； ➢ 在没有红外检测之前，电力设备在1%的故障状态下工作，红外
➢ 观察内容并包括：
三相两侧接头及刀口之间是否存在温差；
特别是隔离刀闸沿口发热较为常见，温度也会比较高， 这时候应把刀闸沿口部分单独拍摄，要求图像清晰， 能发现发热具体位置。
10、线路导线、金具、线夹 ➢ 导线拍摄注意事项
聚焦到位，局部清晰，刚好充满画面，并且四周留有 适当的空间。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。 ➢ 观察内容并包括：
220kV 35kV
110kV电流互感器内部连接不良
35kV电流互感器局部发热
4、电压互感器、耦合电容器
➢ 检测高压引线连接处、耦合电容器本体等，红外热像图显 示应无异常温升、温差或相对温差。
➢ 电压互感器拍摄注意事项
聚焦到位，三相的整体要完整，刚好充满画面，并且 四周留有适当的空间。
由于PT本身较细长，拍摄时尽量使PT竖直。
整个PT包括：下部油箱、引线、柱体、顶帽、线接头。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷 （顶帽发热、接头发热）。
三相整体拍完后，应用同一距离，将三相分别单独拍 摄。
➢ 观察内容并包括：
三相顶帽，接头之间是否存在温差；
由于设备的缺陷为内部电压制热型缺陷，所以当温度 存在较小温差也有可能存在严重缺陷。
正面图
侧面图
110kV主变套管缺油
AR01
40.8℃ 40 38 36 34 32 30
29.4℃
220kV主变散热器油阀未开
220kV主变器身漏磁
110kV主变套管末屏内部连接不 良
主变油枕 拍摄注意事项
聚焦到位，油枕的整体要完整，刚好充满画面，并且 四周留有适当的空间。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。 整体拍完后，应用同一距离，将正面、侧面分别单独
➢ 断路器拍摄注意事项
聚焦到位，三相开关的整体要完整，刚好充满画面， 并且四周留有适当的空间。
由于断路器本身较细长，拍摄时尽量使断路器竖直。
整个断路器包括：柱体、顶帽、两端接头。
图片Байду номын сангаас格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。
➢ 观察内容并包括：
三相之间是否存在温差，接头有无发热；
断路器动静触头接触不良
35kV电压互感器箱体受潮发热
AR01
64.0℃ 60
50
40 34.8℃
110kV电压互感器箱体发热（谐振）
➢ 电容器拍摄注意事项
聚焦到位，整体要完整，局部要清晰，刚好充满画面， 并且四周留有适当的空间。
由于电容器组中的电容器比较多，全部拍在一起较困 难，拍摄时尽量使电容器有问题的部分保持完整，能 认出该设备。
异常温升、温差或相对温差。 ➢ 避雷器拍摄注意事项：
聚焦到位，三相避雷器的整体要完整，刚好充满画面， 并且四周留有适当的空间。
由于避雷器本身较细长，拍摄时尽量使避雷器竖直。 整个避雷器包括：下部引线、柱体、顶帽、线接头。 图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷
（整体发热、接头发热）。 三相整体拍完后，应用同一距离，将三相分别单独拍
eg：变压器三相套管将军帽之间温差超过10℃，即可判断温度高的那相 套管导电杆内部接头存在连接不良故障。 输电线路导线连接件故障，就是通过相同导线1m处温升来鉴别。
3、历史状态比较判别法 通过对历次采集图像的对比，发现同一设备的差异，对
设备缺陷随时间变化作出正确及时的诊断。 4、机理比较判别法
电流致热型—发热功率与电流成正比 电压致热型—发热功率与电压的平方成正比 5、温差比判别法
五、红外诊断方法
1、热像特征判别法
设备出现内部和外部故障，故障发热必须通过热传导形 势进行热交换，改变设备相应部位的稳定温升或温度分布。
eg：SF6断路器红外热像图中出现设备某部位的温升，就可判断断路器 内部导电回路或电流互感器发热故障。
2、相间互比判别法
高压设备同组、同类设备出现三相局部故障温升的概率 极小，三相运行条件相同，具有可比性。
检测1-3年后，电力设备故障率下降到0.5%； ➢ 红外诊断理论提升、作业标准化、实际广泛应用上努力。
➢ 2、红外诊断缺陷
➢ 热缺陷按照温升的高低及对设备的危害程度分为一般性缺陷、 严重性缺陷、危险性缺陷三种。
➢ 热缺陷按照温升的高低及对设备的危害程度分为一般性缺陷、严重性 缺陷、危险性缺陷三种。
η=（T1-T0）/(T2-T0) T1 ——设备发热异常部位温度 T2 ——同组设备正常部位温度 T0 ——环境参照体温度 η 为0.75——设备发热部位注意值 η 为0.95——设备发热部位危险值
六、现场拍摄方法和注意事项
七、电力设备现场检测重点
➢ 1、变压器 ➢ 检测变压器箱体、储油柜、套管、引线接头及电缆终端，
注意与同等条件下其他相同单元进行比较。测量时记录 环境温度、负荷及其近3小时内的变化情况，以做参考分 析。
➢ 拍摄注意事项
聚焦到位，套管的整体要完整，刚好充满画面，并且 四周留有适当的空间。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。
整体拍完后，应用同一方向、角度、距离，将三相分 别单独拍摄。
拍摄。
观察内容并包括： 油枕的油位在何处，是过低还是过满溢出； 油位面是水平面还是弧形面
2、套管
➢ 检测高压引线连接处、套管本体等，红外热像图显示应无 异常温升、温差或相对温差。
➢ 聚焦到位，套管的整体要完整，刚好充满画面，并且四周 留有适当的空间。
➢ 整个套管包括：升高座、柱体、顶帽、出现接头。 ➢ 图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显缺陷。 ➢ 整体拍完后，应用同一方向、角度、距离，将三相分别单
➢ 一般缺陷----指设备存在过热，有一定温差，温度场有一定梯度，但 不会引起事故的缺陷。这类缺陷一般要求记录在案，注意观察其缺陷 的发展，利用停电机会检修，有计划地安排试验检修消除缺陷。
➢
➢ 当发热点温升值小于15K时，对于负荷率小、温升小但相对温差大 的设备，如果负荷有条件或机会改变时，可在增大负荷电流后进行复 测，以确定设备缺陷的性质，当无法改变时，可暂定为一般缺陷，加 强监视。
35kV断路器中间法兰
断路器动静触头接触不良
9、隔离刀闸
➢ 隔离刀闸拍摄注意事项
聚焦到位，整体要完整，局部要清晰，刚好充满画面， 并且四周留有适当的空间。
整个电缆头包括：三相刀闸、三相两侧接头。
图片定格并保存，仔细观察图片，是否存在明显热缺 陷。
三相整体拍完后，如有缺陷，应将每相单独拍摄，有 缺陷部位局部拍摄。
摄。 ➢ 观察内容并包括：
三相之间是否存在温差； 单相避雷器得上下节之间是否存在温差； 由于设备的缺陷为内部电压制热型缺陷，所以当温度
存在较小温差也有可能存在严重缺陷，当温差在3℃以 上时，应当及时引起注意；
220kV避雷器下节发热（受潮）
6、 GIS本体
检测各单元及进、出线电气连接处、红外热像图显示应 无异常温升、温差或相对温差。