高壓電力設備在線監(jiān)測技術光學監(jiān)測與故障診斷技術

第六章光學監(jiān)測與故障

診斷技術OpticalTechniqueforOn-linemonitoringandfaultdiagnosis1當前第1頁\共有75頁\編于星期三\12點本章內(nèi)容概述紅外點溫儀紅外熱電視紅外熱像儀電氣設備的紅外檢測與診斷技術紫外成像技術紫外成像故障診斷技術2當前第2頁\共有75頁\編于星期三\12點§6.1概述分子振動能級躍遷→輻射→紅外光譜近紅外區(qū)中紅外區(qū)遠紅外區(qū)3當前第3頁\共有75頁\編于星期三\12點4當前第4頁\共有75頁\編于星期三\12點§6.2紅外點溫儀5當前第5頁\共有75頁\編于星期三\12點§6.3紅外熱電視6當前第6頁\共有75頁\編于星期三\12點§6.4紅外熱像儀超遠作用距離解決了傳統(tǒng)熱像儀在面對上冷下熱的背景時成像上黑下白失去目標的嚴重問題，尤其適合在高溫的沙漠地區(qū)使用對遠距離目標和小目標信息增強制冷式高性能紅外熱像儀7當前第7頁\共有75頁\編于星期三\12點非制冷式焦平面紅外熱成像儀觸摸屏技術紅外熱像及可見光同步拍攝8當前第8頁\共有75頁\編于星期三\12點§6.5電氣設備的紅外檢測與診斷技術紅外熱成像測試技術－狀態(tài)測試原理：

1.用紅外線熱像儀來捕捉(接收)物體表面發(fā)出的紅外輻射，顯示物體表面輻射能量密度的分布情況（紅外熱圖）。

2.通過觀察物體的紅外熱分布圖，并測量所需位置的溫度，來判斷設備故障所在的位置及程度(缺油，受潮，松動，絕緣老化等情況)。特點：

1.是被動的、非接觸式的檢測。

2.在設備運行狀態(tài)時測試。

3.遠距離、準確、實時、快速、簡便、安全、可靠、直觀。9當前第9頁\共有75頁\編于星期三\12點已是開展電氣設備檢測的必備手段準確地判斷設備的許多缺陷和隱患變原有的定期檢修為預知檢修

當前第10頁\共有75頁\編于星期三\12點

紅外線熱像儀

(美國FLIR)

當前第11頁\共有75頁\編于星期三\12點

線路：檢測實例

（儀器：PM695-美國FLIR)--華中至上海500KV線路孝感段巡檢設備名稱：導線連接處；距離50M缺陷類型：緊急缺陷（256度），現(xiàn)場帶電作業(yè)當前第12頁\共有75頁\編于星期三\12點

檢測實例

當前第13頁\共有75頁\編于星期三\12點變電設備變壓器開關刀閘CTPT電容器避雷器其它四小器當前第14頁\共有75頁\編于星期三\12點

變壓器－套管接頭發(fā)熱油枕油位當前第15頁\共有75頁\編于星期三\12點變壓器－套管(戶縣電廠)當前第16頁\共有75頁\編于星期三\12點變壓器－套管假油位西安南郊變－2006.6.23

儀器：P65蘭州宣家溝變當前第17頁\共有75頁\編于星期三\12點變壓器－大蓋螺絲油質(zhì)劣化絕緣降低當前第18頁\共有75頁\編于星期三\12點變壓器內(nèi)的低油位引起溫度低的散熱片。當前第19頁\共有75頁\編于星期三\12點隔離開關隔離開關刀口當前第20頁\共有75頁\編于星期三\12點隔離開關分流線西安南郊變－2006.6.23

儀器：P65當前第21頁\共有75頁\編于星期三\12點斷路器－動靜觸頭接觸電阻增大當前第22頁\共有75頁\編于星期三\12點設備名稱：斷路器檢測地點：新會220KV變電站檢測儀器：PM525檢測距離：8米設備故障：套管根部局部發(fā)熱斷路器當前第23頁\共有75頁\編于星期三\12點PT、CT、避雷器、電容器大部分問題都出在內(nèi)部，如內(nèi)部絕緣受潮、漏油、絕緣老化等。由于內(nèi)部故障而引起的爆炸也不少見，因此電力部門對此特別重視，加強監(jiān)督，而紅外檢測是一種最有效的方法。尤其熱靈敏度高的熱成像儀對其檢測特別有效。四小器－PTCT避雷器電容器當前第24頁\共有75頁\編于星期三\12點PT-蘭州供電局測試組－桃樹坪變PT漏油當前第25頁\共有75頁\編于星期三\12點避雷器－蘭州供電局測試組當前第26頁\共有75頁\編于星期三\12點避雷器500KV避雷器當前第27頁\共有75頁\編于星期三\12點電容器并聯(lián)電容器耦和電容器當前第28頁\共有75頁\編于星期三\12點介損：

3.1%(標準1.0%)超標油色譜分析:氫氣:73714PPM甲烷13749PPM乙烯125PPM乙烷1884PPM乙炔7PPM總烴15766PPM(嚴重超標,)CT－蘭州供電局測試組-建設坪變內(nèi)部絕緣老化局部放電現(xiàn)象當前第29頁\共有75頁\編于星期三\12點支持瓷瓶

－蘭州供電局測試組當前第30頁\共有75頁\編于星期三\12點CT－蘭州供電局測試組當前第31頁\共有75頁\編于星期三\12點設備名稱：電纜檢測地點：上海楊樹浦電廠檢測儀器：AGEMA550檢測距離：6米設備故障：電纜出現(xiàn)裂紋

高壓電纜

當前第32頁\共有75頁\編于星期三\12點設備名稱：發(fā)電機檢測地點：浦城發(fā)電廠檢測儀器：PM525檢測距離：6米設備故障：46格5A檔渦流

發(fā)電機定子線圈

當前第33頁\共有75頁\編于星期三\12點其它－外部故障當前第34頁\共有75頁\編于星期三\12點其它－外部故障正母閘刀B相吊環(huán)（付刀側）35千伏穿墻套管（外）B相接頭螺絲當前第35頁\共有75頁\編于星期三\12點變電站紅外監(jiān)控系統(tǒng)設計概述當前第36頁\共有75頁\編于星期三\12點雙視場監(jiān)視，輔助識別：當前第37頁\共有75頁\編于星期三\12點監(jiān)測重點位置、兼顧全面設備128個預置位每個位置4個測溫目標當前第38頁\共有75頁\編于星期三\12點數(shù)據(jù)具有可對比性當前第39頁\共有75頁\編于星期三\12點可靠的防護系統(tǒng),保證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行提高工作效率，降低工作強度當前第40頁\共有75頁\編于星期三\12點變電站設備智能識別系統(tǒng)當前第41頁\共有75頁\編于星期三\12點紅外熱像全景圖及設備標識當前第42頁\共有75頁\編于星期三\12點紅外熱像全景圖設備自動識別當前第43頁\共有75頁\編于星期三\12點獨特的儀器前端測溫技術強大的遠程網(wǎng)絡控制25幀/秒的可分析熱圖輸出功能精確單步焦距調(diào)整或快速自動聚焦功能當前第44頁\共有75頁\編于星期三\12點紅外診斷的局限性1)由于環(huán)境因素的影響，設備散熱、傳熱條件不同，這樣所測得的發(fā)熱點相對環(huán)境溫度的溫升存在誤差，必然帶來熱缺陷判斷的誤差；

2)只能觀察設備表面溫度分布，對于設備內(nèi)部過熱點（電纜接頭、GIS內(nèi)部接頭、斷路器觸頭等），很難確定其警戒溫升。3)不同設備、不同材料的發(fā)熱特性各不相同，在不同條件下的允許溫升應各不相同，以及測量的誤差和參考點選取的隨機性，所得相對溫升存在很大誤差，根據(jù)相對溫升來分析熱缺陷并不準確。目前的紅外診斷技術側重于紅外圖譜的定性分析，受人為因素的影響比較大內(nèi)部故障的紅外圖譜分析技術當前第45頁\共有75頁\編于星期三\12點內(nèi)部故障的紅外圖譜分析技術內(nèi)部故障部位受到絕緣介質(zhì)或設備殼體的阻擋，所以通常難以像外部故障那樣從設備外部直接獲得直觀的有關故障信息。在自然發(fā)生的熱擴散過程中，物體內(nèi)部的溫度場或物熱性變化，必然會因熱傳導而反映到物體的外部，因此，可以用紅外熱像儀探測表面的溫度分布圖。如果已知表面的溫度分布數(shù)據(jù)，利用相應的邊界條件和初始條件，通過求解導熱微分方程，也應該能夠獲得系統(tǒng)內(nèi)部溫度場及熱物性參數(shù)的變化。而得知這種變化，必然可以提供物體內(nèi)部缺陷或故障的信息。當前第46頁\共有75頁\編于星期三\12點GIS內(nèi)部溫度等值曲線圖（設線芯溫度為368.613℃）當前第47頁\共有75頁\編于星期三\12點紫外線成像技術

CoroCAMIV＋CoroCAM504當前第48頁\共有75頁\編于星期三\12點紫外線成像儀是通過觀察設備的“電暈”及“電氣放電”

“電弧”

來判斷設備的故障所在位置。(斷股，污染，裂紋等現(xiàn)象；與紅外互補)當前第49頁\共有75頁\編于星期三\12點所有的“電暈”(Corona)及“電氣放電”（ElectricalDischarge)現(xiàn)象都會產(chǎn)生不同份量、比例的：

1.可見光–比例非常小

2.

紫外光

--太陽盲區(qū)外--太陽盲區(qū)內(nèi)

紫外成像儀簡單的工作原理太陽盲區(qū)—是指紫外光(UV)波段內(nèi)一狹窄的、特定的光譜段(240~280nm)。此段內(nèi)由太陽傳來的紫外光份量極低，絕大部分被臭氧層吸收。當前第50頁\共有75頁\編于星期三\12點CoroCAM紫外線成像儀就是采用了對于太陽盲區(qū)內(nèi)紫外光極其敏感的紫外線探測器及吸收太陽盲區(qū)外紫外光的UV濾片，集中檢測盲區(qū)內(nèi)的紫外光,也就是所謂的太陽盲區(qū)檢測技術。太陽盲區(qū)檢測技術紫外光紫外圖像信號UV濾片紫外線探測器當前第51頁\共有75頁\編于星期三\12點太陽盲區(qū)濾片+紫外光探測器檢測電暈及電氣放電用可見光圖像顯示被測物體的實物形狀雙光譜成像示意圖光源紫外圖像可見光圖像圖像重疊雙光譜圖像在白天、日光下檢測紫外光的放射現(xiàn)象當前第52頁\共有75頁\編于星期三\12點全波段紫外線成像儀CoroSmartCoroCAMICoroCAMIIICoroCAMII當前第53頁\共有75頁\編于星期三\12點CoroCAMIV+型紫外線成像儀CoroCAMIV＋當前第54頁\共有75頁\編于星期三\12點CoroCAM504型紫外成像儀新型號!當前第55頁\共有75頁\編于星期三\12點CoroCAMIV紫外儀特點及主要參數(shù)可在白天檢測，不受日光干擾 （可關閉可見光圖像）視場角為8x6?相對較寬，更容易捕捉檢測目標。當前第56頁\共有75頁\編于星期三\12點儀器重3.6Kg,操作簡單靈活（5個按鍵）,儀器電池一體化，方便現(xiàn)場使用和攜帶智能化充電電池，電池本身可顯示含量，充電時間為2小時，使用時間為4小時當前第57頁\共有75頁\編于星期三\12點使用電暈活動計算模式拍攝

使用電暈集成模式拍攝

具有方便、實用、靈活、多變的圖像記錄和顯示功能，配合各種檢測環(huán)境：--

活動模式/集成模式--靈敏度可調(diào)--電暈顏色可以根據(jù)設備、背景調(diào)節(jié)（8種顏色可選）當前第58頁\共有75頁\編于星期三\12點

400千伏受污染的高壓線上的電暈電暈活動計算模式拍攝

電暈集成模式拍攝

當前第59頁\共有75頁\編于星期三\12點掃描220KV變電站放電情況紫外成像儀對電力設備檢測實例剪輯當前第60頁\共有75頁\編于星期三\12點樹木嶺變電站(110KV)樹木嶺變電站(220KV)絕緣子上的電暈（長沙）當前第61頁\共有75頁\編于星期三\12點

深圳石人北變電站220kv當前第62頁\共有75頁\編于星期三\12點

深圳嶺深變電站500kv當前第63頁\共有75頁\編于星期三\12點

深圳嶺深變電站500kv當前第64頁\共有75頁\編于星期三\12點

深圳嶺深變電站500kv當前第65頁\共有75頁\編于星期三\12點500kv線路上絕緣子的電暈180米--廣西使用電暈活動計算模式拍攝

使用電暈集成模式拍攝

當前第66頁\共有75頁\編于星期三\12點使用電暈活動計算模式拍攝

使用電暈集成模式拍攝

細小裂紋絕緣子試驗（沈陽）當前第67頁\共有75頁\編于星期三\12點絕緣子加壓試驗（河南）當前第68頁\共有75頁\編于星期三\12點合成絕緣子干閃合成絕緣子濕閃合成絕緣子污閃絕緣子閃絡試驗當前第69頁\共有75頁\編于星期三\12點污染、破損絕緣子上的電暈（