红外成像技术在电力生产中的应用

【摘要】本文对红外成像技术的原理进行了阐述，并引用大量实例总结了红外成像技术在电厂状态检测中的应用。

【关键词】红外；成像；应用

Infrared imaging technology application in Guohua Zhungeer Power plant

Hongjun liu

Ningxia Guohua Ningdong Power Co. Ltd.，Ningxia Lingwu City Majiatan town，750408

ABSTRACT： based on the principle of infrared imaging technology is discussed， and cited plenty of examples to summarizes the application of infrared imaging technology in Guohua Zhungeer Power plant prospective electricity state detection.

KEYWORD： Infrared； Imaging； Guohua Zhungeer Power plant； application； optimize

1、前言

红外成像是一种在线监测（不停电）式高科技检测技术，它集探测器技术、计算机技术、红外图像处理技术于一体，通过接收物体发出的红外线，将其热像显示在荧光屏上，从而直观体现出物体表面的温度分布情况，具有直观、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，即所谓的“热像”。红外成像仪是通过吸收物体红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备内部或其本身发热情况。红外热像仪是利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像，使测试效果直观，灵敏度高，能检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内部、外部的发热情况，可靠性高，对发现设备隐患非常有效。

火电厂应用红外热成像仪进行扫描的范围主要包括导流母线、配电盘、变压器、升压站设备导流部分、二次端子排、电动机接线盒内电缆接头等。

2、红外成像技术在准电的应用

神华国华某电厂的红外成像仪在建厂初期就购置到位，型号为SAT-HY6800红外成像仪，最初应用是在升压站的导流部分的检测及发电机铁损试验等，应用范围较局限。2006年华北电网有限公司的《电力设备交接及预防试验规程》中将红外成像列入规程中。为我们进一步应用红外成像技术提供了依据，所以2006年本厂的红外成像检测工作得到了相当的加强，并且多次检出异常并得以消除。

2.1高配设备中的导流部分的过热检测

图一中为500KV电流互感器的一次引线，从图像可以看出颜色一致均匀，无异常高亮点，平均温度15.45℃。

图二为高压隔离刀闸的导流部分的成像，动静触头温度一致均匀，动触头拐臂关节处温度也未见异常。平均温度13.26℃。

图三为高压断路器的成像，进线与出线侧温度比较均衡，在20℃左右。

2.2对零值绝缘子的监测

图四500KV绝缘子串，通过对整串的绝缘子的红外成像，目前已经积累大量数据，为绝缘子串中的零值或低值绝缘子的发现提供针对性的对比。见图四为同一串绝缘子（二号主变出线进站的500KV绝缘子串）在2003年和2006年的两次对比图像，可见未有异常。在长周期的监测中零值或低值绝缘子容易直观发现。

2.3本厂二号主变的乙炔超标问题也应用红外成像技术进行监测潜油泵的发热情况

图五中光标高亮区温度36.319℃左右，温度正常，并对二号主变的五组运行潜油泵电机成像，温度比较平均，偏差不大。由此可以判定二号主变的少量乙炔存在不是由于潜油泵原因引起。

2.4发电机的定期成像可以预防重大设备隐患

图六为一号发电机在330MW负荷时内冷水的进出水管的红外成像图，图中可以看出出水管较进水管热，分析软件显示其温差在9℃左右低于标准，由此反映了发电机的运行工况，如果在相同工况下监测到进出水温差异常增长超过20K应引起注意，则可以判定发电机的定子存在过热，应进行分析，甚至停机检查内冷水管路系统、汇水管是否堵塞、水质是否合格等。

图七为我厂一号发电机氢气干燥器控制箱的红外成像图

图八为二号发电机氢气干燥器控制箱的红外成像图，两图比较发现一号机的控制箱温度比二号机控制箱的温度高，分析软件提示一号平均温度为33℃，而二号控制箱为24℃，同样的设备如此温差大判定一号机的氢气干燥器控制箱内有发热源，立即派维护人员检查一号机氢气干燥器控制箱，发现箱内保持箱内微正压的压缩空气断气，导致控制箱块状变压器散热不好，从而导致控制箱整体温度上升。通入压缩空气后，箱内温度正常，并与二号机无明显差异。此方法同样可以检出箱内的导电回路的过热而引起的箱体发热故障。

2.5在一号机励磁机励磁线圈的试验中的应用

图九一号励磁机2#、3#、4#线圈成像

我厂一号励磁机在9月下旬的小修中检查中发现励磁线圈有过热烧损现象，集中在出线有连接片侧，此处是通风的死区，加上发电机励侧密封油渗漏严重，导致绝缘老化，出现过热，经抢修更换了烧损线圈后，在9月26日经各项常规试验合格投运，而在10月4日，一号励磁机出现励磁线圈烧断事故，面对此次事故我们的常规试验手段显得苍白无力，没有提前检出缺陷防止此次事故。事故处理过程中经过讨论，决定在修复后通入30%额定电流的直流电流进行铜损发热试验，同时用红外成像仪检查异常高亮点（通流时间不超过1小时），发现有异常高亮点则判为不合格，若线圈各部发热正常均匀方可投入运行。图九为当时的2#、3#、4#线圈成像图片，图十为6#、7#、8#线圈成像图片，由图可以看出连接片各处无异常高亮点。可以认定其焊口质量良好接触电阻符合要求。线圈各部也无异常高亮点。所以将线圈各部分成像后综合分析给出合格结论，目前一号励磁机投运后多年运行良好。

2.6在继电保护的二次端子上进行成像能够及时发现端子松动或过流引起的发热，及时紧固防患于未然

图十一 二次端子红外成像，如图十一所示。分析软件显示最大温度光标处为55℃，应该进行紧固处理或加大导线截面面积。

3、应用的推广

目前厂家推出手持式红外成像仪。比我厂型号更加先进的红外成像设备，并同时伴有数码相机功能，使实物与成像图片一一对应，我厂目前已经将红外工作列入定期工作计划中，定期的对500KV升压站、110KV启备变系统、主变、发电机励磁机系统、及热力系统的检漏等日常巡检等方面，这种应用范围的扩大对隐患的及早发现是有利的。

4、结束语

随着科技的发展，在线状态检测，不停电试验将逐渐广泛应用于电力生产当中，如红外成像、紫外线探伤、超声波探伤等检测手段的应用，使设备的缺陷或老化及早发现，使重大设备事故防患于未然。本文中所述应用实例可以为同类设备的检测提供一定的参考和数据对比。

参考文献

[1]《华北电网有限公司电力设备交接和预防性试验规程》.

[2]《SAT-6800型红外成像仪使用说明书》.

[3]《FLIR T335型红外成像仪使用说明书》.

作者简介

刘宏军（1974-4），男，黑龙江省齐齐哈尔市人，本科，工程师，神华国华宁东发电公司维护部经理。

高林琳（1982-6），女，黑龙江省大兴安岭人，专科，助理工程师 神华国华宁东发电公司物资部采购员。