在電力行業(yè)中,電力設(shè)備的故障有多種,大多數(shù)伴有發(fā)熱并產(chǎn)生安全隱患,電力設(shè)備測溫在無人值守的變電站,是安全運行一個非常薄弱的環(huán)節(jié)。
由于電力生產(chǎn)系統(tǒng)工作狀態(tài),與溫度變化有很大的關(guān)系,利用紅外熱成像測溫技術(shù),生產(chǎn)人員能準確方便地發(fā)現(xiàn)和測量生產(chǎn)設(shè)備溫度變化,對于消除生產(chǎn)設(shè)備的安全隱患、保障生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)高效的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。
電力系統(tǒng)運行中,載流導(dǎo)體會因為電流效應(yīng)產(chǎn)生電阻損耗,而在電能輸送的整個回路上存在數(shù)量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情況下,輸電回路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低于相連導(dǎo)體部分的電阻,那么,連接部位的損耗發(fā)熱不會高于相鄰載流導(dǎo)體的發(fā)熱,然而一旦某些連接件、接頭或觸頭因連接不良,造成接觸電阻增大,該部位就會有更多的電阻損耗和更高的溫升,從而造成局部過熱。此類通常屬外部故障。
外部故障的特點是:局部溫升高,易用紅外熱成像發(fā)現(xiàn),如不能及時處理,情況惡化快,易形成事故,造成損失。外部故障占故障比例較大。
所謂高電壓電器設(shè)備的內(nèi)部故障,主要是指封閉在固體絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的各種故障。由于這類故障出現(xiàn)在電氣設(shè)備的內(nèi)部,因此反映的設(shè)備外表的溫升很小,通常只有幾K。檢測這種故障對檢測設(shè)備的靈敏度要求較高。
內(nèi)部故障的特點是:故障比例小,溫升小,危害大,對紅外檢測設(shè)備要求高。
紅外熱成像測溫技術(shù)
紅外熱成像測溫技術(shù)以其非接觸、不間斷、測溫準確的特點,具備了在電力行業(yè)廣泛使用的潛力,與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的結(jié)合更使它成為在線測溫?zé)o人值守的首選監(jiān)測設(shè)備。
在電力行業(yè),很早就將熱成像運用于設(shè)備的安全檢修上,通過其對電氣設(shè)備和線路的熱缺陷進行探測,如變壓器、套管、斷路器、刀閘、互感器、電力電容器、避雷器、電力電纜、母線、導(dǎo)線、組合電器、絕緣子串、低壓電器以及具有電流、電壓致熱效應(yīng)或其他致熱效應(yīng)的設(shè)備的二次回路等,這對于及時發(fā)現(xiàn)、處理、預(yù)防重大事故的發(fā)生可以起到非常關(guān)鍵而有效的作用。
紅外熱成像是以設(shè)備的熱狀態(tài)分布為依據(jù),對設(shè)備運行狀態(tài)良好與否進行診斷,由于設(shè)備的熱像圖是設(shè)備運行狀態(tài)下熱狀態(tài)及其溫度分布的真實描寫,而電力設(shè)備在運行狀態(tài)下的熱分布正常與否,是判斷設(shè)備狀態(tài)良好與否的一個重要特征,因而,采用紅外成像技術(shù)可以通過對設(shè)備熱像圖的分析,診斷設(shè)備狀態(tài)及隱患。
在變電站安裝紅外熱成像測溫監(jiān)控頭,對重點設(shè)備區(qū)域進行監(jiān)視,并通過現(xiàn)有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通道(如光纖、無線)把熱圖像和測溫數(shù)據(jù)實時或定時遠傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng),已成為電力系統(tǒng)紅外熱成像在線監(jiān)控的發(fā)展方向。測溫預(yù)警型熱成像系統(tǒng)可大大地降低由帶電運行設(shè)備熱故障而引發(fā)的事故率,從而保障電力系統(tǒng)安全運營。
景陽科技“測溫預(yù)警型熱成像系統(tǒng)”
景陽科技“測溫預(yù)警型熱成像系統(tǒng)”主要由前端監(jiān)測系統(tǒng)(紅外熱成像與高清可見光成像系統(tǒng)、云臺控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、室外防護系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng))、中間的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、后端的監(jiān)控管理系統(tǒng)(包括本地及遠程監(jiān)控管理系統(tǒng))三部分所組成。
第一部分:前端監(jiān)測系統(tǒng)
前端監(jiān)測系統(tǒng)由紅外熱像儀及高清可見光攝像機組成,完成變電站現(xiàn)場各種信息采集、處理與上傳工作,前端設(shè)備可將采集到的被測目標的各種溫度及圖像信息以數(shù)字方式通過網(wǎng)絡(luò)實時的傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)控中心,同時還可接受到監(jiān)控中心對它發(fā)出的各種監(jiān)控命令與控制指令,實現(xiàn)雙向?qū)崟r智能通訊。
第二部分,網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)
系統(tǒng)結(jié)合最先進的紅外熱成像技術(shù)與先進的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),僅需一個RJ45標準以太網(wǎng)通訊接口,用一根網(wǎng)線即可實現(xiàn)前端設(shè)備與后端監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交換,從而實現(xiàn)無人值守的智能化的被測設(shè)備的設(shè)置、超溫自動報警等日常自動巡檢工作。本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸連接方便簡單,前端設(shè)備采集到的圖像及溫度信息由超五類RJ45網(wǎng)線或者通過光端機轉(zhuǎn)換成光纖(距離遠時)進入變電站控制室內(nèi)的本地監(jiān)控中心,再經(jīng)過電力系統(tǒng)局域網(wǎng)連接到遠端的遠程監(jiān)控系統(tǒng)或者用戶集控中心,即可完成本地及遠程的設(shè)備監(jiān)控和監(jiān)視。
第三部分,監(jiān)控中心管理系統(tǒng)
由服務(wù)器(計算機)和屏幕顯示系統(tǒng)等組成。本地監(jiān)控中心計算機通過本公司自行開發(fā)的一級服務(wù)器端監(jiān)控軟件,對被測目標進行實時控制、實時分析、實時超溫自動報警、實時信息存儲、歷史溫度報表查看及變化曲線分析等操作管理。
遠程監(jiān)控中心硬件系統(tǒng)主要由系統(tǒng)服務(wù)器(計算機)、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備、存儲打印設(shè)備等組成,可位于主控中心和區(qū)域監(jiān)控中心,通過本公司自行開發(fā)的二級客戶端監(jiān)控軟件,對多一級服務(wù)器監(jiān)測點(如多個變電站站點)進行遠端遙控和管理。包括:實時監(jiān)測站點所有視頻及溫度信息、控制前端設(shè)備、實時報警響應(yīng)等。