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「设备」发电厂带电设备红外检测与故障诊断应用研究

红外检测技术在检测和诊断发电厂带电设备缺陷方面优势显著，对保障发电厂乃至电网安全运行意义重大。上海明华电力科技有限公司的研究人员李玉齐、朱琦文、张健，在2020年第1期《电气技术》杂志上撰文，剖析了红外测温理论基础、带电设备的故障类型与危害以及红外诊断技术的判断方法与设备故障等级，探讨红外诊断技术在现场状态检修案例中的应用。最后指出提高红外检测效率的方法，并强调了红外检测技术在定量分析方面取得突破的必要性。
「设备」发电厂带电设备红外检测与故障诊断应用研究
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带电设备状态检测旨在基于一定的检测与诊断方法，通过有效掌握设备状态来确保设备经济、安全可靠的运行。而发电厂传统的电力设备维护都是采取定检方式，这大大增加了发电企业的成本。电力设备故障往往以设备相关部位的温度或热状态变化表现出来，在设备不停电的情况下，借助红外检测技术可及时找出设备发热的异常位置，为设备故障消缺提供指导。
较传统定检方式，红外检测可不停电，对设备无损害，并且可掌握设备的热状态变化，合理安排检修时间。这种检测技术在预防电力设备突发性故障、保障电网系统安全可靠运行等方面发挥着重要作用。
红外检测技术借助红外检测理论的发展，在电力系统检测中有着愈来愈高的地位。目前，红外检测技术促进了发电企业从计划检修向状态检修的过渡，应用红外热像仪对运行设备的状态进行跟踪与分析，可有效发现设备的缺陷发展程度与热状态变化，为电力设备状态分析提供了可靠的科学依据。
1 红外检测技术理论基础（略）
1.1 红外辐射基本理论
鉴于实际情况较为复杂，在科研中一般从简单的黑体模型来研究物体的辐射规律。黑体的辐射系数与吸收系数均为1，但实际中物体的这两个系数并不等于1，因而黑体是一种理想模型，该模型可被用于辐射规律的理论研究，随着红外技术应用范围越来越广，对红外辐射的相关理论研究显得尤为重要。
黑体辐射规律体现了物体发射红外电磁波波长与温度的定量关系。普朗克黑体辐射定律描述了辐射波波长随温度的变化规律，该规律是红外测温技术研究领域的理论基础。
1.2 红外测温原理
红外测温由所测量设备表面的温度来判断设备正常与否的状态，是采用红外探测技术获取设备基本的红外状态信息并进行显示的技术。红外光的波长为0.76～1000mm，任何温度大于-273℃的物体都会发出红外光，属于不可见光的范围。红外测温热像原理如图1所示。物体的辐射功率会随着温度的微小变化而发生巨大变化。
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图1 红外测温热像原理图
1.3 红外检测技术特点与影响因素
红外检测是基于红外辐射原理，通过扫描、观察或记录被检测工件表面由于缺陷或内部结构不连续所引起的热量，向深层传递的差别而导致表面温度场发生变化，从而实现对工件表面或内部结构的无损检测。
利用红外图像对设备表面温度场进行测定与评估对象设备状态的红外热像检测技术，与传统离线检测和预防性试验相比有如下特点，见表1。
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表1 红外热像检测技术特点
由于具备上述独特优势，红外热像检测现已被公认为最具前途的无损检测技术之一，在社会各领域应用广泛，产生的社会经济效益显著。
红外检测技术通过测量辐射能来计算物体表面的温度，因而其测量精度受被测设备背景辐射、表面发射率、大气衰减、环境温度、空气中的尘埃和测量距离等因素的影响。
2 带电设备红外检测与故障诊断
带电设备的正常运行与故障发生均与发热温升有着密切联系。使设备发热的原因有很多，例如：①介质发热；②接触电阻发热；③泄漏电流和电压分布不均匀发热；④缺油；⑤漏磁或涡流发热。


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