電氣設(shè)備故障診斷研究范文

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1系統(tǒng)的介紹

1.1理論依據(jù)利用相對(duì)溫差法，經(jīng)推導(dǎo)得出相對(duì)溫差為。由式(1)可知，電氣設(shè)備兩對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)溫差可近似地看作是兩側(cè)的交流電阻的相對(duì)偏差，也就是說(shuō)兩對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)溫差與兩測(cè)點(diǎn)的交流電阻的相對(duì)偏差有較好的相關(guān)性。在一般情況下，正常相接觸電阻R2與廠家的規(guī)定值是比較接近的，用式(2)表示。式中：R1，R2———兩測(cè)點(diǎn)的交流電阻值。由式(2)可看出，測(cè)出了發(fā)熱點(diǎn)的相對(duì)溫差，就等于測(cè)出了它的接觸電阻偏差的大概值。這為解決小負(fù)荷電流設(shè)備故障的判斷問(wèn)題開辟了一條捷徑。

1.2系統(tǒng)的功能系統(tǒng)采用紅外熱像儀進(jìn)行電氣設(shè)備的在線測(cè)量，采集溫度場(chǎng)的分布狀況,并對(duì)溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行均勻性和連續(xù)性分析，依據(jù)有關(guān)熱特性參數(shù)對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行熱傳導(dǎo)數(shù)值計(jì)算，同時(shí)編制相應(yīng)的計(jì)算機(jī)專用程序進(jìn)行分析，并根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行危險(xiǎn)性分類，如圖1所示。

1.3系統(tǒng)硬件的組成本電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)主要由測(cè)溫的紅外熱像儀部分和計(jì)算機(jī)故障診斷軟件分析系統(tǒng)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、診斷結(jié)果輸出部分組成。紅外熱像儀測(cè)溫部分主要是一臺(tái)紅外熱像儀，具有自動(dòng)變焦、遠(yuǎn)程操控，測(cè)溫速度快、靈敏度高、測(cè)溫范圍廣、圖像直觀、非直接接觸、不干擾被測(cè)設(shè)備運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。如圖2所示。

1.4紅外熱像診斷系統(tǒng)的特點(diǎn)1)操作安全。由于檢測(cè)是不與設(shè)備直接接觸，操作安全，對(duì)帶電設(shè)備、高空設(shè)備等具有重要意義。2)靈敏度高。紅外熱像儀測(cè)溫具有很高的靈敏度，能夠診斷出設(shè)備微小的熱狀態(tài)變化，為設(shè)備監(jiān)測(cè)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。3)檢測(cè)效率高。紅外熱像儀具有很高的監(jiān)測(cè)效率，數(shù)據(jù)采集速度快。一臺(tái)先進(jìn)的紅外熱像儀每秒可采集和存儲(chǔ)數(shù)百萬(wàn)點(diǎn)溫度信息。4)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析。計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)對(duì)設(shè)備熱狀態(tài)和變化進(jìn)行各種計(jì)算、分析處理和在線檢測(cè)，以及建立設(shè)備熱故障數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.5系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備都處于絕對(duì)零度，處于一定的熱狀態(tài)之中。設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所處的熱狀態(tài)，直接反映了設(shè)備是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。正常運(yùn)行的電氣設(shè)備，也會(huì)發(fā)熱。根據(jù)引起原因的不同，可分為電流致熱和電壓致熱兩種，前者主要反映在載流電氣設(shè)備中，而后者主要反映電氣設(shè)備內(nèi)部損耗的變化。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生缺陷或故障時(shí)，在缺陷部位的溫升將發(fā)生明顯的變化，也就是異常溫升。特別是電流致熱更為明顯，將可能導(dǎo)致運(yùn)行設(shè)備的溫度分布異常，也就是熱隱患。這些溫度或熱狀態(tài)的變化為紅外熱像技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用提供了充分的特征參數(shù)。電氣設(shè)備的連接點(diǎn)是比較容易發(fā)生故障的地方，紅外熱成像儀能夠準(zhǔn)確的確定可見連接點(diǎn)的熱隱患。對(duì)于那些由于遮擋而不直接可見的部分，一般除了解體檢查和清潔接頭外，沒(méi)有更好的辦法。而使用紅外熱成像儀可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況，來(lái)發(fā)現(xiàn)其熱隱患，可以直接檢測(cè)，由此可見使用紅外熱成像產(chǎn)品檢查的優(yōu)越性。

2應(yīng)用實(shí)例

用焦平面紅外熱像儀采集某電站接線端子的紅外熱像圖。檢測(cè)是在無(wú)風(fēng)的晚上進(jìn)行，環(huán)境溫度為15℃。圖3是應(yīng)用本軟件對(duì)接線端子進(jìn)行診斷的主要窗體界面，紅外圖的右上角給出的三個(gè)溫度數(shù)值是電器設(shè)備有故障的溫度范圍，這是由二值溫度閾值化功能實(shí)現(xiàn)的，紅外圖片上有故障的部位用紫色特別標(biāo)出。圖4為第一主變壓器的紅外熱像圖。由圖可以看出，主變壓器表面沒(méi)有大面積超溫區(qū)，處于正常的工作狀態(tài)。

3結(jié)論

1）該診斷系統(tǒng)通過(guò)分析電氣設(shè)備不同時(shí)期相對(duì)溫差值的變化可以把握電器設(shè)備運(yùn)行狀況的變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電器設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與診斷。而相對(duì)溫差法的優(yōu)越：排除了負(fù)荷電流、風(fēng)速、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、測(cè)量距離、發(fā)射率選擇等因素的影響。2）利用溫差法和紅外熱像檢測(cè)技術(shù)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣設(shè)備故障特征的自動(dòng)提取，故障類別的自動(dòng)判斷。3）軟件系統(tǒng)具有點(diǎn)、線、框、圓內(nèi)的溫度分布分析，二值溫度閾值化等功能，方便和提高了電氣設(shè)備紅外圖的處理與分析能力。4）軟件系統(tǒng)提供了檢測(cè)報(bào)告的自動(dòng)生成功能，為編輯紅外電氣設(shè)備檢測(cè)報(bào)告提供了方便。實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備紅外熱像的自動(dòng)化、規(guī)范化和精密化檢測(cè)。5）實(shí)踐證明運(yùn)用本系統(tǒng)做出的電氣設(shè)備故障診斷結(jié)論與實(shí)際情況吻合，具有良好的應(yīng)用前景。

作者：張振杰 任世科 單位：蘭州石化公司研究院