高压电力设备在线监测技术-第6章-光学监测与故障诊断技术资料

第六章光学监测与故障诊断技术OpticalTechniqueforOn-linemonitoringandfaultdiagnosis1本章内容•概述•红外点温仪•红外热电视•红外热像仪•电气设备的红外检测与诊断技术•紫外成像技术•紫外成像故障诊断技术2§6.1概述3分子振动能级跃迁→辐射→红外光谱近红外区中红外区远红外区4§6.2红外点温仪5§6.3红外热电视6§6.4红外热像仪7•超远作用距离•解决了传统热像仪在面对上冷下热的背景时成像上黑下白失去目标的严重问题，尤其适合在高温的沙漠地区使用•对远距离目标和小目标信息增强制冷式高性能红外热像仪8非制冷式焦平面红外热成像仪•触摸屏技术•红外热像及可见光同步拍摄§6.5电气设备的红外检测与诊断技术9红外热成像测试技术－状态测试•原理：1.用红外线热像仪来捕捉(接收)物体表面发出的红外辐射，显示物体表面辐射能量密度的分布情况（红外热图）。2.通过观察物体的红外热分布图，并测量所需位置的温度，来判断设备故障所在的位置及程度(缺油，受潮，松动，绝缘老化等情况)。•特点：1.是被动的、非接触式的检测。2.在设备运行状态时测试。3.远距离、准确、实时、快速、简便、安全、可靠、直观。•已是开展电气设备检测的必备手段•准确地判断设备的许多缺陷和隐患•变原有的定期检修为预知检修红外线热像仪(美国FLIR)线路：检测实例（仪器：PM695-美国FLIR)--华中至上海500KV线路孝感段巡检设备名称：导线连接处；距离50M缺陷类型：紧急缺陷（256度），现场带电作业檢測實例变电设备•变压器•开关•刀闸•CTPT•电容器•避雷器•其它四小器变压器－套管接头发热油枕油位变压器－套管(户县电厂)变压器－套管假油位西安南郊变－2006.6.23仪器：P65兰州宣家沟变变压器－大盖螺丝油质劣化绝缘降低变压器内的低油位引起温度低的散热片。隔离开关20.0℃74.2℃203040506070AR0116.8℃92.0℃20406080AR0132.8℃88.9℃406080AR01隔离开关刀口隔离开关分流线西安南郊变－2006.6.23仪器：P65断路器－动静触头接触电阻增大设备名称：断路器检测地点：新会220KV变电站检测仪器：PM525检测距离：8米设备故障：套管根部局部发热断路器PT、CT、避雷器、电容器大部分问题都出在内部，如内部绝缘受潮、漏油、绝缘老化等。由于内部故障而引起的爆炸也不少见，因此电力部门对此特别重视，加强监督，而红外检测是一种最有效的方法。尤其热灵敏度高的热成像仪对其检测特别有效。四小器－PTCT避雷器电容器PT-兰州供电局测试组－桃树坪变PT漏油避雷器－兰州供电局测试组避雷器500KV避雷器电容器并联电容器耦和电容器28.1℃32.7℃29303132AR01AR02LI01LI02介损：3.1%(标准1.0%)超标油色谱分析:氢气:73714PPM甲烷13749PPM乙烯125PPM乙烷1884PPM乙炔7PPM总烃15766PPM(严重超标,)CT－兰州供电局测试组-建设坪变内部绝缘老化局部放电现象支持瓷瓶－兰州供电局测试组CT－兰州供电局测试组设备名称：电缆检测地点：上海杨树浦电厂检测仪器：AGEMA550检测距离：6米设备故障：电缆出现裂纹高压电缆设备名称：发电机检测地点：浦城发电厂检测仪器：PM525检测距离：6米设备故障：46格5A档涡流发电机定子线圈其它－外部故障24.7℃69.5℃30405060AR0113.4℃75.0℃20406017.7℃37.7℃20253035AR01其它－外部故障23.0℃43.3℃25303540AR0116.4℃31.8℃202530AR01AR0222.1℃50.0℃253035404550AR01AR02正母闸刀B相吊环（付刀侧）35千伏穿墙套管（外）B相接头螺丝变电站红外监控系统设计概述•双视场监视，辅助识别：•监测重点位置、兼顾全面设备•128个预置位•每个位置4个测温目标•数据具有可对比性•可靠的防护系统,保证系统长时间稳定运行•提高工作效率，降低工作强度变电站设备智能识别系统红外热像全景图及设备标识红外热像全景图设备自动识别•独特的仪器前端测温技术•强大的远程网络控制•25帧/秒的可分析热图输出功能•精确单步焦距调整或快速自动聚焦功能红外诊断的局限性1)由于环境因素的影响，设备散热、传热条件不同，这样所测得的发热点相对环境温度的温升存在误差，必然带来热缺陷判断的误差；2)只能观察设备表面温度分布，对于设备内部过热点（电缆接头、GIS内部接头、断路器触头等），很难确定其警戒温升。3)不同设备、不同材料的发热特性各不相同，在不同条件下的允许温升应各不相同，以及测量的误差和参考点选取的随机性，所得相对温升存在很大误差，根据相对温升来分析热缺陷并不准确。目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定性分析，受人为因素的影响比较大内部故障的红外图谱分析技术内部故障的红外图谱分析技术内部故障部位受到绝缘介质或设备壳体的阻挡，所以通常难以像外部故障那样从设备外部直接获得直观的有关故障信息。在自然发生的热扩散过程中，物体内部的温度场或物热性变化，必然会因热传导而反映到物体的外部，因此，可以用红外热像仪探测表面的温度分布图。如果已知表面的温度分布数据，利用相应的边界条件和初始条件，通过求解导热微分方程，也应该能够获得系统内部温度场及热物性参数的变化。而得知这种变化，必然可以提供物体内部缺陷或故障的信息。GIS内部温度等值曲线图（设线芯温度为368.613℃）紫外线成像技术CoroCAMIV＋CoroCAM504紫外线成像仪是通过观察设备的“电晕”及“电气放电”“电弧”来判断设备的故障所在位置。(断股，污染，裂纹等现象；与红外互补)所有的“电晕”(Corona)及“电气放电”（ElectricalDischarge)现象都会产生不同份量、比例的：1.可见光–比例非常小2.紫外光--太阳盲区外--太阳盲区内紫外成像仪简单的工作原理太阳盲区—是指紫外光(UV)波段内一狭窄的、特定的光谱段(240~280nm)。此段内由太阳传来的紫外光份量极低，绝大部分被臭氧层吸收。CoroCAM紫外线成像仪就是采用了对于太阳盲区内紫外光极其敏感的紫外线探测器及吸收太阳盲区外紫外光的UV滤片，集中检测盲区内的紫外光,也就是所谓的太阳盲区检测技术。太阳盲区检测技术紫外光紫外图像信号UV滤片紫外线探测器太阳盲区滤片+紫外光探测器检测电晕及电气放电用可见光图像显示被测物体的实物形状双光谱成像示意图光源紫外图像可见光图像图像重叠双光谱图像在白天、日光下检测紫外光的放射现象全波段紫外线成像仪CoroSmartCoroCAMICoroCAMIIICoroCAMIICoroCAMIV+型紫外线成像仪CoroCAMIV＋CoroCAM504型紫外成像仪新型号!CoroCAMIV紫外仪特点及主要参数可在白天检测，不受日光干扰（可关闭可见光图像）视场角为8x6˚相对较宽，更容易捕捉检测目标。仪器重3.6Kg,操作简单灵活（5个按键）,仪器电池一体化，方便现场使用和携带智能化充电电池，电池本身可显示含量，充电时间为2小时，使用时间为4小时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、实用、灵活、多变的图像记录和显示功能，配合各种检测环境：--活动模式/集成模式--灵敏度可调--电晕颜色可以根据设备、背景调节（8种颜色可选）400千伏受污染的高壓線上的电晕電暈活動計算模式拍攝電暈集成模式拍攝扫描220KV变电站放电情况紫外成像仪对电力设备检测实例剪辑树木岭变电站(110KV)树木岭变电站(220KV)绝缘子上的电晕（长沙）深圳石人北变电站220kv深圳岭深变电站500kv深圳岭深变电站500kv深圳岭深变电站500kv500kv线路上绝缘子的电晕180米--广西使用電暈活動計算模式拍攝使用電暈集成模式拍攝使用電暈活動計算模式拍攝使用電暈集成模式拍攝细小裂纹绝缘子试验（沈阳）绝缘子加压试验（河南）合成绝缘子干闪合成绝缘子湿闪合成绝缘子污闪绝缘子闪络试验污染、破损绝缘子上的电晕（青海）均压环上异常放电--四川使用電暈活動計算模式拍攝使用電暈集成模式拍攝VM03型红外紫外检测车示意图空中稳定吊仓系统红外镜头可见光镜头UVCamera空中稳定吊仓+飞行器(动力伞)系统Thankyou75