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配電電纜紅外測溫診斷方法

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配電電纜紅外測溫診斷方法

發布日期:2019-12-31 作者: 點擊:

近年來因為電力電纜占地面積小,受自然條件影響和電磁干擾小,所以安全可靠。由于電網的不斷擴大,電力電纜在電力供應中起著重要的作用。電纜絕緣性能的好壞是影響電纜穩定運行的重要因素之一,電纜在運行時導體溫度也是一個決定性的因素,從而影響絕緣材料的使用壽命。通過理論分析和實際觀測表明,電力電纜故障的出現并不是突然的,而是一個從量變到質變的過程。通常電力電纜溫度上升是在出現潛在問題之后,最后才出現嚴重的事故。通過監測電纜導體溫度可以對電纜的運行狀態進行有效監控。 
  為了提高電纜運行的安全性和可靠性,逐漸形成各種各樣的檢測方法。國內常使用的預防性試驗,也就是定期停電試驗,它屬于離線測試,測試設備和工廠出產的產品更為有效。預防測試通常是在斷電的條件下進行,并電力系統一般應避免斷電的現象,因為重復的測試可能導致電纜絕緣加速老化,但也容易導致電力電纜的“累積效應”和“整流”及其他不利因素產生的影響,因此,隨著電力行業的發展,傳統的電力測試方法已經越來越不能滿足實際電力生產和供應需求。 
  因此下面就配電電纜紅外測溫診斷展開簡要論述。 
  1 狀態檢修與紅外測溫 
  1.1 狀態檢修 
  設備狀態檢修是一種先進的管理模式,根據實際的設備運行狀態,來確定設備的維護和保養。維護系統著眼于密切監控開發的具體操作狀態的變化,并根據結果的標準化狀態來監測設備運行情況,做到心中有數,要實現“應該強制,修剪好”的原則,應該和不應該,完全取決于設備狀態診斷結論。 
  目前國內配電線路狀態檢修仍處于起步階段,主要是通過人工測量或儀器設備的測試,采集相應的運行狀態信息,根據相關數據的結果,科學分析設備的運行狀態,正確引導線的維護工作。目前,測試方法測量或相對設備檢測有限,主要包括絕緣子零測量、避雷器泄漏電流測量、配變負荷測量等。此外,作為一項比較成熟的技術,紅外測溫技術逐漸應用于線路維護工作,開始體現出它的作用和價值。 
  1.2 紅外測溫 
  紅外線是我們普遍都知道的一種電磁波,可見光的波長范圍為 0.38 pm到0.78 pm,紅外線的波長范圍為 0.78 pm~1000 pm。理論研究與實踐證明, 任何溫度高于絕對溫度 (-273 ℃) 的物體, 表面都會出現不斷地向外輻射的紅外線。 
  紅外成像設備就是檢測表面輻射而人眼無法看到的設備,它反映了物體表面的紅外輻射場,也就是溫度場,根據物體的表面溫度場,定量測量特定部分的表面溫度。對于電力設備,紅外檢測和故障診斷是基本原理,通過檢測診斷設備表面的紅外輻射信號,從而獲得熱設備的狀態特征,根據其特征和適當的標準, 對設備作出有無故障, 以及故障屬性、存在位置和嚴重程度的診斷判別。 
  電力設備在正常運行中,由于電流、電壓的影響而引起發熱,主要包括電流效應引起的發熱和電壓效應引起的發熱。當電力設備出現缺陷或故障時,會造成缺陷或失敗部分的溫度異常變化。對于輸電和配電線路導線、連接器、壓接管、線夾、絕緣子和其他裸露的部分工作,由于長時間的環境變化和污染、有害氣體腐蝕,還有如自然的力量的作用等,可能導致設備老化,損壞、接觸不良等等,也會導致介電損耗,還有泄漏電流增加和接觸電阻增加,導致局部加熱設備,最終將導致設備故障或事故,嚴重的還會導致電網事故擴大。電力設備故障基本上可以分為內部故障和外部故障兩大類。 
  外部發熱故障:它通過局部過熱的形態向其周圍輻射紅外線,各種裸露接頭、連接體的熱故障,其紅外熱圖顯現出以故障點為中心的熱場分布。所以,可以從設備的熱圖中直觀地判斷是否存在熱故障,根據溫度的分布來確定故障的部位及故障的嚴重程度。 
  內部發熱故障:它的發熱過程一般很長,且為穩定發熱,由故障點接觸的固體、液體和氣體形成了熱傳導、對流和輻射,并通過這樣的方式來將內部故障所產生的熱量不斷地傳遞到設備的外殼,來改變設備外表面的熱場分布情況。需要指出的是,設備內部的發熱情況較為復雜,故障部件位于設備內部,如導電回路、絕緣介質和鐵芯等, 當它們發生故障時會產生不同的熱效應,主要包括下面幾種: 
 ?。?) 電阻損耗增大造成的發熱。它屬于電流效應引起的發熱。接觸電阻增大引起發熱一般由于導電回路的接頭、連接件接觸不良造成的。其發熱功率為 P = I2R,其中R為接觸電阻,I為流過電流。 
 ?。?) 介質損耗增大引起的發熱。它屬于電壓效應引起的發熱。一般由于絕緣介質的老化、劣質、受潮等因素,引起介質損耗增大產生發熱。其發熱功率 P=UICtanδ,其中C是介質兩端的等值電容。 
 ?。?) 鐵芯和可導磁部位故障引起的發熱。一般表現為磁回路異常,及引起的磁滯渦流增大發熱等。它主要是由于絕緣不良、設計不當等原因,造成局部磁短路和漏磁,形成局部過熱。 
 ?。?) 電壓分布不勻引起的溫度變化。一般是電壓型設備內部元器件的缺陷,引起電壓分布異常,進而造成設備溫度分布的異常。 
 ?。?) 設備內部缺油造成的溫度變化。一般由于設備內部的油位下降,會產生兩種不同的熱效應:一種是缺油時造成絕緣強度降低,而引起局部放電導致的發熱;另一種是缺油的油面處, 由于上下介質不同,它們的熱容系數相差很大而造成熱場分布存在差異。 
  2 紅外測溫的作用 
  對于不同的電力設備,以及不同部位的同一電力設備,因為不同的工作原理,所以故障的特性是不一樣的。設備故障通常表現形狀變形聲音不正常、氣味異常,溫度異常是最常見的設備故障的特點,由于紅外檢測與診斷技術的應用,檢測到熱缺陷,在設備斷電情況下可以有效地發現設備電氣設備事故和故障的先兆,及時采取相應措施,減少電氣設備故障率,提高電氣設備操作的安全性和可靠性。 
  在每年夏季高峰期間,城市供電負荷屢屢達到新的高度,多個配電線路設備在連續高溫、高負荷運行條件下,經歷了嚴峻的考驗。這期間,我們充分利用紅外熱成像儀,對重負荷線路、 重負荷桿變進行跟蹤測量,特別是對于變電站墻套管樁頭,電纜終端頭、異型并溝線夾、、SI系列螺絲鉗等加熱設備,有目的性的測試。 
  通過紅外測量溫度我們可以及時掌握設備在重負荷下運行狀態異常情況,以便采取有效的預防措施,消除設備存在的問題。紅外溫度測量技術為我們提供了一個簡單、快速和安全的帶電檢測方法,確保配電線路設備的安全運行,在狀態檢修工作將發揮更廣泛的作用,也盡可能的為維護人員提供保障。 
  3 結束語 
  現在國內外電纜溫度監測方法有各自的優缺點和應用測試。通過選擇合適的溫度監測方式,準確的監測電力電纜溫度的變化,可以及時知道典型的操作中常見的問題。然而單一的監測方法,有時不一定能滿足復雜的工作環境,因此,根據特定的電纜布局和操作模式,可以有針對性的進行各種監測方法,綜合利用各種方式的特征信號數據,可以更準確、有效地對電纜進行溫度監測。 
 

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關鍵詞:配電電纜

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