红外热成像技术在设备故障诊断中的应用

红外热成像技术在设备故障诊断中的应用

摘 要 红外热成像技术是现在一种主要的无损检测判断评估方法，它所反映的热状态是设备工作状态的一个指标。利用热像仪对设备温度的非常规变化进行监控，对判断设备的实际工作情况和确定运行的可靠性具有重要的指导作用。本文讲述了该项技术的主要特点并结合实例介绍这项技术在电力设备故障检测方面的应用。

关键词 过热；故障检测；红外热成像技术

中图分类号R445.7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）115-0129-02 1 概述

红外热成像技术是现阶段一种非常重要的设备故障诊断方法，其得出的数据表面了设备运行的温度场参数。运行中设备的热状态是不是发生变化和异常，对判断设备的工作状态和可靠性具有十分重要意义。这项技术分辨率优越，显示多样化，可持续监测物体表面的瞬态二维温度分布场，有利于发现热区以及热区的形状和热点的分布，接下来我们将结合我们工作中发现的一些检测特例来展示给各位便于大家在以后的工作学习中参考。

1.1 变压器储油柜假油位的判断和处理

储油柜是变压器的主要部件之一，他的作用是补偿绝缘油因温度变化而产生的膨胀或收缩，确保充油设备自身体内一直注满油。大型变压器要求使用全密封式储油柜，确保绝缘油与外界的空气完全隔离，以杜绝绝缘油吸收空气水分氧化而降低它的绝缘性能。储油柜结构见下图： 胶囊式储油柜工作原理

胶囊式储油柜是通过胶囊将绝缘油与外界空气完全的隔开，同时通过呼吸器阻止水蒸汽进入胶囊。正常工作情况下，胶囊是浮在油面上，当绝缘油随着油温的升高而膨胀时，储油柜内油面就将上升，挤压胶囊向外排气；相反当油温降低而油面下降时，胶囊从外面吸收气体涨大，自动保持胶囊内外两侧压力平衡，确保设备本身一直充满绝缘油。 能源管控中心四烧变电站主要对炼铁厂四号烧结机附属设备进行供电，2012年10月19日点检过程中发现1#变压器储油柜油位异常升高，怀疑为假油位。为防止对生产造成影响，倒负荷停1#变压器对其进行全面检查。储油柜红外图像如下图所示：

从侧面观察油面大约在储油柜1/3处，油位计显示油位高于2/3，基本判断为假油位。遂拆下呼吸器，打开放气塞，将柜内气体放出，油位计显示油位随气体的放出逐渐下降，最后稳定在油枕1/3处，基本与红外图像显示油位持平。打开吸湿器管接头后发现胶囊在吸湿器管接头处断裂，已整体

脱落入储油柜内。

由于其他仪器很难准确检测出具体油位，通过红外成像图可以使问题得到完美解决。 1.2 发电机保护屏端子过热检测

2012年6月12日12时20分34769秒，能源中心35MW发电机差动保护动作跳机。

对发电机本体进行检查，未发现异常。于是怀疑差动动作原因可能为：1）电流互感器故障或者二次线虚接；2）发电机到保护屏之间电缆屏蔽存在问题；3）发电机保护屏端子松动。

首先对励磁小间内电流互感器进行检查，外观、温度等均正常。之后对发电机保护屏后端子进行红外检测时发现端子号12一行中间压片处温度明显超标，最高温度121℃，判断为螺丝松动，此行对应线号为C411，与之前故障录波所显示发电机C相电流异动导致跳机的结果正好吻合。检修人员对端子进行短接，紧固中间压片螺丝后温度逐渐恢复正常，机组目前运行正常。 1.3 远距离过热点的监测

由于测温枪存在距离系数比的问题，导致远距离测量时不易找到具体过热点，红外成像仪测量距离和范围较广，可以对远距离过热点进行准确测量。

2012年7月9日岗位人员点检4#前置发电机小间过程

中发现B相互感器周围个别点温度较高，但无法准确找到具体过热点。通过红外线成像仪观察，互感器上端母排截面处最高温度达到222.6℃，分析造成高温的原因可能为互感器穿心螺栓与上端母排联接处螺母松动。经研究决定停机对其进行处理。停机后检查发现穿心螺栓上端螺母已有轻微松动，螺母垫片已与母排相融，对母排及垫片进行打磨后重新紧固安装。起机后再次测量温度回归正常。 1.4 锅炉给水泵压力、流量降低分析

9月28日，余热一区2#锅炉2#中压给水泵出口压力突然下降，电机电流明显减小，岗位人员到现场查看就地压力表与远传压力一致，检查泵体和进出口阀门正常后，关小出水门，开启给水管道排空气门，但压力，流量和电流未恢复正常。开启备用泵之后，事故现象也未好转。为保证锅炉、汽机安全稳定运行，降低了锅炉负荷，保证锅炉正常给水。分析测试过程中，同时启动1#锅炉两台给水泵，进出口压力没有变化，1#锅炉给水泵出口压力2.3MPa，水泵进口温度116℃，出口温度116℃。同时启动2#锅炉两台给水泵，进出口水压先升高后降低，2#锅炉给水泵出口压力1.2MPa，进口温度85.7℃，出口温度102.4℃。检查两台泵进水管道滤网，未发现有异物。初步判断为低压汽包至中压给水管道入口堵塞。

次日利用停产检修机会，停2#锅炉后放水。检修人员进

入低压汽包人孔门，发现中压给水入口管道有异物堵塞，并确认是汽水分离器组件损坏脱落。 2 结论

温度是反应设备运行状态和功能故障的重要特征，经常对重点设备的温度进行检查，可以及时跟踪设备工作状况，并可以第一时间发现异常状态便于进一步检查。通过监视设备的性能状况可在在需要时安排维护，即可降低因设备故障而发生非计划性停产的可能性，也可减少设备维护费用和维修成本，极大限度地提高了维护效果和生产能力，因此红外热成像技术的应用对于整个生产具有重要的意义。