文章编号：1004－289X（2013）03－0085－04
红外热像技术在电气设备故障诊断中的应用
陶霞，牟惠文，赵生虎
(陡河发电厂，河北唐山063028)
摘要：介绍了红外热像技术的电气设备故障诊断原理，并通过实际案例分析了电力设备故障红外诊断的适用范围及其对电力系统的安全稳定运行所起的重要作用，提出将红外热性技术与其他测温技术相结合以克服红外热像技术的局限性，使之在电力系统中发挥更大的作用。
关键词：红外热像技术;电气设备;故障诊断;应用
中图分类号：TM76文献标识码：B
Application of Infrared Thermal Imagery Technology in
Fault Diagnosis of Electrical Equipment
TAO Xia，MU Hui-wen，ZHAO Sheng-hu
（Douhe Power Plant，Tangshan063028，China）
Abstract：The paper presents the fault diagnosis principle of electrical equipment on infrared thermal imagery technolo-gy．By practical example，analyzed the scope of application of the fault of infrared diagnosis for the powe equipment and its important effect to safe and stable operation for the power system．It also puts forward infrared thermal technology com-bining with other warm technology to overcome limitations of the infraved thermal imagery technology，make it play grea-ter action in the power system．
Key words：infrared thermccl imagery technology；electrical equipment；facclt diagnosis；application
1引言
随着现代红外技术不断成熟和日臻完善，利用红外热像技术的远距离、不接触、准确、实时、快速等特点发展起来的电力设备状态红外热像检测技术，由于在不停电、不取样、不解体的情况下快速实时地在线检测和诊断电力设备的大多数故障，所以备受国内外电力行业的重视，并得到快速发展。
2红外热像技术的电气设备故障诊断原理
世间万物都会发射人眼看不见的红外辐射能量，而且，物体的温度越高，发射的红外辐射能量越强。既然电力设备故障绝大多数都以局部或整体过热或者温度分布异常为征兆，那么只要运用适当的红外仪器检测电力设备运行中发射的红外辐射能量，并转换成相应的电信号，在经过专门的电信号处理系统处理就可以获得电力设备表面的温度分布状态及其包含的设备运行状态信息。由于电力设备不用性质、不同的空间分布特征，所以，分析处理红外检测到的上述设备运行状态信息，就能够对设备中潜伏的故障或事故隐患属性，具体位置和严重程度作出定量的判定。
3电力设备故障红外诊断的适用范围和案例分析
除某些电气设备的少数内部故障以外，凡是内部的故障发热能够在设备外部有温度响应的故障，均可应用红外方法做出诊断。所以，红外方法原则上可以覆盖所有电气设备各种故障的诊断。下面将着重从故障的发热机理，说明电力设备故障红外诊断的适用范围并以实例加以诠释。
3.1电流致热型设备故障的诊断
许多高压电气设备的内部导流回路因连接不良，接触电阻增大而出现过热，这类内部导流回路故障的发热功率P=I2R，并通过特定的传热路径在设备表面
相关部位形成局部特征性热场分布或红外热像。当改
变负荷电流时，
其发热功率和表面红外热像也随之改变。所以，
通过扫描纪录设备表面的红外热像，不仅可以分辨设备内部导流回路有无连接不良故障，而且还可以判定内部连接故障的具体位置。并且，根据设备表面温升值的大小，定量判定内部导流回路连接故障的严重程度，即对故障程度进行分等定级。这类故障是红外热像技术发现的最常见的高压设备故障3.1.1电机故障
案例一：1995年陡河厂4号（G4）发电机（额定有
功功率：250MW ，
75年日本国日立生产）大修时进行静子线圈的直流电阻测量。发现直流电阻不平衡，互差
2.12%，超标。怀疑线棒焊接点焊接不良。采用日本产的TVS-100半导体制冷的红外热像仪进行红外测温，静子线圈通入1200A 电流，5小时后从热像仪中观测到#55线棒延伸线部分温度：34.5?，
其他部分32?。由此确定故障点在该处。将包的绝缘层打开，发现绝缘材料云母有过热迹象，同时发现一大块焊锡馏子。经化验证明为该处过热将锡烤流造。红外热像如图1所示
。
图1定子线棒焊接不良的红外热像
故障处理：将线棒焊接点重新焊接之后，直阻合
格，红外测温无异常，机组投入正常运行。案例二：2002年9月15日对陡河厂3号（G3）发
电机（额定有功功率：250MW ，
75年日本国日立生产）进行红外测温工作。9?00发电机静子线圈三相串接
好，通入1400A 电流进行了测温。13?10许，使用深圳飒特公司生产的SAT-慧眼6000红外热像仪观察，发现发电机励测6点位置线棒的渐开线部分（Y1的第三根线棒渐开线）温度明显升高。高出其他部位2?。红外图像如图2所示。
故障处理办法：将缺陷处进行了重新焊接，处理后，红外测温未发现异常，机组投入后正常运行。案例三：2000年11月16日陡河厂5号炉丙排粉机利用小修时对其静子线圈端部进行敲击。测量数据如表1所示
。
图2定子线棒焊接不良的红外热像表1
排粉机敲击试验数据
测量状况37?测得静子直流电阻（Ω）
AB
BC CA 互差%端部敲击前0.81000.80810.81050.3端部敲击后
0.8208
0.8194
0.8024
2.3
根据敲击后的试验数据可知，
B 相线圈有断股的迹象，
使用SAT-慧眼6000红外热像仪观看电动机静子的端部发现B 相有一部位温度比较高。剥开绝缘发现第二极向组第一线圈与第二线圈端部引线二股断
一股。重新焊接后，试验数据合格，电机投入正常运行。案例四：2003年3月陡河厂8#
发电机大修中，对发电机定子铁心试验。使用SAT-慧眼6000红外热像仪测温，图形如图3所示
。
图3表面污秽物导致发热的红外热像
试验标准如表2所示。
表2
发电机铁损试验标准
单位铁损W /kg
最高温升?
最大温差?
≤2.5
≤25
≤15
试验中发现有缺陷铁芯（20# 21#
线棒间的齿部铁心）最大温差为17?，超标。经检查时因为大修过
程中残留污秽物导致发热。故障处理：
用37%的盐酸擦拭脏污处后，试验结果折算至10000高斯的最大温差为3.3?，最高温升11.06?，
单位铁损1.23W /kg （铁心表面积：17791cm 2
，铁心重量：81270kg ），铁损试验合格。3.1.2CT 故障
案例五：2002年1月25日陡河发电厂7#
发电机出口CT 二次直流电阻测量时，发现直流电阻增加了
8.4%，超出《电力设备交接和预防性试验规程》的规定值，
进行故障查找时通入直流，使用SAT-慧眼6000红外成像仪对其进行红外测温，发现接头过热（内部焊接不良），属于内部热故障。红外测温图形如图4所示
。
图4CT 内部焊接不良的红外热像
故障处理意见：更换备件。3.1.3开关故障
陡河厂的220kV 隔离开关每年进行一次小修，我们进行220kV 隔离开关的红外测量发现多起过热故障。限于篇幅，这里只举一例：
案例六：2011年，使用深圳飒特公司生产的HY-90红外热像仪进行220kV 隔离开关红外测温时发现204－4A 相隔离开关东侧转头温度偏高，图像如图5所示，试验数据如表3所示
。
图5隔离开关转头温度偏高的红外热像表3
隔离开关转头温度偏高的试验数据
IR Info Value Label Value IrNo 1P01：Temp 10.59Max 23.75P02：Temp 23.34Min
－19.14
P03：Temp
10.14
根据图像及数据显示此隔离开关东侧转头（P02点）温
度高于西侧转头（P01点）12.75K ，据《带电设备红外诊断应用规范》隔离开关的转头，“温差不超过15K ，为达到重要缺陷的要求”应当缩短预试周期，加强监测。随后多次复测，无明显增长趋势，待停电预试处理。
3.2
电压致热型设备故障的诊断
对于绝缘介质，其损耗：P =U 2
·ω·C ·tg δ，发热
功率主要取决于电压，
所以被称为电压致热型设备。电压致热型设备，通常指电压互感器（PT 、CVT 、YDR ）、避雷器、绝缘子、耦合电容器（OY ）、开关断口
均压电容器、电缆头等。这些设备往往由于内部缺陷（如介损增大、泄漏电流增大、局部放电等），或者外部缺陷（如瓷介质表面污秽、裂纹等）导致电压分布异常和泄漏电流增大产生故障。这类设备致热效应主要由电压所引起，与负荷电流没关系。案例七：2003年7月用SAT-慧眼6000红外成像仪对陡河厂220kV 设备进行红外温度普测时发现
220kV 1#站－4母线电容式电压互感器224－9A 相中
间变压器温度异常，上部较下部高出2?，红外图片如图6所示
。
图6CVT 中间变压器温度异常的红外热像
随后多次复测，无明显增长趋势，待停电预试处理。
案例八：2010年5月1号，陡河厂在使用SAT-慧眼6000红外成像仪对变压器进行红外测温时发现6号主变（T6）底部螺栓过热，红外图像如图7所示
。
图7变压器螺栓温度异常的红外热像
故障分析：运行中的变压器漏磁在变压器钟罩表面感应出较大的电流，正常时此电流通过变压器钟罩螺栓、变压器底座、接地扁铁泄放至大地。此时，越是
紧固的螺栓接触电阻越小，通过的泄放电流就越大，发热就越严重。反之，则发热较轻。
故障处理办法：由于变压器仍在运行中，因此采取将发热较严重的螺栓进行外跨接短路环（扁铁）的办法，以增加螺栓的散热面并起到较好的分流效果，另将其他与法兰接触状况较差的螺栓清脏，并涂抹增加导电性和防氧化性的电力脂重新紧固，处理后效果良好。
3.3油浸电气设备缺油故障的诊断
许多油浸高压电气设备，会因漏油而造成缺油或者假油位。由于油面上下介质热物性参数差异较大，在设备外表可产生与油位对应的明显梯度，因此，缺油故障也可以应用红外方法检测和诊断。
3.4电力机械故障的诊断
发电机、电动机以及其他各种电力机械因轴承振动或润滑冷却油量不足，或因安装调整不好，轴承受力不正常，引起的轴承磨损过热；直流电动机换向器因表面脏污或磨损变形引起的高温过热故障；发电机碳刷因励磁电流过大、碳刷压力太大及碳刷材质不良等原因引起的碳刷高温过热故障等，均可应用红外方法做出诊断。
4电力设备故障红外诊断的局限性
任何一种检测技术与诊断方法都不会是万能的，红外热像技术也不例外。红外状态检测与故障诊断是以对设备表面进行红外扫描测温为基础的，又因为红外辐射在固体中的穿透能力极其微弱（对金属导体的穿透厚度只有1μm数量级，对于大多数非导电材料的穿透度也小于1mm），所以，对于大型复杂电力设备内部故障的某些故障，假如其故障发热功率太小，或因故障部位距设备表面太远，由于热量的横向传递，使故障发热不能在设备表面产生明显的特征性响应；或者因设备内部的热交换过程特别复杂，致使内部的故障发热也无法在设备表面形成特征性热场分布。在这种情况下，红外方法就能难从设备外部检测到内部的运行状态，因此也就难以准确地进行故障诊断。
5结束语
大量的实践证明，红外热像诊断技术对电力生产是十分必要的。它能配合其他的试验方法准确地找到设备的故障点，也能判定许多故障类型，从而有效地降低了维修费用，保证了电力系统的安全稳定运行，大幅度减少电气设备的突发性故障，是开展电气设备状态检修的必要手段之一。但是由于红外辐射的穿透力微弱，红外方法就能难从设备外部检测到内部的运行状态，所以红外热像技术有着一定的局限性，如果能寻找出电气设备内部温度与表面温度的关系，将红外测温技术与其他测温技术结合起来，红外热像技术将会更好地诊断电气设备存在的缺陷和事故隐患，为电气设备的安全运行发挥更大的作用。
参考文献
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［2］陈衡，侯善敬．电力设备故障红外诊断［M］．北京:中国电力出版社，2002．
［3］DL/T664－2008，带电设备红外诊断应用规范［S］．
［4］Q/HBW14701－2008，电力设备交接和预防性试验规程［S］．
收稿日期：2012－05－19
作者简介：陶霞（1980－）女，河北唐山人，汉族，硕士学位，工程师，现从事电力系统高压试验工作
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
。
（上接第84页）
容量增大后所导致的结果与A相TV二次电压偏低的现状相符，从而也旁证了A相电压偏低的原因应该为C2串联的25个电容单元中有一个发生击穿。
5经验总结
（1）电容式电压互感器的电容部分往往由很多个电容单元串联而成，110kV在80个左右，220kV在160个左右，当其中一个电容单元发生击穿时，其整体的总电容量的变化较小，仅为1%左右，由于试验设备及人员操作的原因，普通的正接法测电容量，不易发现分压电容的电容量，可较为灵敏的发现分压电容器电容量的变化，以便于掌握设备的真实状态。
（2）当击穿的电容单元不是位于分压单元时，因其串联的电容单元较多，对二次的输出电压影响较小，互感器可以继续使用；如果击穿的电容单元位于分压部分时，单个电容击穿即可使得二次输出电压降低2% 3%，因此，针对这一类故障，可以结合二次电压的变化来及时发现故障。
参考文献
［1］张一尘．高电压技术［M］．2版，北京:中国电力出版社，2007．［2］许艳阳．电设备现场故障与处理［M］．北京:中国电力出版社，2008．
收稿日期：2012－12－07
作者简介：徐文，男，助理电气工程师，工学学士，变电检修技师，主要从事变电一次设备检修专业工作。
《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲 1 预防性试验的不足之处（P4） 答： 1、需停电进行试验，而不少重要电力设备，轻易不能停止运行。 2、停电后设备状态（如作用电压、温度等）与运行中不符，影响判断准确度。 3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期发生故障。 4、由于是定期检查和维修，设备状态即使良好时，按计划也需进行试验和维修，造成人力 物力浪费，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度维修。 2 状态维修的原理（P4） 答：绝缘的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性，发展的速度也有快慢，但大多具有一定的发展期。在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的发展，可以对电力设备进行在线状态监测，及时取得各种即使是很微弱的信息。对这些信息进行处理和综合分析，根据其数值的大小及变化趋势，可对绝缘的可靠性随似乎做出判断并对绝缘的剩余寿命做出预测，从而能早期发现潜伏的故障，必要时可提供预警或规定的操作。 3 老化的定义（P12） 答：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素（如电场、热、机械应力、环境因素等）的作用，部将发生复杂的化学、物理变化，会导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。 4 电气设备的绝缘在运行常会受到哪些类型的老化作用?(P12) 答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。 5 热老化的定义（P12） 答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。 6 什么是8℃规则?（P13） 答：根据V.M.Montsinger提出的绝缘寿命与温度间的经验关系式可知，lnL和t呈线性关系，并且温度每升高8℃，绝缘寿命大约减少一半，此即所谓8℃规则。 7 可靠性、失效与故障的定义（P21） 答：可靠性：产品在规定条件下和规定的时间区间完成规定功能的能力。 失效：产品终止完成规定功能的能力这样的事件。 故障：产品不能执行规定功能的状态。 8 典型的不可修复元件，其失效率曲线呈什么形状？有哪些组成部分？（P22） 答：典型的不可修复元件，一般为电子器件，其失效率曲线呈浴盆状，可分为三个部分：早期失效期、恒定失效期和耗损失效期。 9 寿命试验的目的和方式(26)
红外热像仪的市场应用和前景分析 新产品开发部 2013年3月 红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。在军事上，红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域。在民用方面，红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。 一、红外热像仪在各行业的应用 红外热像仪行业是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业，被广泛应用于军民两个领域。在现代战争条件下，该技术已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用。同时，随着非制冷红外热成像技术的发展，尤其是随着产业化过程中生产成本的大幅度降低，红外热像仪已在电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济的各个部门得到了非常广泛的应用。 1、电力设备检测 电力、电信设备过热故障预知检测，在电力系统和设备维修检查中，红外线热像仪被证明是节约资金的诊断和预防工具。测量电气设备，非接触红外热像仪可以从安全的距离测量一个物体的表面温度，使其成为电气设备维修操作中不可缺少的工具。红外热像仪可以有效防止设备故障和计划外的断电事故的发生。 ①输电设备：接头、绝缘子、夹板、跳线、高压线、压接套管、瓷瓶引线; ②变电系统：互感器、隔离开关、空气断线器、油断路器、少油量断路器、避雷
器、电容器、电抗器、变压器、总线、套管、整流器、绝缘子、线夹、阻波器; ③配电系统：配电盘、开关箱、变压器、断电器、接触器、保险丝、电缆; ④发电厂：发电机碳刷绕组装备、发电机、变压器、油枕、发电机馈电线、电压调节器、发电机马达控制中心电盘、UPS; 下面是需要采用红外热像仪进行检查的部分设施： A:电气装置：可发现接头松动或接触不良，不平衡负荷，过载、过热等隐患。这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、烧毁、起火。 B：变压器：可以发现的隐患有接头松动、套管过热、接触不良（抽头变换器）、过载、三相负载不平衡、冷却管堵塞不畅。空冷器件的绕组可直接用红外热像仪测量以查验过高的温度，任何热点都表明变压器绕组的损坏。其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。 C：电动机、发电机：可以发现的隐患是轴承温度过高、不平衡负载、绕组短路或开路、碳刷、滑环和急流环发热、过载过热、冷却管路堵塞。其影响为有问题的轴承可以引起铁心或绕组线圈的损坏；有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环，今儿损坏绕组线圈。检查发热点，在出现的问题导致设备故障之前定期维修或更换。 电动机线圈绝缘层：通过测量电动机线圈绝缘层的温度、延长它的寿命。还可能引起驱动目标的损坏。为了保持电动机的寿命期，检查供电连接线和电路断路器（或者保险丝）温度是否一致。 D：连接器：电连接部位会逐渐放松连接器，由于反复地加热（膨胀）和冷却（收缩）产生热量、或表面赃物、碳沉积和腐蚀。非接触红外热像仪可以迅速确定表明有严重问题的温升。 电动机轴承： E：各相之间的测量：检查感应电动机、大型计算机和其它设备的电线和连接器各相之间的温度是否相同。 F：不间断电源：确定UPS输出滤波器上连接线的发热点。一个温度低的点表明可能直流滤波线路是开路。 备用电池：检查低压电池以确保连接正确。与电池接头接触不良可能会加热到足以烧毁电池芯棒。
中华人民共和国电力行业标准 带电设备红外诊断技术应用导则 DL/T 664—1999 Technical guide for infrared diagnosis of alive equipment 中华人民共和国国家经济贸易委员会1999-08-02批准1999-10-01实施 前言 本标准是根据原电力工业部1995年电力行业标准计划项目(技综［1995］15号文)的安排制定的。本标准项目承担单位为河北省电力局，由省局委托邯郸电业局承办。制定本标准的目的是指导设备管理人员和现场工作人员，应用红外诊断技术对带电设备的表面温度场进行检测和诊断，发现设备的缺陷和异常情况，为设备检修提供依据，为开展设备状态维修创造条件，提高设备运行的可靠率。本标准是在没有国内外类似标准借鉴的情况下，由起草人员经过调查研究，搜集了国内外的应用成果和科研成果，经过分析、综合和试验验证，多次征求专家意见，反复修改而制定的。本标准的实施将对电力行业红外诊断技术的进一步推广及设备检修制度的改革起推动作用。 本标准的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。 本标准的附录D、附录E、附录F、附录G、附录H都是提示的附录。 本标准由中国电力企业联合会标准化部提出并归口。 本标准起草单位：邯郸电业局、华北电力科学研究院、国家电力公司热工研究院、福建省电力试验研究所、江西省电力试验研究所、广东省电力试验研究所、内蒙古电力科学研究院。 本标准主要起草人：胡世征、程玉兰、廖福旺、陈洪岗、杨楚明、侯善敬、赵墨林、李世忠、申兴忠、胡洪钧、阎军、陈永义。 本标准由中国电力企业联合会标准化部负责解释。 1 范围 本标准规定了红外诊断对象、诊断方法和设备缺陷的判断依据，对红外检测和诊断技术管理工作提出了要求。本标准适用于电力行业中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备。电力用户对带电设备进行红外检测和诊断时，可参照本标准执行。 注：只要表面发出的红外辐射不受阻挡，都属于红外诊断技术的有效监测设备，例如：旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 755—87 旋转电机基本技术要求 GB 763—90 交流高压电器在长期工作时的发热
电气故障诊断 一、电气设备的状态及检测技术 1、电气设备的状态 （1）正常状态：设备具备其应有的功能，没有缺陷或缺陷不明显，缺陷严重程度仍处于容限范围内。 （2）异常状态：缺陷有了进一步的发展，设备状态发生变化，性能恶化，但仍能维持工作。（3）故障状态：缺陷发展到使设备性能和功能都有所丧失的程度。 （4）事故状态：功能完全丧失，无法进行工作状态。 2、电气设备的状态检测 （1）判断设备所处的状态； （2）根据其状态决定对待的方式。 二、电气设备的现代检测技术 1、现代故障诊断技术的构成： （1）故障诊断机理的研究：（理化原因等） （2）故障诊断信息学的研究：（数据采集与分析） （3）诊断逻辑和数学原理方面的研究：（诊断与决策） 2、现代故障诊断四项技术： （1）检测技术（采集信号、参数） （2）信号处理技术（提取状态信息） （3）识别技术（分析、判断） （4）预测技术（决策和预测） 3、故障诊断与状态监测的关系 （1）工况监测：对反映设备或系统工作状态的信息进行全面监测和分析，实时掌握设备基本工作状态。 （2）状态监测：又称简易诊断，通过监测结果与设定阈值之间的对比，仅对设备运行状态作出正常、异常或故障的判断，而对故障的性质、严重程度等不予或无法进行更深入的诊断。
4、故障诊断的成功因素 （1）故障信息源 （2）诊断方法 5、故障诊断技术的发展趋势（与当代前沿科技相融合） （1）人工智能技术：人工神经网络、专家系统等； （2）前沿数学：小波分析、模糊数学、分析几何等； （3）信息融合技术：证据理论等。 6、故障诊断的关注点 （1）故障阶段：尚未发展造成事故的阶段； （2）其目的是：防患于未然； （3）作用阶段：继电保护动作之前。 三、电气设备的传统检测技术 如果把有故障的电气设备比作病人，电工就好比医生。由中医诊断学的经典四诊（望、闻、问、切），结合电气设备故障的特殊性和诊断电气故障的成功经验，电气设备的检测技术归纳为“六诊”要诀，另外引申出电气设备诊断特殊性的“九法”、“三先后”要诀。 “六诊”、“九法”、“三先后”是行之有效的电气设备诊断的思想方法和工作方法。 事物往往是千变万化的和千差万别的，电气设备出现的故障是五花八门，“六诊”、“九法”、“三先后”电气故障诊断要诀，只是一种思想方法和工作方法，切记不能死搬硬套。检修人员要善于透过现象看本质，善于抓住事物的主要矛盾。 （一）“六诊”检测法 “六诊”------口问、眼看、耳听、鼻闻、手模、表测六种诊断方法，简单地讲就是通过“问、看、听、闻、摸、测”来发现电气设备的异常情况，从而找出故障原因和故障所在的部位。前“五诊”是凭借人的感官对电气设备故障进行有的放矢的诊断，称为感官诊断，又称直观检查法。同样，由于个人的技术经验差异，诊断结果也有所不同。可以采用“多人会诊法”求得正确结论。“表测”即应用电气仪表测量某些电气参数的大小，经过与正常数值对比，来确定故障原因和部位。 （1）口问 当一台设备的电气系统发生故障后，检修人员首先要了解详细的“病情”。即向设备操作人员了解设备使用情况、设备的病历和故障发生的全过程。 如果故障发生在有关操作期间或之后，还应询问当时的操作内容以及方法、步骤。总的来讲，了解情况要尽可能详细和真实，这些往往是快速找出故障原因和部位的关键。 例如：当维修人员巡查时，操作人员反应前处理一台打水离心泵不能启动，需要及时处理。这时维修人就要询问，水罐是否有水，上班和本班是否曾经运行，具体使用情况，是否运行一段时间后停止，还是未运行就不能开启。还要询问故障历史等等。了解具体情况后，到现场进行处理就会有条理，轻松解决问题。 （2）眼看 1）看现场 根据所问到的情况，仔细查看设备外部状况或运行工况。如设备的外形、颜色有无异常，熔丝有无熔断：电气回路有无烧伤、烧焦、开路、短路，机械部分有无损坏以及开关、刀闸、按钮插接线所处位置是否正确，改过的接线有无错误，更换的元件是否相符等：还要观察信
红外热成像技术在矿业的应用 1、检查井下隐性火区分布、火源位置 煤层漏氧导致 氧化，释放一氧化碳 和热量，热量逐渐累 积，达到着火点发生 自燃，造成井下火 灾。煤层总有一些微 细缝，微气体的热传 导、热对流和热扩散，使煤层表面局部产生温度变化，使用红外热像仪可以即时观察巷道煤壁，通过声光报警，及时发现存在温度过热的区域，从而采取有效措施，避免自燃的发生；红外热像仪采用整体实时成像技术，能将所观测物体的热分布情况完美地显现出来，从而能较好地区分出温度过高区域找出隐患点（优于红外线测温仪的点测取），大大提高了工作效率，同时减少了误判的几率。红外热像仪具有图像存储功能，可冻结图像存储后在电脑中进行准确分析。 2、预防煤炭堆积引发的自然 煤矿在开采后会被按等级在不同的区 域堆放。我们并不能排除煤堆由于温度的 上升引发的自然。使用红外热像仪，您可 以连续监测煤堆的热点，当发现火灾隐患 时，红外热像仪会自动定位温度过高点， 同时自动触发报警。接获报警后可对温度过高点采取淋水等降温措施，避免火灾的发生。 3、检查顶板冒落和采取透水 矿用红外热像仪拍取热图不需要可见光，它能够快速检查出煤壁表面的温度变化，并进行温场分析，找出温度最高点或最低点，特别适用于密闭墙、煤层
断面等，其表面温度的变化趋势能够为是否出现大面积渗水、透水做出判断提供依据。 4、检查各种电气及动力设备的运行状态 红外热像仪亦可在供电设备和 采矿设备正常运转的情况下，检测 所有电气设备、电缆的温度变化情 况、根据温场分布及温度变化情况， 根据温升情况判别是否存在故障、 是否需要检修。同时亦可采取非接触方式检测井下中央与采区变电所各种开关、接头、变压器的事故隐患，水泵、局扇、防爆电机及动力设备（动力电缆）的温升，运输机及运输皮带的发热状态，及时判别设备的状态，消除隐患。 5、判定识别瞎炮 煤矿的开采过程中，经常会采取爆破手段进行开采，爆破完成后如何有效地评估爆破效果，清除可能残留的哑炮成为每次爆破实施完毕后亟需解决的问题。有了红外热像仪的帮助，一切变得“so easy”。运用红外热像仪对原铺设的爆破面进行扫描，通过各炮眼残留热量和温度分析，进而排查有无出现瞎炮，如存在瞎炮，准备定位方便采取措施及时清理。
带电设备红外诊断技术应用导则 参照中华人民共和国 电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》 《华北电网有限公司红外技术管理制度》 1、从事红外检测与诊断工作的人员应具备以下素质： (1)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉红外检测与诊断技术的基本原理，掌握红外检测仪器的工作原理、主要性能、技术指标以及操作方法，并能熟练操作红外检测仪器。 (2)从事红外检测与诊断工作的人员应了解电气设备的性能、结构、运行状况。 (3)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉掌握中华人民共和国电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》和本管理制度，掌握《国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分、电力线路部分）（试行）》和现场试验的有关安全规定。 2、红外检测的范围：只要表面发出的红外辐射不受阻挡都属于红外诊断的有效监测设备。例如：旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 二、红外检测与诊断的基本要求 (一)对检测设备的要求 1、红外测温仪应操作简单，携带方便，测温精确度高，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰，仪器应满足现场带电实测对距离的要求，并应能对表面放射率、大气环境参数、测量距离等进行修正以保证测量结果的真实性。 2、红外热电视应操作简单携带方便，有较好的测温精确度，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰图像清晰，具有图像锁定、记录、输出和简单的分析功能。 3、红外热像仪应图象清晰、稳定，不受测量环境中高压电磁场的干扰，具有较强的图象分析功能，具有较高的热传感分辨率和图象分辨率，空间分辨率应满足实测距离的要求，具有较高的测量精确度和合适的测温范围。 (二)对被检测设备的要求 1、被检测设备应为带电设备。
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：电气设备在线监测与故障诊断 学习中心： 层次：专科起点本科 专业： 年级：年春/秋季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断，论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术，探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义，在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对电气设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的故障诊断的方法，探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。 关键词：电气设备；在线监测；故障诊断；发展趋势；技术不足
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (1) 1.1 课题的背景及意义 (1) 1.2 国内外研究和发展动态 (1) 1.2.1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1) 1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (2) 1.3 本文的主要内容 (2) 2 电气设备的在线监测 (4) 2.1 概述 (4) 2.2 高压断路器的在线监测 (4) 2.3 变压器的在线监测 (4) 2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (5) 2.5 电容型设备的在线监测 (5) 3 电气设备的故障诊断 (6) 3.1 系统的基本框架 (6) 3.2 故障诊断方法 (6) 3.3 远程故障诊断系统 (7) 4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8) 4.1 在线监测装置的稳定性 (8) 4.2 在线监测与诊断系统的标准化 (8) 4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9) 5 结论 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)
红外热像仪应用——电机检测 随着红外技术的不断发展，热像仪逐渐被应用于越来越多的民生行业。美国福禄克热像仪作为行业佼佼者，通过多年的推广和开发，已获得各领域工程师的广泛认可，此文将通过真实案例和热图的解说来阐述美国福禄克热像仪是如何应用于点击检测的。 电机是国民经济各部门大量采用的一种动力机械设备，温度是电机工作的重要指标，超过额定温度时每升高10℃，则电机的寿命将缩短一半。电机是企业维持正常生产的重要保证，使用fluke 红外热成像仪对电机进行检测是保证正常生产系统运行的重要措施。 电机温度异常的主要原因 1 电机电气接线接触不良或老化导致电气接线温度异常； 2 电机外壳由于铁心老化、散热不良导致外壳温度过高或温度不均匀； 3 与电机连接的轴承、连轴器由于润滑不良 电机热缺陷的特征描述 1、电机电气接线 根据以往红外热像测试的经验来看，电机电气接线以及线缆接头缺陷所导致的异常发热比较常见。主要原因是： 散热不良导致电机外壳温度异常
1）氧化腐蚀：金属表面严重锈蚀氧化，造成金属接触面的电阻值乘几十倍到几百倍的增加； 2）导线断股、接头松动：导体连接部位长期受到机械振动，使得导体压接部位的螺丝松动、导线断股电阻值增大。 3) 因为结构设计、安装工艺质量所引起的异常发热 2、电机外壳温度分布 电机是按照绕组绝缘的热容量进行分级的，过高的热量会使绕组绝缘迅速老化失效，外部运行温度通常比内部温度低大约 20C 。电机外壳温度过高主要表现在两个方面： 1）外壳部分区域温度过高：导致的原因可能是内部铁芯、绕组因绝缘层老 化或损坏导致短路。 2）外壳整体温度过高：电机的周围的空气流动不充分，或电机散热系统出现问题，电机外壳整体温度异常。 3）与电机连接的轴承、连轴器:1)过度润滑；2)缺乏润滑；3)未对准通常会导致轴承问题。 AR01 AR01 电机控制器过热 电机外壳温度不均匀
红外热成像摄像机原理分析以及应用 随着技术的进步，监控系统已经在各个领域得到了广泛的应用。目前的视频监控系统主要采用可见光摄像机和人工监视、录像相结合的方式进行日常的安全防护，但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下，很难滤除干扰得到有用的视频图像，因此使得整个安防系统在夜间或恶劣天气条件下的防范能力大打折扣。 同时，由于现在的视频监控系统仍然依托于人工监视，安保人员需要对监控画面进行24小时不间断的监视、人为对视频图像进行分析报警，否则系统就起不到实时报警的功能，而更多的只是事发后取证的作用。从整体上来说，目前的视频监控系统还处于在半天时、半天候和半自动状态。 在伊拉克战争中，美军平均每个士兵拥有1.7台红外热像仪产品 一项统计数据表明，世界上47%的暴力犯罪案件发生在晚6点到早6点之间。原因很简单，在夜幕的笼罩下，犯罪分子容易隐蔽，犯罪场面也不容易被看见——黑暗掩盖了犯罪行为。即使安装了一般的视频监控系统，也有可能让犯罪分子逃之夭夭。因此，如何提高在“夜黑风高”的案件高发时间段的自动报警防范能力，成为安防系统当成亟待解决的难题之一。 在这种情况下，红外热成像技术以其作用距离远、穿透能力强、能识别隐蔽目标等优势被引入安防领域，成为监控领域的一份子。 热成像摄像机的监控原理 在自然界中一切温度高于绝对零度(-273.16摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。红外线是一种人眼不可见的光波，无论白天黑夜，物体都会辐射红外线，但红外线不论强弱，人们都看不到。 热成像摄像机(又叫热像仪)就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号，经过红外光学系统红外探测器的光敏源上利用电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热图像。利用这种原理制成的仪器为热成像摄像机。它通过探测微小的温度差别，将温度差异转换成实时的视频图像，显示在监视器上。与其他需要少量光线产生影像的夜视系统不同，其完全不需要任何光，这使它成为人们在全黑环境、黑暗的夜晚监控的完美工具。
电气设备故障诊断技术_电气设备故障诊断方法—电气设备故 障分析 排除电气设备故障没有固定的模式，也没有统一的标准，因人 而异。但在一般情况下，还是有一定规律的。通常排除故障时，所采用的步骤大致可分为：症状分析一设备检查一确定故障点一故障排除一排除后性能观察。 一、症状分析 症状分析是对所有可能存在的有关故障原始状态的信息进行收集和判断的过程。在故障迹象受到干扰以前，对所有信息都应进行仔细分析。这些原始信息一般可以从以下几个方面获得： 1.向操作者详细询问设备故障现象。通过询问以获得设备使用及变化过程、损坏或失灵前后情况的信息，还可以了解到一些过去类似的故障现象、原因以及曾经采取的措施等方面的情况。有时操作人员也许因为其他方面的原因，不愿意或不能把全部情节讲清楚。维修人员应有分析辨别能力和足够的耐心，以尽可能多地获得真实的原始信息。 2.观察和初步检查。通过看听闻摸等，检查是否发生如破裂、杂声、异味、过热等特殊现象。对设备进行全面的观察往往会得到有价值的线索。初步检查的内容包括检测装置（操作台指示灯、显示器报警信息等）、检查操作开关的位置以及控制机构、调整装置及连锁信号装
置等。 3.确定无危险情况下，通电试车。一般情况下应要求操作人员按正常操作程序启动设备。如果故障不是整机性的致使电气控制系统瘫痪，可以采用试运转的方法启动设备，帮助维修人员对故障的原始状态有个综合的印象。有些电气故障可以通过人的手、眼、鼻、耳等器官，采用看听闻摸等手段，直接感知故障设备异常的温升、振动、气味、响声等，确定设备的故障部位。 这个阶段的目的在于收集故障的原始信息，以便对现有实际情 况作分析，并从中推导出最有可能存在故障区域的线索，作为下一步设备检查的参考。但注意不要根据不确切的迹象或不充分的信息过早地作出判断。 二、设备检查 根据症状分析中得到的初步结论和疑问，对设备进行更详细的检查，特别是那些被认为最有可能存在故障的区域。要注意这个阶段应尽量避免对设备作不必要的拆卸，防止因不慎重的操作引起更多的故障。不要轻易对控制装置进行调整，因为一般情况下，故障未排除而盲目调整参数会掩盖症状，而且会随着故障的发展而使症状重新出现，甚至可能造成更严重的故障。所以，必须避免盲目性，防止因不慎重的操作使故障复杂化，避免造成症状混乱反而延长排除故障的时间。 三、确定故障点 根据故障现象，结合设备的原理及控制特点进行分析和判断，确定故障发生在什么范围，是电气故障还是机械故障、是直流回路还是交
电气设备状态检修中红外检测技术的应用研究 摘要：本文首先对红外检测技术的基本原理进行简单介绍，了解红外检测技术 的基本情况，重点研究红外诊断方法和影响诊断准确性的因素及对策，在此基础 上深入研究红外检测技术在电气设备状态检修中的应用，希望通过本文的研究能 够对红外检测技术的原理、应用方法以及影响因素形成全面的认识，同时也为后 期更好的应用红外检测技术对电气设备进行状态检修提供参考。 关键词:电气设备；状态检修；红外检测技术 1引言 在电气设备的使用过程中，合理的状态检测是保障电气设备正常使用的重要 手段。红外检测技术就是对电气设备进行状态检测的重要方法，能够实现在不接触、远距离情况下的状态检测，检测过程安全快速，结果相对可靠。但是在红外 诊断费方法的使用过程中也存在诸多因素对其准确性造成影响。因此在现阶段加 强对于电气设备状态检修中红外检测技术的应用研究具有重要的现实意义，能够 更加全面的掌握关于红外检测技术的原理方法，针对影响诊断准确性的因素进行 有效的控制，从而更好的发挥红外检测技术在电气设备状态检修中的作用，更好 的保障电气设备的正常运行。 2红外检测技术的基本原理 在电气设备使用过程中，往往会出现各种不同类型的故障，虽然发展形式比 较复杂，但是基本都会以设备热状态的异常为主要表现形式。红外检测技术最根 本的原理就是对电气设备的辐射信号进行探测，得到相应的热像特征图谱，然后 利用分析软件对得到的图谱进行专业的分析，通过与设备正常运行时的图谱进行 对比分析，判断设备的运行状态，进而分析可能存在故障的位置及其类型。 不同的物体之间存在宏观或者微观的热量传递，主要有传导、辐射和对流三 种形式，往往是三种形式同时进行。当电气设备出现故障时，也会出现不同类型 的发热以及热量传递，比如接触电阻发热、介质发热、涡流发热等。设备故障引 起的发热还会对设备的内部介质性能以及外部的表面性能造成破坏，甚至会影响 到整体的热平衡，而热量也会以各种形式传递到表面，使得表面的温度发生明显 的变化。利用红外检测技术能够检测到表面红外辐射信息的情况，进而得到设备 在不同状况、不同故障下的温度情况，结合设备结构等就能分析判断电气设备具 体的故障类型以及严重程度。 3红外诊断方法和影响诊断准确性的因素及对策 3.1红外诊断方法 红外检测诊断会遇到复杂的故障状况，针对不同的情况需要选择合适的方法 进行分析。目前常用的红外诊断方法主要包括以下几种：设备表面温度分析法是 对设备的表面发热情况进行分析，测得表面温度后结合设备温度及温升极限的相 关标准分析具体的故障，这种方法适用于电流致热和电磁效应造成的设备故障； 横纵向比较法是对同组、同相以及相同类型的设备之间的温度进行对比，对比的 数据包括某些部位的温升、温度值等，具体数值的选择要参照设备发热的具体情况；一些电压致热※的电气设备，其温度升高变化比较小，利用上述方法分析效 果不明显，可以利用热像图进行分析，对比设备在正常状态和故障状态下的热像 图的差异来分析设备的故障，需要注意的是在使用热像图分析法进行红外检测时 要使三相设备同时充满成像视场，这样能够有效避免其他因素的干扰，提升检测 准确性；除此之外还有相对温差判断法、历史数据分析判断法和连续分析判断法。
电气设备故障诊断方法和技术研究宋益睿 发表时间：2017-12-07T18:34:25.443Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：宋益睿刘云静周翔宇[导读] 摘要：随着经济水平的快速提高，人们的日常生活中各种电气设备开始广泛普及，这对提高我国居民的生活质量和工业发展具有重要的意义。 （国网山东省电力公司济宁供电公司山东济宁 272000） 摘要：随着经济水平的快速提高，人们的日常生活中各种电气设备开始广泛普及，这对提高我国居民的生活质量和工业发展具有重要的意义。因此电气设备的日常故障检修就成为了十分重要的问题。一旦电气设备产生故障，就会造成严重的经济损失，甚至会造成人员的伤亡，这对电气设备运行的安全性和稳定性提出了更高的要求。因此，本文针对电气设备故障诊断技术的现状以及系统结构、故障的分类和常见的电气故障以及故障诊断方法等进行了分析．其中对常见电气故障以及故障诊断方法方面做了重点阐述，为以后的课题研究奠定了理论基础。 关键词：电气设备；故障分析；诊断方法和技术 前言 当今社会正处于科学技术高速发展的时代，随着人们日常生活和社会活动需求不断提高，高层楼宇不断增加以及工业厂房不断扩大等，越来越多的电气设备应用到生活和工作中。与此同时，规模不断扩大的电气系统，其功能也在日益完善，复杂程度也越来越高，伴随而来了各种问题。电气结构的日益大规模化以及其各子系统之前的错综复杂，使得电气设备出现故障的几率成倍增长。而电力系统的基本元件就是电气设备，一旦发生故障，轻则停电检修，造成经济损失并且影响人们的正常工作和生活；重则引起电气设备短路或者局部损坏，若发现不及时甚至可能发生火灾事故，危及人身安全．因此，电气设备故障诊断技术的研究，对保证电气设备安全、稳定的运行，减少经济损失以及避免人员伤亡等方面具有重要意义。 1电气设备故障诊断技术的现状分析 现阶段，人工检测、人工查找故障原因和人工抢修这一流程，仍是许多电气系统故障排除的主要方法．这对故障维修人员的素质和能力要求极高，设备故障的维修方法以及恢复时间很大程度上取决于维修人员的个人水平和经验．在城市化建设迅速发展的今天，大量电气设备广泛应用于各个不同领域中，并且逐渐向大规模集成化和自动化发展［2］。这就出现了大量的复杂系统和混杂系统，各子系统之间相互关联，错综复杂，一旦发生故障，影响面很大．所以，这种传统的故障诊断方法已经无法满足当今结构日益复杂，功能日益完善的电气系统，因此，电气故障诊断技术应运而生。 2电气故障诊断流程 故障分析主要是针对正在使用或者出现故障的电气设备进行故障识别、分类和初步评判。不同的电气设备类型、设备故障现象和故障的表现特征，一般采用绝缘故障诊断流程和机械故障诊断流程。绝缘故障诊断流程主要是基于故障树分析法，通过逐步细化，将故障进行准确的定位和分析，达到对故障进行准确诊断的目的［1］。机械故障诊断流程一般是按照基于频率响应分析的变压器绕组变形判断、基于短路抗阻的变压器绕组变形判断、基于相关实验结果的变压器变形判断。 3电气故障常用的诊断方法与技术 3.1直观法 直观法是根据电器故障的外部表现，通过看、闻、听等手段，检查、判定故障的方法。（1）检查步骤：调查情况：向操作者和故障在场人员询问情况，包括故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况。如有无异常气体、明火、热源是否靠近电器、有无腐蚀性气体侵入、有无漏水，是否有人修理过，修理的内容等等。初步检查：根据调查的情况，看有关电器外部有无损坏、连线有无断路、松动，绝缘有无烧焦，螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出，电器有无进水、油垢，开关位置是否正确等。试车：通过初步检查，确认有会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后，可进一步试车检查，试车中要注重有无严重跳火、异常气味、异常声音等现象，一经发现应立即停车，切断电源。注重检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理图的要求，从而发现故障部位。（2）检查方法：观察火花：电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会产生火花，因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电器故障。例如，正常紧固的导线与螺钉间发现有火花时，说明线头松动或接触不良。电器的触点在闭合、分断电路时跳火说明电路通，不跳火说明电路不通。控制电动机的接触器主触点两相有火花、一相无火花时，表明无火花的一相触点接触不良或这一相电路断路；三相中两相的火花比正常大，别一相比正常小，可初步判定为电动机相间短路或接地；三相火花都比正常大，可能是电动机过载或机械部分卡住。在辅助电路中，接触器线圈电路通电后，衔铁不吸合，要分清是电路断路还是接触器机械部分卡住造成的电气设备故障诊断技术电气设备故障诊断技术。可按一下启动按钮，如按钮常开触点闭合位置断开时有稍微的火花，说明电路通路，故障在接触器的机械部分；如触点间无火花，说明电路是断路［4］。动作程序：电器的动作程序应符合电气说明书和图纸的要求。如某一电路上的电器动作过早、过晚或不动作，说明该电路或电器有故障。另外，还可以根据电器发出的声音、温度、压力、气味等分析判定故障。运用直观法，不但可以确定简单的故障，还可以把较复杂的故障缩小到较小的范围。 3.2测量电压法 测量电压法是根据电器的供电方式，测量各点的电压值与电流值并与正常值比较。具体可分为分阶测量法、分段测量法和点测法。 4结束语 随着现代科技的迅速发展和我国工业业电气化进程的不断加快，琳琅满目的电气设备开始被广泛地应用与各行各业，工业电气化进程对于提升我国工业发展水平我国工业发展和综合实力的提高发挥着十分重要的作用［5］。但电气设备一旦出现故障，就会造成巨大的损失。因此，也就对电气设备运行的安全、稳定性提出了更高的要求。分析了电气设备故障诊断方法和技术。本文重点介绍了闽值分析法，显著性差异分析法援例推理分析法等三种最为常用的方法。 参考文献： ［1］张龙．建筑电气系统故障诊断方法研究［D］．北京：北京林业大学，2014． ［2］马长．浅析电气设备故障诊断系统的分析与设计［J］．中国新技术新产品，2014（1）：118．
电气设备故障诊断技术 发表时间：2017-07-19T15:11:00.330Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：王进 [导读] 摘要：在社会科技快速发展背景下，电气设备故障诊断方面的技术支持力度也应适当加强。 （世源科技工程有限公司北京 100080） 摘要：在社会科技快速发展背景下，电气设备故障诊断方面的技术支持力度也应适当加强。随着信息时代的快速发展，未来的电气设备诊断怎样在相应传统技术基础上，合理的进行创新发展，科学整合电流法、表测法等基础诊断手段和信息技术，也是未来电气设备故障诊断改革发展的主要方向。因此，为了更好的适应时代发展的各种需求，有效降低电气设备出现故障的频率，对于其诊断技术的创新研究，应给予足够重视。 关键词：电气设备；故障；诊断技术 电工实验设备是各高校、科研机构和工厂中常见的一种教学、研究和测量仪器设备。因其使用率高，操作强度大，动作频繁且工作环境较复杂，导致故障率也处于较高水平。对设备进行维修，首先要有一套科学、先进、合理的故障诊断办法，然而现行的诊断办法主要依靠经验和简单的技术手段。随着仪器设备的集成化程度提高，电气、电子器件的更新换代，沿用的诊断办法和手段已经无法满足实际需要。 1 电气故障的特点 电气故障主要有三个方面的特点，分别是隐形、显性和故障区域性。很多电气设备故障没有明显的外在表现，很难常规检查的过程中被发现，这些故障包括熔丝熔断、绝缘线内部断裂、保护装置调试不当、触头接触不良等。而有些电气故障却有明显的外部特征，可以在常规检查的过程中被及时发现，并采取相应的措施，这些故障包括继电器、接触器过热、冒烟，触头熔断，接头脱落，电气发出异常声音，异常震动等。很多电气设备的元件分布区域很广，如变电器中的很多断路器就安装在进出线的间隔中，当变电站发生故障时，需要对这些区域进行全面的检查才能确定故障发生的确切位置，增加了电气故障检修的难度。 2 电气设备故障诊断基本流程 采煤机的启动回路如图1所示，按一下先导试验按钮，观察功能显示器先导指示灯是否发亮，如不亮则是顺槽丌关故障，使用万用表交流电压档在高压箱接线腔测量P、E线之间电压。若无电压，说明顺槽供电电缆有问题，检查顺槽开关是否合到位，远控P、E线是否接对；若有电压，说明顺槽开关远控P、E线没问题，用二极管直接短接P、E线应能启车，否则还是顺槽开关及进线电缆问题。排除控制中心故障后还是不自保，则检查瓦斯检测装置是否正常工作，观察瓦斯报警仪电源指示灯，确定其电源工作正常。确保瓦斯报警仪电源工作正常后，用万用表检查其输出点是否闭合，如果不闭合，说瓦斯检测仪损坏，更换瓦斯检测仪；反之检查控制中心设置。 3.1 诊断方法 1）状态分析法 所谓的状态分析法就是根据电气设备发生故障时的状态进行分析检修的方法。电气设备的运行过程可以分为几个阶段，这些阶段也可以成为运行状态，如电动机的运行就可以分为启动、运转、正转、反转、制动、停止等几个过程。在电气设备运行的某些状态下故障的发生频率较高，而在某一状态下元件的运行状态是进行电气设备故障分析的主要依据。 2）图形分析法 电气设备都具有相应的设计图，设计图中包括设备的结构、运行原理、功能、装接方式、维修方法等重要的信息。在进行电气设备检修时，这些设计图发挥了重要的作用。电气设备的图纸有很多种类，如原理图、构造图、系统图、位置图等。在进行电气设备的故障诊断时，需要对这些图纸进行综合全面的分析，并掌握图纸之间的关系，如接线图可以转变为电路图、原理图等。 3）单元分析法 电气设备是由多个单元组合而成的，每一个单元都有其特定的功能。当电气设备发生故障时，也就相当于其中某个单元的功能丧失了，可以通过这种方式来判断故障发生的具体环节。在进行电气设备的故障分析时应当将设备的功能分为几个具体的单元，这样就能在最
1.红外热成像技术 红外成像技术作为一门新技术，在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性。红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断，它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像。由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写，而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征。因此采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷。 2.什么是红外热像图 一般我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。 同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。 3.红外热像仪的原理 热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热像仪的非接触式测温方式，能够在不影响轧辊工作的同时测量其实时温度，并随时采取降温措施。
红外热像仪的原理 4.红外热成像的特点 自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。 5.在线式红外热像仪 采用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热像仪。
电气设备故障诊断方法 电气故障现象是多种多样的，例如，同一类故障可能有不同的故障现象，不同类故障能是同种故障现象，这种故障现象的同一性和多样性，给查找故障带来了复杂性。但是，故障现象是查找电气故障的基本依据，是查找电气故障的起点，因而要对故障现象仔观察分析，找出故障现象中最主要的、最典型的方面，搞清故障发生的时间、地点、环境等。 1.直接感知有些电气故障可以通过人的手、眼、鼻、耳等器官，采用摸、看、闻、听等段，直接感知故障设备异常的温升、振动、气味、响声、色变等，确定设备的故障部位。 2.仪器检测许多电气故障靠人的直接感知是无法确定部位的，而要借助各种仪器、仪表，对故障设备的电压、电流、功率、频率、阻抗、绝缘值、温度、振幅、转速等等进行量，以确定故障部位。例如，通过测量绝缘电阻、吸收比、价质损耗，判定设备绝缘是否受潮；通过直流电阻的测量，确定长距离线路的短路点、接地点等。 利用眼睛、鼻子、耳朵、手等感觉器官，来进行直接观察，观察温度、声音、颜色、气味有否异常，以判断电源装置的运行情况。通过这种直观，将一些明显的故障能立即诊断出来，或者能帮助我们分析和掌握故障发生的部位、危及范围、严重程度以及元器件损坏情况。就是对那些隐蔽而复杂的故障，通过我们所直接观察到的各种现象，也能为进行诊断和分析提供重要依据，因此，直观是诊断故障的十分重要的第一步。 1.听一听有没有异常的声音。 2.嗅一嗅有没有异常气味，特别是有没有出现绝缘材料烧焦的气味。一般电气部件都由绝缘材料组成，当绝缘材料被通过的大电流（超过额定电流数倍）烧伤或烧焦后，会发出一种刺鼻的臭味，追踪气味的发生处，能帮助我们查找故障源。 3.查一查是否出出异常的温度。各种电源设各，不管是静止型还是旋转型，只要流过电流，就会产生热量，这种热量，使温度上升，但只要不超过额定温升是允许的。电源装置能持续正常的运行，这种温度基本处于饱和状态，变化不会很大。如果发现某元器件或某部位的温度突然升高，发热发烫，出现反常情况，表明可能出现故障或者有故障隐患存在，此时可根据热源去寻找故障点。检测电源装置的温度，通常采用如下几种方法。 （1）用手去摸一摸，赁感觉和经给来判断温度是否发生了异常。平时，要有意识地经常去体验设备的温度，掌握装置正常运行情况下的温度，因此，只要用手去摸一摸（但必须注意安全），就能知道温度是否超出了允许的最高温度。根据经验，在通常情况下，能够用手摸设备耐受10s左右的温度约为60度。 （2）对一些十分重要的部件或者特别需要监视的部位，可以安放温度计，用温度计来检测和监视它们的温度。 （3）对另外一些需要监视温度的部件或部位，但不便安放温度计，也不能用手摸它。在这种情况下，可以贴上示温片或涂上示温涂料，根据它们的颜色随着温度的变化而发生变化的性能，就可以知道温度是否出现了异常。 4.看一看有没有出现冒烟的情况，是否有被烧焦、烧黄或被烧得发黑的元器件。当过载和短路引起的大电流通过元器件（或零部件）时，轻者将远件烧得发烫，烤得变黄。重者将元器件（或零部件）烧得冒烟、发焦、发黑。对这种情况，可根据损坏的元器件，找出故障点，分析出故障原因。 5.看一看熔断器是否熔断。如果发现熔断器熔断，则应检查一下是哪一相的被熔断。再细细地看一下熔芯被烧断的情况和被熔断的程度。便如，对那些玻璃管熔断器，有的熔芯看上去是被慢慢地熔断的，在被熔断分开的两个断点处显得比较粗壮，头上呈现椭圆形，玻璃管仍然很透明，并且没有任何被损坏的痕迹，也没有任何发黑发黄的现象。这些多数是由于过负