电力设备红外检测诊断技术192页PPT

1 范围
本标准给出了使用红外热低像检测带电设备的方法、 仪器要求、仪器适用范围、缺陷的判断依据及红外数据 的管理规定等，使用红外测温仪（点温仪）可参照本标 准执行。 • 本标准适用于具有电流、电压致热效应或其他致热效 应的各电压等级设备、包括电机、变压器、电抗器、断 路器、隔离开关、互感器、套管、电力电容器、避雷器 、电力电缆、母线、导线、绝缘子、组合电器、低压电 器及二次回路。
.
3 术语和定义
• 3.1 温升 • 被测设备表面温度和环境温度参照不同部位之间的温度差。 • 3.2 温差 • 不同被测设备或同一被测设备不同部位之间的温度差。 • 3.3 相对温差 • 两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数
。相对温差δt可用下式求出： • δt=（τ1-τ2）/τ1×100%=（T1- T2）/（T1- T0）×100% • 式中：τ1和T1—发热点的温升和温度； • τ2和T2—正常相对应点的温升和温度； • T0—环境温度参照体的温度。
.
正常的
220KV 电容式 电压互
感器
电容式电压互感器
110KV 电容式 电压互 感器上 部2/5左 右电容 芯缺油 击穿
.
110KV 电容式 电压互 感器上 部缺油 ，并有 1/6左右 电容芯 击穿
电容式电压互感器
正常的 110KV 电容式 电压互 感器
.
正常的 （阻尼 电阻外 引）
110KV 电容式 电压互 感器
P＝KfI2R
P为发热功率 W；Kf为附加损耗系数；I为通过的负荷 电流， A；R为截流导体的直流电阻，Ω。 Kf－在交流电路中计及趋肤效应和邻近效应时使电阻 增大的系数。
电流致热性设备
• 引起导电回路接触不良，电流致热的主要原因： • 导电回路连接结构设计不合理； • 安装施工不严格，不符合工艺要求。 • 导线在风力舞动下或者外界引起振动等机械力作用下，以

谢谢！
73
电力设备故障红外诊断
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华

适当缩小检测距离或选择视场角较小的红外仪器检 测时，被测目标可充满仪器视场，不仅使得目标附 近的背景辐射不能进入仪器视场（大气散射或目标 反射的背景辐射除外），而且检测结果在不考虑大 气衰减的情况下将与检测距离无关，还可以收到抑 制背景辐射影响的效果。
.
15
红外测量有关的基本概念
1、温度 温度是反映物体冷热程度的一个物理量，温度的数 量表示法是通过温标实现的，有了温标，物体的冷 热程度才能准确客观地表示出来。 红外辐射的能量大小用物体表面的温度来度量，辐 射的能量愈大，表明物体表面的温度愈高，反之， 表明物体的表面温度愈低。
1、大气吸收和散射导致被测目标辐射信号衰减。这
种辐射信号衰减不仅增大测量误差，而且当使用
红外热像仪检测时还会降低同组设备上有无故障
部位之间的辐射对比度或相间温差。
2、辐射传输路径上大气性质的随机起伏，可导致辐
射场的空间和时间起伏。不仅会引起检测仪接收
远处目标辐射出现强度调制，当探测远距离小目
标时，会造成目标方向抖动。因此对选择检测仪
建议：被测目标尺寸超过视场大小的50%为好
.
12
减小背景辐射影响的有效方法
为了减小背景辐射的影响，检测时除选择无阳光照 射的时间进行检测和采取遮挡等措施避开周围背景 辐射外，更有效的主动措施是选择合适的检测距离 与仪器视场角进行检测。
任何红外仪器都可以检测无穷远处物体辐射，若不 恰当选择检测距离，会严重影响检测结果的可靠性； 原因在于除大气衰减随距离增加而越发严重以外， 背景辐射也将进入视场来干扰检测。
的斩波频率、扫描速度、时间常数都提出要求。
.
5
红外热成像仪的工作原理
它是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标 的红外辐射信号，经过光谱滤波、空间滤波，使聚 焦的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光 敏元上，对被测物的红外热像进行扫描并聚焦在单 元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成 电信号，经放大处理，转换成标准视频信号通过电 视屏或监视器显示红外热像图。

物体发出的红外辐射
反射辐射源 透射辐射源
T
TT 反射辐射 W 透射辐射W 自身辐射Wε
ε
物体发 出的辐 射Wex
Wε+Wρ+Wτ= Wex=100% ε+ρ+τ=1
红外检测的基本知识
来自物体自身发出的辐射
物体自身的红外辐射是各个方向的，辐射量取决于物 体自身的温度以及它的表面辐射率，所有物体都有温 度以及表面辐射率，所以所有物体都有红外辐射。
红外检测的基本知识
物体接收的入射辐射
辐射—物体向外发出自身能量 吸收—物体获得并保存来自外界的辐射 反射—物体弹回来自外界的辐射 透射—来自外界的辐射经过物体穿透出去
入射辐射 Win 吸收辐射 W
透射辐射 W
反射辐射 W
W +Wρ+Wτ= Win=100%
+ρ+τ=1
红外检测的基本知识
长λ、温度T满足下列关系：
W(λ,T) ＝
C１ λ５
１
e
Ｃ２／λＴ
－１
［W・ｃｍ・μｍ］
其中 W: 光谱辐射分布；: 波长 (m)；T: 绝对温度 (K) C1: 第一辐射常数3.7418; C2: 第二辐射常数1.4388
普朗克辐射定律是所有定量计算红外辐射的基础。
红外检测的基本知识
斯蒂文-波尔兹曼定律： 为了求出黑体的全部辐射量，将普朗克定律公式在整个波长（0--） 内积分。黑体的辐射能量和绝对温度的4次方成正比。
红外检测的基本知识
辐射是从物质内部发射出来的能量。物质分子 内原子的相对振动，分子转动，晶体中原子的振动 都随之被激发到更高能级，当它向下跃迁时，就进 行辐射，这种辐射称之为热辐射。

延长设备使用寿命
定期的红外测温检查可以及时发现设备潜在的故障，进行及时的维修和更换， 延长设备的使用寿命。
保障电力系统稳定运行
减少设备故障对电力系统的冲击
通过预防设备故障，可以减少设备故障对电力系统的冲击，保障电力系统的稳定 运行。
提高电力系统的可靠性
通过红外测温及时发现设备异常，采取措施进行维修和更换，可以提高电力系统 的可靠性。
案例三
总结词：技术升级
详细描述：随着科技的发展，红外测温技术不断升级，在 电力系统中的应用越来越广泛，未来将朝着智能化、高精 度、快速响应等方向发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
在进行红外测温时，应确保设 备的安全，避免设备过热或受
到其他物理损害。
环境因素考虑
红外测温时应尽量减少环境因 素的影响，如风速、温度、湿
度等。
操作规范
操作人员应熟悉并遵守设备操 作规范，避免误操作导致设备
损坏或测量结果不准确。
定期维护与校准
为保证设备的准确性和可靠性 ，应定期对设备进行维护和校
准。
建议与改进措施
变电运行班组红外测温PPT课件
contents
目录
• 红外测温技术简介 • 变电运行中红外测温的重要性 • 红外测温在变电运行中的实践应用 • 红外测温的注意事项与建议 • 案例分析
01 红外测温技术简介
红外测温技术的定义与原理
定义
红外测温技术是一种利用红外辐 射原理测量物体表面温技 术，成功检测到设备异常发热，及时 发现并处理了潜在的安全隐患，避免 了设备故障和停电事故的发生。
案例二：红外测温在故障诊断中的应用
总结词：高效诊断
详细描述：在某次设备故障中，通过红外测温技术快速准确 地诊断出故障部位和原因，为抢修工作提供了有力支持，缩 短了停电时间。

第27页/共84页
二、电流互感器
电流互感器是将系统高电压、大电流的信息传递 到低电位、小电流的二次侧，联络一次系统和二 次系统的重要元件 ；
电流互感器按照绝缘介质可分为充油电容型、SF6 气体绝缘互感器，35kV及以下电压等级有固体绝 缘互感器 ；
电流互感器由一次导电回路、电容屏、绝缘油/气 体、二次线圈、外瓷套等组成；
因工艺和质量控制原因，避雷器在运行中 出现较多因内部受潮而导致的设备故障， 通过红外检测能早期发现此类设备隐患。
避雷器缺陷热像是典型的电压致热型。
第37页/共84页
九、阻波器
阻波器是载波通信及高频保护不可缺少的 高频通信元件，它阻止高频电流向其它分 支分流，起减少高频能量损耗的作用。
阻波器通常由电感线圈、调谐元件及避雷 器等组成，采用支柱绝缘子或悬式绝缘子 支撑，
导电回路、盆式绝 缘子、SF6气体、金 属外壳组成，通过
导电部分、外瓷套 组成，中间充满SF6 气体作为绝缘介质 。
红外检测的手段也 表面污秽发热、端
能发现GIS设备导电 部连接接触发热较 回路发热这一类电 常见
流致热型缺陷
第34页/共84页
七、隔离开关
隔离开关是高压开关中使用最多的一种电 气设备，它的作用是将需要检修的电气设 备与带电的电网隔离或转换系统设备运行 方式。
红外检测模板
会计学
第1页/共84页
1
项目一 红外检测技术培训教材
任务一 红外基本知识和电力红外检测 任务二 电网输变电设备红外检测诊断 任务三 红外热像仪器及操作实践 任务四 诊断技术与规范管理
第2页/共84页
红外基本知识和电力红外检测
一、 红外检测技术发展概述 二、 红外热像检测基本知识 三、电力设备红外检测基本机理

电流致热型——由于电流效应引起发热的设备。
如隔离开关、断路器的接头、触头，CT的外部接头，导线及压接头， 阻波器等。通常反映设备的外部缺陷（如接触不良），但断路器的热故障 有时反映的是内部故障（触头接触不良）。
综合致热型 ——既有电压效应，又有电流效应，或者电磁效应引
起发热的设备。 其热故障可以由介损增大引起，也可以由内部连接不良引起。如电流
斯蒂芬—玻尔兹曼定律
WT4
单位时间单位面
积物体辐射的红
外线总量
斯蒂芬—玻尔兹
曼常数
物体的热力学温 度
物体表面的比辐 射率
• 物体的温度越高，辐射的红外线能量越 强。
• 对电力设备测温时，红外热像图上越亮 的地方，即温度最高的地方。
红外检测的影响因素
物体（电气设备）红外辐射的发射率
• 表面粗糙程度：越粗糙，发射率越高 • 材料性质：包括化学成分和性质，物理性能和结构 • 温度：温度越高，发射率越高。 • 颜色：绝对黑体，发射率为1。
➢ 红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为 “大气窗口” 。红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。 短波窗口在1～5μm之间，而长波窗口则是在8～14μm之间。
近红外 中红外
远红外
透 射 率
01
3
5
8
波长
14 15
短波 (3µm ~ 5µm); 长波 ( 8µm ~ 14µm)
小结：为什么使用红外能检测缺陷？
红外检测 通过对物体表面温度及温度场的检测，判断设备 是否有缺陷。
红外检测的优点
先进性：具有远距离、不停电、不接触、准确、 直观、快速、安全、应用范围广等优点，其中部 分优点是预防性试验所不具有的

温度分辨率的客观参数是噪声等效温差（NETD）。 它是通过仪器的定量测量来计算出热像仪的温度分 辨率，从而排除了测量过程中的主观因素。它定义 为当信号与噪声之比等于1时的目标与背景之间的
温差。
.
21
9、空间分辨率
整机的空间分辨率参数是概括了物镜、摄像管、视 频电路和显像管各个分辨率影响的综合参数。
.
25
外壳温度分布
内部线路或器件故障导致发热，热量可以通过传 导、对流等形式传递到外壳，通过红外热成相仪 可直接在外壳上发现温度异常。
.
26
电力设备故障红外探测的原理
红外辐射的发射及其规律：
红外辐射（或红外线，简称为红外），就是电磁波 谱中比微波波长还短、比可见光的红光波长还长的 电磁波。具有电磁波的共同特征，都以横波形式在 空间传播，并且在真空中都有相同的传播速度；
电力设备红外测温
.
1
红外技术的起源和发展
1800年，英国物理学家F.W.赫胥尔做了个实验，让 阳光通过一个大三棱镜，在白色屏上展示出一副七 色光带，然后将七支体温计分别挂在每种单色光带 上，为了监测环境温度，又在七色光带周围放置几 个温度计。实验结果令他大为惊奇：
从紫外区到红光区的温度显示象阶梯一样，一个比
λmT=2897.8um·K
该关系式称为维恩位移定律，它表明最大辐射波长 等于一个常数与物体温度之比。即物体越热其最大 辐射波长越短。
工业状态检测用红外热像仪一般工作在远红外波段。
.
30
3.辐射功率随温度的变化规律——斯蒂芬-玻耳兹曼 定律
斯蒂芬-玻耳兹曼定律描述的是黑体单位表面积向整 个半球空间发射的所有波长的总辐射功率Mb（T） 随其温度的变化规律。
.
23

3.1电力设备发热的机理 3.2设备故障原因 3.3各类设? 3.2设备故障原因 ? 3.3各类设备的检测要点
电力设备的红外检测
? 3.1电力设备发热的机理 电力设备在正常工作的时候，由于电流、电压的作
用，将产生发热。这些发热的形成有多种多样。
有数万个各自独立的半导体光电耦合器件 （硅铂、碲镉汞、锑化铟等）构成的焦平 面阵列集成电路。
红外检测仪器
红外热像仪可将不可见的红外辐射转换成可见的图像。物体的红 外辐射经过镜头聚焦到探测器上，探测器将产生电信号，电信号 经过放大并数字化到热像仪的电子处理部分，再转换成我们能在 显示器上看到的红外图像。
光学系统
二维焦平面列阵探测器 (FPA)
显示器
信号处理器
红外检测仪器
红外热图
可见光图
调色板
铁红 黑白
红外检测仪器
癈 61.0 60
40
癈 21.8
癈 61.0 60
40
癈 21.8
彩虹 黑白反相
癈 61.0 60
40
癈 21.8
癈 61.0 60
40
癈 21.8
红外检测仪器 红外热像仪两个重要参数
电力设备红外检测技术
?内容
一、红外线的基本知识 二、红外仪器的选择 三、电力设备的红外检测 四、标准规范 五、典型图谱 六、红外检测的影响因素报告编写
红外检测的基本原理
红外线的发现
1800 年英国的天文学家 Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分 解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现， 当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时 候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一 种人眼看不见的“ 热线”，后来称为“ 红外线”，也就是“ 红外辐射 ”。

23
2 红外无损检测技术的应用
2． 电气设备和其他设备一样，无论在运行或停止状态，都 具有一定的温度，即处于一定的热状态中。设备在运行中处
于何种热状态，直接反映了设备工作是否正常，运行状态是
否稳定良好。 使用红外热成像装置，进行设备的热状态异常 检测，国内外都有很多应用实例。例如在电力系统的设备诊
择性探测器， 而光电型探测器为有选择性探测器。一般将响
应率最大的值所对应的波长称为峰值波长，而把响应率下降到 响应值的一半所对应的波长称为截止波长。响应波长范围也表
示红外探测器使用的波长范围。
10
1 红外无损检测基础
(3) 噪声等效功率。红外探测器的输出电压较低，外界 噪声对它的影响很大，因此要用噪声等效功率参数来衡量红外 探测器的性能。噪声等效功率是输出信噪比为1时所对应的红 外入射功率值， 也即红外探测到的最小辐射功率， 该值越小，
在热加工中应用红外无损检测技术的场合比较多。
1） 采用外部热源给焊点加热，利用红外热像仪检测焊点的红 外热图及其变化情况来判断焊点的质量。无缺陷的焊点，其温 度分布是比较均匀的，而有缺陷的焊点则不然，并且移开热源 后其温度分布的变化过程与无缺陷焊点将产生较大差异。上述 信息可以用来进行焊点质量的无损检测。图6-87是点焊质量的 红外无损检测示意图。
得焊缝宽度、焊道的熔透情况等信息，实现焊接过程的质量与
焊缝尺寸的实时控制。在自动焊管生产线上采用红外线阵CCD 实时检测焊接区的一维温度分布，通过控制焊接电流的大小， 保证获得均匀的焊缝成形。
22
2 红外无损检测技术的应用
5） 被测轴瓦是由两层金属压碾而成的，可能存在中间层或 大的体积状、面状缺陷。由于内部有缺陷处与无缺陷部分传 热速度不同，采用对工件反面加热，导致有缺陷处温度低于 无缺陷处的表面温度，通过红外摄像可获得缺陷的图像和尺 寸。用类似方法也可进行轴承滚子表面裂纹的检测。