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              下載文件詳細資料
                文件名稱: 電力紅外診斷技術的應用
                公司名稱: 北京恒安瑞豐科技有限公司
                下載次數: 1396
                文件詳細說明:
               
              電力紅外診斷技術的應用
              電力紅外診斷技術概況
              電力紅外診斷技術與維修方式的轉變
              1.預知維修方式
              設備維修方式一般可分為事后維修和預防維修兩類。預防維修中又可嚴格地區分為以時間為基礎的預防維修和以狀態為基礎的預防維修兩種方式。
              對于以狀態為基礎的維修方式,又稱為“預知維修”或”狀態維修”。在歐洲,它被叫做“狀態基礎的維修”,即 Condition Based Maintenance(簡稱 CBM),在美國它被稱為“預知維修”,即Predictive Maintenance(簡稱PRM),從而可看出預知維修不僅具有“預知”機能,而且還包括“按設備狀態維修”的含義。
              人們以往說的預防維修,實質是以時間為基礎的預防維修,這是在20世紀50~70年代盛行采用的維修方式。這種維修方式存在很多問題,往往是透行了預防維修,還會發生不同程度的故障,或在某一時間出現故障率上升的現象,而且過剩維修的情況較多,尤其是定期的預防維修,對提高生產率有影響。
              在70年代,世界上隨著設備診斷技術的開發引人,人們觀測設備的劣化狀態,根據觀測結果決定維修工作的進行,這就是預知維修方式。英國標準British Standard(簡稱BS)中對預知維修有明確的定義,它規定“監測反映設備內部主要劣化的參數變化,針對監測到的劣化狀態實施維修”。以往的預防維修是每隔一定時間實施一次預防維修,而預知維修(或叫狀態維修)是每隔一定時間實施一次設備診斷,測定設備狀態,根據劣化狀態來確定維修的必要時刻、方法及備件的定購。
              根據研究結果可知,電力設備采用預知維修具有如下優越性:
              (1)對絕大多數(約占90%)的電力設備都適用。
              (2)對電力設備這樣復雜的系統維修效果大。
              (3)比機械設備更經濟、正確地診斷;
              (4)對突發故障造成損害越大的設備,預知維修的效果越好。
              2.紅外診斷技術是預知維修的有效手段
              實現預知維修的前題是采用科學的手段監測,以達到經濟和正確地診斷。紅外診斷技術在電力設備異常診斷中的成功應用,恰恰為維修方式的轉變提供了極良好的手段。1990年國際大電網會議(CIGRE)論文論述了設備維修、預知維修、狀態監測、診斷試驗和紅外熱成像技術,它明確指出維修對電力設備的安全有效運行,有著重要的作用,而狀態監測和診斷試驗是維修工作必不可少的輔助措施;近年來電力設備的維修正向預知性維修變化,依據每個設備的工作狀況進行定期的監測,根據其劣化和損害程度來計劃維修;實現了這種預知維修,設備才會獲得更高的可靠性,并能減少維修的人力物力;論文還明確指出“由于紅外熱像檢測取得了良好的效果,有效地發現了設備的弱點,因此,現在熱成像檢測已成為維修工作的一大特點”。
              ·紅外技術特別適用于電力設備故障診斷
              工業中的電力設備故障,其25%是由于連接松動引起的。因為大量的電氣接頭和連接件由于磨損、腐蝕、勝污、氧化、材料不合格、工藝設計等方面的問題都可造成過熱。任何電力設備很少事先沒有征兆就發生故障的,任何電力設備,不管維護得多么好,都會在每次檢查時發現些新問題。一旦設備有一處開始發熱,若不予以維修,那它發生故障僅僅是個時間早晚的問題。
              設備運行中,紅外檢測往往可找到一些看似無關大局的小問題,允許在正常停機檢修過程中分別給予解決,當我們逐個解決了這些小問題后,也就避免了大多數嚴重問題的發生,改善了電力設備的運行狀況。所有的電力設備都必須花錢修理并更換那些由于過熱故障損壞的設備。如將同樣的花費或通常是少得多的花費,用在更合理的紅外檢測方面,就可以預防這樣的過熱故障,且同時增加了系統的安全性、可靠性和用戶的滿意。
              紅外診斷技術對運行中的舊設備,對剛投運的新設備以及完成修理的設備都一樣行之有效。對運行中的舊設備,它可以找出其失效部件,最大限度地減少它對整個系統造成的損害,設備的壽命得以延長,災難性故障可以避免,同時可以確定修理的具體部位,避免了整個系統的關閉;對剛投運的新設備,雖然并不一定能找出任何嚴重的問題,但可為運行人員提供有價值的原始數據資料;對那些已完成修理的設備,它的檢測可以確信它們工作的正常,從而進一步增加設備的工作效率。
              總之,通過紅外檢測診斷,可預防設備的電氣和機械事故及災難性火災,改變維修管理體制,使其從預防性的,甚至是緊急狀態下的搶修變成為預知性維修。紅外診斷技術可稱為設備管理工作的眼睛,它使電氣維修走出了盲目的時代。
              紅外檢測的效益概括如下:
              (1)在設備發生故障和失去控制前發現問題,從而可降低貴重設備的損壞程度,延長了設備的使用壽命。
              (2)減少了因故障導致的非計劃停機。
              (3)監測那些不要立即停機采取措施的問題,并預先作好維修計劃。
              (4)有效管理能耗,節約能源。
              (5)節約維修時間,大大降低維修費用。
              (6)增加系統的安全性和可靠性,用戶滿意。
              (7)可快速、有效地收回投資。
              ·電力紅外診斷技術應用概況
              社會經濟的進一步發展,對供電可靠性的要求越來越高。電力生產技術的進步,電網運行電壓不斷增高;隨著電網增大,機組容量增大,輸電距離更長了;而且設備的密封性和組合性也在不斷加強。目前,設備事故在全部事故中占的比率最高,有的高達92%。而電力工業的生產設備,如鍋爐、發電機、輸變電各部分,都分別在高溫、高壓、高速旋轉、高電壓、大電流的狀態下運行,都與熱有著極其密切的關系。在眾多的停電事故中,因設備局部過熱引起的停電檢修時有發生,某電廠在1987年由于某臺隔離刀閘的一個引線接頭過熱燒斷,斷線在不平衡力的作用下,向其兩側抽動,連續造成相間短路,致使大面積停電。這樣一個小小的過熱接頭造成了極大的經濟損失,足見過熱的危險性。因此,對電力設備溫度的監測管理是國內外一直進行的工作,而監測溫度的老辦法不外乎是“接觸式”的,不論應用水銀溫度計、熱電偶或臘片,都要與被測設備良好接觸方可進行測量,當然帶電的、高速轉動的和處在高空部位的設備,除有預埋測溫元件外,都必須進行停電、停機或登高爬上設備方可進行測量,這為經濟、安全發供電帶來極大的困難。眾所周知,電力系統的設備接頭數量驚人,為保證其質量,過去通常采用兩種方法檢測,即“測在阻法”和“貼溫度標簽法”。測直阻法是使用電橋或數字微歐表測量接頭電阻,工作量大,耗時費力,尚須停電才能進行。如英國某部門采用數字微歐表測線路直阻時,僅測試本身的工作量需要的費用就很大,在不許因停電造成的損耗時,不同線路的每個接點測量費用為2.5~5英磅。貼溫度標簽的辦法各國均有采用,如日本溫度標簽可分為10種,溫度范圍為50~125℃,壽命為2~3年。我國不少供電部門也采用臘片貼附測溫,這些測溫片顯然比較簡單,但都需要停電后安放,費時間不經濟,且測溫范圍狹窄,結果不準確,操作不方便、不安全,隨著電壓等級的提高,設備絕緣距離加大,在更高電壓、更遠距離的設備上,根本無法使用溫度標簽的方法測溫。
              基于以上所述,電力設備的溫度監測必須改變測溫的接觸方式,尋找新途徑,開展遙感遙測技術,在不接觸運行設備的前提下,進行不停電、不停機的測溫。而發展到目前的非接觸紅外測溫技術,恰好滿足了電力系統的要求,紅外測溫正在世界很多國家的電力生產中發揮著重要的作用。
              60年代以來,世界上不少先進工業國電力工業先后采用熱成像儀來檢測設備,我國電力熱成像檢測始于助年代初,紅外檢測在發、輸、變電的各個方面應用都很有成效,越來越引起更多同行的關注,除試驗研究部門外,生產運行部門也積極投入到紅外檢測的行列當中。
              在發電方面,熱成像儀用于檢測鍋爐和汽機的絕熱狀況,檢測發電機走子鐵芯的絕緣、定子線棒的焊接質量及滑環、碳刷等。除使用熱像儀外,有的國家還備有檢測大型走子鐵芯的專用裝置。過去定于鐵芯絕緣采用手摸的辦法檢查短路過熱點,用熱成像監測與手摸相比,其準確迅速的程度是不能相提并論的,對于在高速旋轉中且通過上千安培電流的滑環與碳刷,紅外測溫更是提供了方便安全的監測。我國正在開展發電設備紅外檢測診斷的試驗研究,同時進行大量現場檢測,均取得十分顯著的成效。
              在變電方面,應用紅外檢測最廣泛,不少國家已形成常規的檢測制度,設置熱成像儀專用監測車進行變電站巡檢。檢出的過熱通知檢修部門,如有必要可在檢修后再測電阻等其他參數來進行對比,對顯示特殊熱像的設備,要加強監測。對檢測周期,有的規定每兩年對主要變電站檢一次,有的每年對所有變電站全部檢測,有的對主要目標采用紅外連續監測。由于熱像檢測效果明顯,超溫的部件數量逐年下降,有的從1975年的山下降為1978年的0.5%,有的故障率從1971年的2.35%下降到1977年的0.24%。對于紅外檢測電力設備的作用,最早在1968年就被有的國家完全確認,有的已確定電力熱像檢測為標準方法。我國電力試驗研究單位和生產運行部門也都進行了大量的紅外檢測,診斷出不少故障,社會經濟效益明顯,與此同時,他們正在探索一套對電力生產行之有效的紅外診斷技術。已編制出電力紅外診斷技術導則。
              在輸電方面,由于電力生產的發展,越來越長的線路往往跨越高山大川,地形復雜,采用通常的地面巡線已達不到要求,在有條件的國家已采用直升機載熱像儀巡線。有的已列為常規巡線方式,有的配置雙引擎專機巡線。飛機載熱像儀巡線的試驗研究工作最早的開始約在70年代初期,在不斷改進后,每個被檢出的故障耗資逐年遞減,到1987年時耗資已為初始的一半還略低。對接頭檢出結果分為四種情況,有微溫、溫、熱和異常熱,報告維修工程師,根據天氣、負荷來確定檢修的先后順序。我國的湖北、河南、東北、華北、廣東及西北各地電力系統,都進行了紅外航測線路的試驗研究,探索出不少經驗,已取得一定成果。根據國情而進行的地面檢測研究,也正在有效地推進中。
               
              ·國外電力紅外診斷技術應用實況
              1.美國
              在工業上長期得到運用的紅外熱成像技術現已在制造業以外有了越來越多的用武之地,美國紅外診斷服務公司遍布全國,對各行業的設備進行故障診斷,節能檢測、無損探傷,核電站安全檢測及建筑物的保溫、檢漏等工作,其應用起步是始自電力設備診斷,下面用一實例說明應用現狀。
              馬里蘭州的巴爾的摩煤氣電力公司使用一套車載的紅外檢測系統,監視馬里蘭公用事業公司大約64103km供電線線路和175個變電站,它的用戶超過一百多萬家。
              紅外熱像檢測系統裝在一輛卡車上,車蓬上裝掃描系統,監視器裝于車內,通過儀表盤遙控。檢測時,使用兩組不同的透鏡取遠近兩處的目標圖像,操作者發現異常情況需立即修理或有必要進一步檢查時,則立即捕捉該圖像,直接在卡車上打??;為確定疑點的位置,將熱圖像和一張一次成像照片由專人送往該公司的主管人員,當有緊急情況時,通過電話或無線電聯系??ㄜ噦溆须娫匆则寗硬僮飨到y、監視器、打印機、這根蓬和汽車企,使大部分操作都在卡車上進行,對于只能步行才能到達的目標,才到卡車外面操作。
              他們利用該裝置除了車載巡檢輸電線路和每兩年檢查一次變電設備外,還要裝到直升機上尋找輸煤管道上的過熱部位,以便及時采取措施,節省大量煤炭。
              該公司采用紅外檢測技術,允許廠家進行在線檢測,由于能及早發現隱患,及時采取相應措施,每年大約為用戶節省15萬h停機時間。熱像巡檢每年要送交400~500份報告,包括要求修理和深入調查兩種情況。
              2.意大利
              意大利米蘭區自引入紅外熱像檢測后,每兩年對主要變電站檢測一次所有的元部件,使過熱部件的數量是顯著下降趨勢,如從1970~1975年共檢237000個,其中有2500個比正常溫度高30℃或30℃以上,約占出的設備在故障狀態下,而到1975~1978年間,該故障率已下降為0.5% 。
              3.比利時
              比利時首都設紅外檢測總部,下設6個地方部門,檢測內容包括各個方面,但80%的工作量在電力設備方面,其最主要的目標之一就是減少運行費用,他們認為一天熱像檢測可代替兩周的維修量。
              該國三個電力公司定期由紅外檢測服務部門對變電站檢測,效果明顯,其設備故障率從1971年的2.35%下降到1977年的0.24%,如圖12-1所示。
               
              圖12-1 設備故障率下降曲線
              4.瑞典
              瑞典電力部用熱像檢測變電站最早始自1965年,每年對所有變電站檢測一次,為避免停電,對主要目標采用紅外連續監測的方式。
              5.英國
              英國中央電力公司(CEGB)用車載和機載熱像設備進行電力設備的檢測,取得顯著成效,有關技術人員說:“我們的目標是以最可能低的費用生產電力,而熱像幫助我們達到這個目標”,“掃尋潛在問題并在實際故障發生前進行維修,對電力公司是最寶貴的”。
              6.其他
              世界其他各國情況簡介如下:法國于1976年開始采用熱像診斷,認為它是一個有效的故障診斷武器,它成立一個專門機構以保證工業生產的安全與經濟,其主要的檢測手段是紅外測溫;巴西在1979年已有25臺熱像儀用于變電設備的檢測。各國對紅外檢測的論述很多,如“電力紅外檢測可以從發電廠到用戶這一整個的系統進行”?!敖裉斓臒嵯駡D可以顯示明天的電氣問題”。
              今天熱像顯示定位一個‘小故障’,明天就能變成一個‘大災難’?!霸诓恢匾?、小的缺陷故障轉變成大規模維修問題以前很長時間,熱圖就可迅速地、顯而易見地、準確地指出問題所在”。
              熱像檢測提供了一個預防潛在電氣故障有效而安全的方法”。
              熱像檢測給使用者一種靈活性,熱像可幫助他安排電力設備現在與將來維修計劃的日程”。
               
               
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