电气设备故障诊断研究范文

1系统的介绍

1.1理论依据利用相对温差法，经推导得出相对温差为。由式(1)可知，电气设备两对应测点的相对温差可近似地看作是两侧的交流电阻的相对偏差，也就是说两对应测点的相对温差与两测点的交流电阻的相对偏差有较好的相关性。在一般情况下，正常相接触电阻R2与厂家的规定值是比较接近的，用式(2)表示。式中：R1，R2———两测点的交流电阻值。由式(2)可看出，测出了发热点的相对温差，就等于测出了它的接触电阻偏差的大概值。这为解决小负荷电流设备故障的判断问题开辟了一条捷径。

1.2系统的功能系统采用红外热像仪进行电气设备的在线测量，采集温度场的分布状况,并对温度场的分布进行均匀性和连续性分析，依据有关热特性参数对可疑点进行热传导数值计算，同时编制相应的计算机专用程序进行分析，并根据有关标准对可疑点进行危险性分类，如图1所示。

1.3系统硬件的组成本电气设备故障诊断系统主要由测温的红外热像仪部分和计算机故障诊断软件分析系统、后台数据库、诊断结果输出部分组成。红外热像仪测温部分主要是一台红外热像仪，具有自动变焦、远程操控，测温速度快、灵敏度高、测温范围广、图像直观、非直接接触、不干扰被测设备运行等优点。如图2所示。

1.4红外热像诊断系统的特点1)操作安全。由于检测是不与设备直接接触，操作安全，对带电设备、高空设备等具有重要意义。2)灵敏度高。红外热像仪测温具有很高的灵敏度，能够诊断出设备微小的热状态变化，为设备监测提供关键数据。3)检测效率高。红外热像仪具有很高的监测效率，数据采集速度快。一台先进的红外热像仪每秒可采集和存储数百万点温度信息。4)可实现自动分析。计算机可以自动对设备热状态和变化进行各种计算、分析处理和在线检测，以及建立设备热故障数据库。

1.5系统的软件实现电气设备都处于绝对零度，处于一定的热状态之中。设备在运行过程中所处的热状态，直接反映了设备是否处于正常运行状态。正常运行的电气设备，也会发热。根据引起原因的不同，可分为电流致热和电压致热两种，前者主要反映在载流电气设备中，而后者主要反映电气设备内部损耗的变化。当电气设备发生缺陷或故障时，在缺陷部位的温升将发生明显的变化，也就是异常温升。特别是电流致热更为明显，将可能导致运行设备的温度分布异常，也就是热隐患。这些温度或热状态的变化为红外热像技术在电气设备中的应用提供了充分的特征参数。电气设备的连接点是比较容易发生故障的地方，红外热成像仪能够准确的确定可见连接点的热隐患。对于那些由于遮挡而不直接可见的部分，一般除了解体检查和清洁接头外，没有更好的办法。而使用红外热成像仪可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现其热隐患，可以直接检测，由此可见使用红外热成像产品检查的优越性。

2应用实例

用焦平面红外热像仪采集某电站接线端子的红外热像图。检测是在无风的晚上进行，环境温度为15℃。图3是应用本软件对接线端子进行诊断的主要窗体界面，红外图的右上角给出的三个温度数值是电器设备有故障的温度范围，这是由二值温度阈值化功能实现的，红外图片上有故障的部位用紫色特别标出。图4为第一主变压器的红外热像图。由图可以看出，主变压器表面没有大面积超温区，处于正常的工作状态。

3结论

1）该诊断系统通过分析电气设备不同时期相对温差值的变化可以把握电器设备运行状况的变化趋势，实现电器设备的在线监测与诊断。而相对温差法的优越：排除了负荷电流、风速、环境温度、相对湿度、测量距离、发射率选择等因素的影响。2）利用温差法和红外热像检测技术该系统实现了对电气设备故障特征的自动提取，故障类别的自动判断。3）软件系统具有点、线、框、圆内的温度分布分析，二值温度阈值化等功能，方便和提高了电气设备红外图的处理与分析能力。4）软件系统提供了检测报告的自动生成功能，为编辑红外电气设备检测报告提供了方便。实现了电气设备红外热像的自动化、规范化和精密化检测。5）实践证明运用本系统做出的电气设备故障诊断结论与实际情况吻合，具有良好的应用前景。

作者：张振杰 任世科 单位：兰州石化公司研究院