目前工业级的红外热像仪探测器波长普遍为8-14微米,这个波长不能通过如玻璃、有机玻璃、铝、铁、钢等材料:如果现场目标被这些材料遮挡,就不能准确测量目标的温度状态。典型的现场有:需要密闭的中、高压开关柜、密闭的加热炉等。客户需要检测内部的温度状态,但被测目标辐射的红外能量被拒门或石英玻璃窗口所遮挡而无法进行测量,红外窗口很好地解决了这个问题,它由晶体材料所制成,既可以透过各种波段的红外线(短波、中波、长波),又可以透过可见光及紫外线,协助进行密闭空间内的温度检测。
开关柜事故及原因
在中压开关柜的长期运行过程中,开关柜中的开关触头、母线排、电缆头连接处等部位因老化和接触电阻过大而发热,而这些发热部位的温度状态无法监测,由此容易导致意外停电,甚至火灾事故。近年来,电厂和变电站发生多起开关柜过热事故,造成火灾和大面积停电。通过对全封闭的中、高压开关柜进行检测和监视电气开关触头、母线排、电缆头连接处的工作温度,提前发现和排除热故障隐患,对于电力系统的安全可靠运行具有非常重要的意义。
开关触头、母线排、电缆头连接处处于高电压、高温度、高磁场以及极强的电磁干扰环境中,传统的测温仪表如热电偶、光纤传感器等易受到这些因素的影响而无法对这些位置进行直接接触测量,也就无法得到开关柜内的真实工作状态,以致设备内部局部过热却仍在“带病”运行。
传统检测方法的优缺点
传统测温方法:发光材料;热电偶、热电阻及半导体温度传感器的测温、光纤温度在线检测;红外在线温度监测仪;红外测温仪等。
l 发光材料法:在母线表面涂一层随温度变化而改变颜色的发光材料,通过观察其颜色变化来大致确定温度范围,这种方法准确度低,可读性差,不能进行定量测温,需要停电施工发光材料。这种方法虽然方便,但不可靠,不安全。
l 传统的温度监测方法主要采用热电偶、热电阻、半导体温度传感器、光纤式温度在线监测仪等温度传感器件实现。这些温度传感器都需要接触被测物体,不仅无法保证稳定的绝缘性能,而且只能监测几个点的温度,不能对设备的整体情况进行监测。同时,接触测温需停电安装,并对安装工艺有严格要求,如安装不到位(传感器的感温面与物体表面没有紧密接触),则不能如实反应设备内部温度,会留下安全隐患。
l 红外在线温度监测仪采用红外温度监测传感器进行非接触测量,但红外在线温度的监测仪仅检测部分部件,无法对开关柜内所有部件进行全面检测;同时由于视场角局限,可能无法检测到如线缆接触等较小目标。
l 便携式红外测温仪等检测仪器都需要打开开关柜门进行测温,需要烦琐的程序,且对检测人员和设备都不安全。
红外窗口的检测优势
安全
在电气柜和门打开的情况下对带电电气装置进行红外检查将会大大增加发生弧闪伤害红外窗口,维护人员可安全地完成高压设备检测。
快递
可在满负载下进行检查,无需断电,从而大大节约了生产成本。在一个工作日内可对更多位置进行成像。没有在先断电再打开电气柜方面的时间损耗。
高效
无需电工或安全检查人员来断开电源盒打开柜门-节约人力与成本可在满负载下对电气装置成像,更早检测到故障,并在完全故障之前在计划检修中纠正这些故障。
规范参考
l 国家电网公司生变电(2010)212号文件:关于印发《电力设备带电检测仪器配置原则(试行)》的通知中,要求使用红外热像仪检测变压器、套管、断路器、刀闸、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、组合电器、绝缘子串、接头、线夹、高压套管、充油套管、氧化锌避雷器、绝缘子等具有电流、电压致热效应的设备的二次回路。
l 国家电网公司生技【2005】400号文《国家电网公司十八项电网重大事故措施》中,将“触头、出线座”定为“重点部位”,指出“特别是重负荷或高温期间加强对运行设备温升的监视,发现问题及时采取措施”。
l 《2004年国家电网公司高压开关运行分析》指出:“…载流故障主要集中在12-40.5KV中压开关设备上,存在的问题主要集中在触头过热,引线过热,常扩大为绝缘故障…导致过热以至起弧烧坏设备。