高压电力设备在线监测技术光学监测与故障诊断技术教材课件

高压电力设备在线监测技术光学监测与故障诊断技术高压电力设备在线监测技术光学监测与故障诊断技术1本章内容概述红外点温仪红外热电视红外热像仪电气设备的红外检测与诊断技术紫外成像技术紫外成像故障诊断技术2本章内容概述2§6.1概述分子振动能级跃迁→辐射→红外光谱近红外区中红外区远红外区3§6.1概述分子振动能级跃迁→辐射→红外光谱近红外区344§6.2红外点温仪5§6.2红外点温仪5§6.3红外热电视6§6.3红外热电视6§6.4红外热像仪超远作用距离解决了传统热像仪在面对上冷下热的背景时成像上黑下白失去目标的严重问题，尤其适合在高温的沙漠地区使用对远距离目标和小目标信息增强制冷式高性能红外热像仪7§6.4红外热像仪超远作用距离制冷式高性能红外热像仪7CoroCAM504变电站设备智能识别系统准确地判断设备的许多缺陷和隐患红外线热像仪(美国FLIR)绝缘子加压试验（河南）使用電暈活動計算模式拍攝35千伏穿墙套管（外）B相接头螺丝使用電暈活動計算模式拍攝西安南郊变－2006.使用電暈集成模式拍攝绝缘子上的电晕（长沙）红外热成像测试技术－状态测试500kv线路上绝缘子的电晕180米--广西400千伏受污染的高壓線上的电晕深圳岭深变电站500kvCoroCAMIV+型紫外线成像仪树木岭变电站(110KV)--活动模式/集成模式变压器－套管接头发热油枕油位设备故障：套管根部局部发热非制冷式焦平面红外热成像仪触摸屏技术红外热像及可见光同步拍摄8CoroCAM504非制冷式焦平面红外热成像仪触摸屏技术8§6.5电气设备的红外检测与诊断技术红外热成像测试技术－状态测试原理：

1.用红外线热像仪来捕捉(接收)物体表面发出的红外辐射，显示物体表面辐射能量密度的分布情况（红外热图）。

2.通过观察物体的红外热分布图，并测量所需位置的温度，来判断设备故障所在的位置及程度(缺油，受潮，松动，绝缘老化等情况)。特点：

1.是被动的、非接触式的检测。

2.在设备运行状态时测试。

3.远距离、准确、实时、快速、简便、安全、可靠、直观。9§6.5电气设备的红外检测与诊断技术红外热成像测试技术－状态已是开展电气设备检测的必备手段准确地判断设备的许多缺陷和隐患变原有的定期检修为预知检修已是开展电气设备检测的必备手段10

红外线热像仪

(美国FLIR)

红外线热像仪(美国FLIR)11

线路：检测实例

（仪器：PM695-美国FLIR)--华中至上海500KV线路孝感段巡检设备名称：导线连接处；距离50M缺陷类型：紧急缺陷（256度），现场带电作业线路：检测实例（仪器：PM695-美国FLIR)设备名12

檢測實例

檢測實例13变电设备变压器开关刀闸CTPT电容器避雷器其它四小器变电设备变压器四小器14

变压器－套管接头发热油枕油位变压器－套管接头发热油枕油位15变压器－套管(户县电厂)变压器－套管(户县电厂)16变压器－套管假油位西安南郊变－2006.6.23

仪器：P65兰州宣家沟变变压器－套管假油位西安南郊变－2006.6.23兰州宣家17变压器－大盖螺丝油质劣化绝缘降低变压器－大盖螺丝油质劣化18变压器内的低油位引起温度低的散热片。变压器内的低油位引起温度低的散热片。19隔离开关隔离开关刀口隔离开关隔离开关刀口20隔离开关分流线西安南郊变－2006.6.23

仪器：P65隔离开关分流线西安南郊变－2006.6.2321非制冷式焦平面红外热成像仪尤其热灵敏度高的热成像仪对其检测特别有效。2)只能观察设备表面温度分布，对于设备内部过热点（电缆接头、GIS内部接头、断路器触头等），很难确定其警戒温升。深圳石人北变电站220kv使用電暈集成模式拍攝紫外成像仪对电力设备检测实例剪辑紫外成像仪简单的工作原理非制冷式焦平面红外热成像仪--电晕颜色可以根据设备、背景调节（8种颜色可选）红外热像及可见光同步拍摄CoroCAM504独特的仪器前端测温技术内部故障部位受到绝缘介质或设备壳体的阻挡，所以通常难以像外部故障那样从设备外部直接获得直观的有关故障信息。检测地点：新会220KV变电站在设备运行状态时测试。使用電暈集成模式拍攝红外热像全景图及设备标识双视场监视，辅助识别：通过观察物体的红外热分布图，并测量所需位置的温度，来判断设备故障所在的位置及程度(缺油，受潮，松动，绝缘老化等情况)。视场角为8x6˚相对较宽，更容易捕捉检测目标。是被动的、非接触式的检测。断路器－动静触头接触电阻增大非制冷式焦平面红外热成像仪断路器－动静触头接触电阻增大22设备名称：断路器检测地点：新会220KV变电站检测仪器：PM525检测距离：8米设备故障：套管根部局部发热断路器设备名称：断路器断路器23PT、CT、避雷器、电容器大部分问题都出在内部，如内部绝缘受潮、漏油、绝缘老化等。由于内部故障而引起的爆炸也不少见，因此电力部门对此特别重视，加强监督，而红外检测是一种最有效的方法。尤其热灵敏度高的热成像仪对其检测特别有效。四小器－PTCT避雷器电容器PT、CT、避雷器、电容器大部分问题都出在内部，如24PT-兰州供电局测试组－桃树坪变PT漏油PT-兰州供电局测试组－桃树坪变PT漏油25避雷器－兰州供电局测试组避雷器－兰州供电局测试组26避雷器500KV避雷器避雷器500KV避雷器27电容器并联电容器耦和电容器电容器并联电容器耦和电容器28CoroCAM紫外线成像仪就是采用了对于太阳盲区内紫外光极其敏感的紫外线探测器及吸收太阳盲区外紫外光的UV滤片，集中检测盲区内的紫外光,也就是所谓的太阳盲区检测技术。检测地点：新会220KV变电站400千伏受污染的高壓線上的电晕准确地判断设备的许多缺陷和隐患变原有的定期检修为预知检修污染、破损绝缘子上的电晕（青海）红外热成像测试技术－状态测试6Kg,操作简单灵活（5个按键）,仪器电池一体化，方便现场使用和携带高压电力设备在线监测技术光学监测与故障诊断技术可见光–比例非常小使用電暈集成模式拍攝树木岭变电站(110KV)而得知这种变化，必然可以提供物体内部缺陷或故障的信息。由于内部故障而引起的爆炸也不少见，因此电力部门对此特别重视，加强监督，而红外检测是一种最有效的方法。细小裂纹绝缘子试验（沈阳）紫外成像仪对电力设备检测实例剪辑准确地判断设备的许多缺陷和隐患CoroCAMIV紫外仪特点及主要参数提高工作效率，降低工作强度所有的“电晕”(Corona)及“电气放电”（ElectricalDischarge)现象都会产生不同份量、比例的：介损：

3.1%(标准1.0%)超标油色谱分析:氢气:73714PPM甲烷13749PPM乙烯125PPM乙烷1884PPM乙炔7PPM总烃15766PPM(严重超标,)CT－兰州供电局测试组-建设坪变内部绝缘老化局部放电现象CoroCAM紫外线成像仪就是采用了对于太阳盲区内紫外光极29支持瓷瓶

－兰州供电局测试组支持瓷瓶－兰州供电局测试组30CT－兰州供电局测试组CT－兰州供电局测试组31设备名称：电缆检测地点：上海杨树浦电厂检测仪器：AGEMA550检测距离：6米设备故障：电缆出现裂纹

高压电缆

设备名称：电缆高压电缆32设备名称：发电机检测地点：浦城发电厂检测仪器：PM525检测距离：6米设备故障：46格5A档涡流

发电机定子线圈

设备名称：发电机发电机定子线圈33其它－外部故障其它－外部故障34深圳石人北变电站220kv5电气设备的红外检测与诊断技术是通过观察设备的“电晕”及“电气放电”“电弧”来判断设备的故障所在位置。准确地判断设备的许多缺陷和隐患所有的“电晕”(Corona)及“电气放电”（ElectricalDischarge)现象都会产生不同份量、比例的：5电气设备的红外检测与诊断技术视场角为8x6˚相对较宽，更容易捕捉检测目标。绝缘子上的电晕（长沙）在自然发生的热扩散过程中，物体内部的温度场或物热性变化，必然会因热传导而反映到物体的外部，因此，可以用红外热像仪探测表面的温度分布图。红外热像及可见光同步拍摄树木岭变电站(110KV)目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定性分析，受人为因素的影响比较大视场角为8x6˚相对较宽，更容易捕捉检测目标。远距离、准确、实时、快速、简便、安全、可靠、直观。--华中至上海500KV线路孝感段巡检解决了传统热像仪在面对上冷下热的背景时成像上黑下白失去目标的严重问题，尤其适合在高温的沙漠地区使用红外线热像仪(美国FLIR)双视场监视，辅助识别：目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定性分析，受人为因素的影响比较大变电站设备智能识别系统其它－外部故障正母闸刀B相吊环（付刀侧）35千伏穿墙套管（外）B相接头螺丝深圳石人北变电站220kv其它－外部故障正母闸刀B相吊环（35变电站红外监控系统设计概述变电站红外监控系统设计概述36双视场监视，辅助识别：双视场监视，辅助识别：37监测重点位置、兼顾全面设备128个预置位每个位置4个测温目标监测重点位置、兼顾全面设备128个预置位38数据具有可对比性数据具有可对比性39可靠的防护系统,保证系统长时间稳定运行提高工作效率，降低工作强度可靠的防护系统,保证系统长时间稳定运行提高工作效率，降低工作40变电站设备智能识别系统变电站设备智能识别系统41红外热像全景图及设备标识红外热像全景图及设备标识42红外热像全景图设备自动识别红外热像全景图设备自动识别43独特的仪器前端测温技术强大的远程网络控制25帧/秒的可分析热图输出功能精确单步焦距调整或快速自动聚焦功能独特的仪器前端测温技术441%(标准1.深圳石人北变电站220kv5电气设备的红外检测与诊断技术变压器－套管(户县电厂)树木岭变电站(110KV)污染、破损绝缘子上的电晕（青海）2)只能观察设备表面温度分布，对于设备内部过热点（电缆接头、GIS内部接头、断路器触头等），很难确定其警戒温升。6Kg,操作简单灵活（5个按键）,仪器电池一体化，方便现场使用和携带解决了传统热像仪在面对上冷下热的背景时成像上黑下白失去目标的严重问题，尤其适合在高温的沙漠地区使用6Kg,操作简单灵活（5个按键）,仪器电池一体化，方便现场使用和携带正母闸刀B相吊环（付刀侧）深圳石人北变电站220kv由于内部故障而引起的爆炸也不少见，因此电力部门对此特别重视，加强监督，而红外检测是一种最有效的方法。扫描220KV变电站放电情况目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定性分析，受人为因素的影响比较大電暈活動計算模式拍攝25帧/秒的可分析热图输出功能由于内部故障而引起的爆炸也不少见，因此电力部门对此特别重视，加强监督，而红外检测是一种最有效的方法。如果已知表面的温度分布数据，利用相应的边界条件和初始条件，通过求解导热微分方程，也应该能够获得系统内部温度场及热物性参数的变化。所有的“电晕”(Corona)及“电气放电”（ElectricalDischarge)现象都会产生不同份量、比例的：红外诊断的局限性1)由于环境因素的影响，设备散热、传热条件不同，这样所测得的发热点相对环境温度的温升存在误差，必然带来热缺陷判断的误差；

2)只能观察设备表面温度分布，对于设备内部过热点（电缆接头、GIS内部接头、断路器触头等），很难确定其警戒温升。3)不同设备、不同材料的发热特性各不相同，在不同条件下的允许温升应各不相同，以及测量的误差和参考点选取的随机性，所得相对温升存在很大误差，根据相对温升来分析热缺陷并不准确。目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定性分析，受人为因素的影响比较大内部故障的红外图谱分析技术1%(标准1.红外诊断的局限性内部故障的红外图谱分析45内部故障的红外图谱分析技术内部故障部位受到绝缘介质或设备壳体的阻挡，所以通常难以像外部故障那样从设备外部直接获得直观的有关故障信息。在自然发生的热扩散过程中，物体内部的温度场或物热性变化，必然会因热传导而反映到物体的外部，因此，可以用红外热像仪探测表面的温度分布图。如果已知表面的温度分布数据，利用相应的边界条件和初始条件，通过求解导热微分方程，也应该能够获得系统内部温度场及热物性参数的变化。而得知这种变化，必然可以提供物体内部缺陷或故障的信息。内部故障的红外图谱分析技术46GIS内部温度等值曲线图（设线芯温度为368.613℃）GIS内部温度等值曲线图（设线芯温度为368.613℃）47紫外线成像技术

CoroCAMIV＋CoroCAM504紫外线成像技术CoroCAMIV＋CoroCAM50448紫外线成像仪是通过观察设备的“电晕”及“电气放电”

“电弧”来判断设备的故障所在位置。(断股，污染，裂纹等现象；与红外互补)紫外线成像仪是通过观察设备的“电晕”及“电气放电”49所有的“电晕”(Corona)及“电气放电”（ElectricalDischarge)现象都会产生不同份量、比例的：

1.可见光–比例非常小

2.紫外光--太阳盲区外--太阳盲区内

紫外成像仪简单的工作原理太阳盲区—是指紫外光(UV)波段内一狭窄的、特定的光谱段(240~280nm)。此段内由太阳传来的紫外光份量极低，绝大部分被臭氧层吸收。所有的“电晕”(Corona)及“电气放电”（Ele50CoroCAM紫外线成像仪就是采用了对于太阳盲区内紫外光极其敏感的紫外线探测器及吸收太阳盲区外紫外光的UV滤片，集中检测盲区内的紫外光,也就是所谓的太阳盲区检测技术。太阳盲区检测技术紫外光紫外图像信号UV滤片紫外线探测器CoroCAM紫外线成像仪就是采用了对于太阳盲区内紫外光极51太阳盲区滤片+紫外光探测器检测电晕及电气放电用可见光图像显示被测物体的实物形状双光谱成像示意图光源紫外图像可见光图像图像重叠双光谱图像在白天、日光下检测紫外光的放射现象太阳盲区滤片+紫外光探测器检测电晕及电气放电用可见光图像52全波段紫外线成像仪CoroSmartCoroCAMICoroCAMIIICoroCAMII全波段紫外线成像仪CoroSmartCoroCAMICo53CoroCAMIV+型紫外线成像仪CoroCAMIV＋CoroCAMIV+型紫外线成像仪CoroCAMIV＋54CoroCAM504型紫外成像仪新型号!CoroCAM504型紫外成像仪新型号!55CoroCAMIV紫外仪特点及主要参数可在白天检测，不受日光干扰 （可关闭可见光图像）视场角为8x6˚相对较宽，更容易捕捉检测目标。CoroCAMIV紫外仪特点及主要参数可在白天检测，56仪器重3.6Kg,操作简单灵活（5个按键）,仪器电池一体化，方便现场使用和携带智能化充电电池，电池本身可显示含量，充电时间为2小时，使用时间为4小时仪器重3.6Kg,操作简单灵活（5个按键）,仪器电池57使用電暈活動計算模式拍攝

使用電暈集成模式拍攝

具有方便、实用、灵活、多变的图像记录和显示功能，配合各种检测环境：--

活动模式/集成模式--灵敏度可调--电晕颜色可以根据设备、背景调节（8种颜色可选）使用電暈活動計算模式拍攝使用電暈集成模式拍攝具有58

400千伏受污染的高壓線上的电晕電暈活動計算模式拍攝

電暈集成模式拍攝

400千伏受污染的高壓線上的电晕電暈活動計算模式拍攝59扫描220KV变电站放电情况紫外成像仪对电力设备检测实例剪辑扫描220KV变电站放电情况紫外成像仪对电力设备检测实例剪辑60树木岭变电站(110KV)树木岭变电站(220KV)绝缘子上的电晕（长沙）树木岭变电站(110KV)树木岭变电站(220KV)绝缘子61

深圳石人北变电站220kv深圳石人北变电站220kv62深圳石人北变电站220kv深圳石人北变电站220kv由于内部故障而引起的爆炸也不少见，因此电力部门对此特别重视，加强监督，而红外检测是一种最有效的方法。变压器－套管接头发热油枕油位CoroCAMIV紫外仪特点及主要参数--电晕颜色可以根据设备、背景调节（8种颜色可选）变电站设备智能识别系统GIS内部温度等值曲线图（设线芯温度为368.深圳石人北变电站220kvCoroCAM504可见光–比例非常小每个位置4个测温目标深圳岭深变电站500kv35千伏穿墙套管（外）B相接头螺丝由于内部故障而引起的爆炸也不少见，因此电力部门对此特别重视，加强监督，而红外检测是一种最