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紅外成像儀在電廠的應(yīng)用案例與優(yōu)勢
2011-03-23
紅外成像儀主要是檢測波長范圍在0.9～14mm內(nèi)的紅外電磁頻譜區(qū)的輻射量，通過熱圖像技術(shù)，給出熱輻射體的溫度值及溫度場分布圖，并轉(zhuǎn)換成可見的熱圖像。大多數(shù)的成像儀不是采用常規(guī)的CCD或CMOS傳感元件，而是采用特殊的FPA(焦平面陣列)，以感應(yīng)更長的波長段。最常用的FPA有InSb，InGaAs，HgCdTe和QWIP等。目前，世界上最先進(jìn)的紅外成像儀的溫度靈敏度可高達(dá) 0.03℃。
在電廠，運行或檢修人員不僅需要知道被控對象表面的平均溫度，有時更需要知曉被監(jiān)測對象的溫度場的分布情況，以便分析和研究運行是否正常，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷等。與先前敘述的點式紅外測溫傳感器不同，紅外熱像儀則是采用面式測溫方式，能將對象的溫度場的分布以圖像形式直觀地顯示出來，以滿足溫度場監(jiān)視的需要。
在實際使用紅外熱像儀時，只需要將熱范圍、熱水平、大氣溫度、環(huán)境溫度、被測物體的發(fā)射率以及測量距離等相關(guān)的參數(shù)輸入到儀表內(nèi)嵌計算機，就可以自動地得出溫度分布等結(jié)果。
紅外成像儀可以快捷和準(zhǔn)確地探測電氣設(shè)備的接頭松動或不良接觸、負(fù)荷不平衡、過載、過熱等隱患(這些隱患可能造成的潛在危害是產(chǎn)生電弧、短路、設(shè)備起火或燒毀，以致釀成更加嚴(yán)重的事故或火災(zāi)等)。對于所有可以直接看見的設(shè)備，紅外成像儀能夠確定所有連接點的熱隱患，而對于那些由于遮蔽導(dǎo)致無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面部件上的情況來發(fā)現(xiàn)其潛在的隱患。這種情況對傳統(tǒng)的檢測方法來說，除解體檢查外，沒有其它更好的辦法。由此可見，在斷路器、導(dǎo)體、母線以及其它部件的運行測試方面，紅外成像儀的作用是無可取代的。另外，紅外成像儀也可以很容易地探測到輸電或供電回路過載或三相負(fù)載的不平衡情況。
此外，紅外成像儀這類測試儀器還可通過用于監(jiān)視鍋爐爐膛的火焰和汽包的水位，來判定設(shè)備冷卻管是否堵塞不暢、汽輪發(fā)電機組或風(fēng)機/泵組/電機等軸承溫度是否過高、疏水管線的疏水是否流暢、調(diào)節(jié)閥/關(guān)斷閥等是否存在內(nèi)部泄漏、工藝管道或容器運行是否正常、危險或有害氣體是否外漏等非正常現(xiàn)象。例如，SF6(六氟化硫)是一種溫室氣體，其溫室效應(yīng)是CO2氣體有害程度的23900倍。而且由于它具有絕緣強度高，熱傳導(dǎo)性能良好和優(yōu)異的滅弧性能等優(yōu)點，因此，在高電壓的設(shè)備中普遍采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。美國FLIR公司所生產(chǎn)的 GasfindIR LW氣體高敏感度式的紅外成像儀，就可以檢測出20余種溫室或揮發(fā)性的有機化合物氣體的泄漏或排放，也能用于實時檢測電力設(shè)備是否存在SF6的泄漏，從而用以保護人類賴以生存的地球環(huán)境。
紅外成像儀的檢測實例。在美國，有幾十家公司能夠提供紅外成像儀的檢查服務(wù)，他們可以為電力客戶的所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng)，包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器以及所有的配電線、電動機和變壓器等來進(jìn)行紅外成像儀的檢查，以保證客戶所有運行的電氣設(shè)備不存在潛伏性的熱隱患，并能夠有效地防止火災(zāi)事故的發(fā)生。圖4為利用成像儀可以輕松地檢測出左側(cè)熔斷器工作異常的紅外熱圖像。
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