紅外成像儀在電廠的應用案例與優勢
2011-03-23
紅外成像儀主要是檢測波長范圍在0.9～14mm內的紅外電磁頻譜區的輻射量，通過熱圖像技術，給出熱輻射體的溫度值及溫度場分布圖，并轉換成可見的熱圖像。大多數的成像儀不是采用常規的CCD或CMOS傳感元件，而是采用特殊的FPA(焦平面陣列)，以感應更長的波長段。最常用的FPA有InSb，InGaAs，HgCdTe和QWIP等。目前，世界上最先進的紅外成像儀的溫度靈敏度可高達 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，內部結構是否存在缺陷等。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、環境溫度、被測物體的發射率以及測量距離等相關的參數輸入到儀表內嵌計算機，就可以自動地得出溫度分布等結果。
紅外成像儀可以快捷和準確地探測電氣設備的接頭松動或不良接觸、負荷不平衡、過載、過熱等隱患(這些隱患可能造成的潛在危害是產生電弧、短路、設備起火或燒毀，以致釀成更加嚴重的事故或火災等)。對于所有可以直接看見的設備，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致無法直接看到的部分，則可以根據其熱量傳導到外面部件上的情況來發現其潛在的隱患。這種情況對傳統的檢測方法來說，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視鍋爐爐膛的火焰和汽包的水位，來判定設備冷卻管是否堵塞不暢、汽輪發電機組或風機/泵組/電機等軸承溫度是否過高、疏水管線的疏水是否流暢、調節閥/關斷閥等是否存在內部泄漏、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象。例如，SF6(六氟化硫)是一種溫室氣體，其溫室效應是CO2氣體有害程度的23900倍。而且由于它具有絕緣強度高，熱傳導性能良好和優異的滅弧性能等優點，因此，在高電壓的設備中普遍采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質。美國FLIR公司所生產的 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，他們可以為電力客戶的所有電氣設備、配電系統，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行紅外成像儀的檢查，以保證客戶所有運行的電氣設備不存在潛伏性的熱隱患，并能夠有效地防止火災事故的發生。圖4為利用成像儀可以輕松地檢測出左側熔斷器工作異常的紅外熱圖像。
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