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1、钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件电网设备红外检测技术主讲：李进扬钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件 电网设备带电检测技术断路器隔刀开关柜变压器CT/PT避雷器电容器线路电力电缆SF6 检测 机械特性检测 铁心电流检测 噪声检测 泄漏电流检测 相对介损/电容 量 电缆接地环流检 测红外热成像检测 紫外热成像检测 电缆路径识别 超高频局放检测 超声波局放检测 高频局放检测 特高频局放检测 钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组
2、织行为学课件一、红外检测基础知识二、电网设备红外检测机理三、红外热像仪器及使用操作 四、典型缺陷图谱与案例分析主要内容钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件 一、红外检测基础知识1、电磁波谱通常把波长大于红色光线波长0.75m，小于1000m的 这一段电磁波称作“红外线”，也常称作“红外辐射”。 电磁波速度C=f。 钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件2、红外线特性 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波 辐射。自然界任何温度高于绝对零度（-273.16）的 物体都会发出红外线，辐射出的红外线带有物体的温度 特征信息。比如冰块：钻井液性能及其测试
3、组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件3、红外线传播红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为 “ 大气窗口”。短波窗口在1-2.5、3-5m之间，而长波 窗口则是在 8-14m之间。红外辐射在大气中衰减与 波长密切相关。 钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件4、实际物体的红外辐射实际物体的辐射由两部分组成：自身辐射和反射；光 滑表面的反射率较高，容易受环境影响（反光）；粗躁表 面的辐射率较高 ；电力设备发射率一般取0.85-0.95之间 。 钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件5、红外辐射的规律(a)红外线在真空中的传播速度：C=3108m/s，式
4、中C：速度 ：波长 ：频率。 (b)维恩位移定理: 物体表面红外线辐射的峰值波长与物体表 面分布的温度有关，峰值波长与温度成反比。 =2898/ T （ m ）式中为峰值波长，单位 m; T 为物体的绝对温度，单位 K。 (c)斯蒂芬波尔兹曼定律: 物体的红外辐射功率与物体表面 绝对温度的四次方成正比，与物体表面的发射率成正比。 物体红外辐射的总功率对温度的关系。W=T4 (Watt/m2)式中： 为斯蒂芬波尔兹曼常数。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件红外辐射峰值波长与对应的温度：近红外0.76 1.5 m 35401658 中红外1. 515 m 1658-80 远
5、红外15750 m -80-269 极远红外7501000 m -269-270 钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件 二、电网设备红外检测机理 1、高压电气设备故障机理电力设备发热机理: a)电阻损耗：P= I2 R ，电流致热； b)介质损耗：P= U2C tg ，电压致热；c)铁磁损耗：PKB02 (B0 漏磁通) ，综合致热。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件接点发热与散热发热：热点产生的损耗 P=I2*R。 散热：辐射+传导+对流；辐射，热点红外辐射功率 W=T4 (Watt/m2)； 传导，与温差有关； 对流，与风速有关。当发热等于散热
6、功率的时候，接点的温度达到平衡。2、电流致热型缺陷钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件负荷电流 A温升675409007412001411500181接触电阻为 时， 负荷电流与温度的关系。接点温度T与负荷电流及接触电阻的关系？钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件电流温升69030.475036.481041.187046.493056.399062.6105069.1111076.5120085.2135097.81500115.71650135.41800155.7接触电阻为25 时 ，负荷电流与温度的 关系。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验
7、分析课件组织行为学课件结论：接触电阻值一定的条件下，接点温 度T与负荷电流近似线性关系。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件案例：斗笠变电站50521刀闸，最高温度161 (1200A) 。斗50521刀闸静触头A相钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件3、电压致热型缺陷绝缘介质损耗：P= U2C tg；钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件钻井液性能及其测试组
8、织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件图中C为每片绝缘子自身的电容，约为5075pF；Ce为每片绝缘子的对 地（铁塔）电容，约为35pF；Cl为每片绝缘子对导线的电容，约为 0.31.5pF。下端绝缘子上电容电流为I1，上端绝缘子电容电流为I2，考 虑ICe 、ICl的分流，那么 I1= I2+ ICe+ICl钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件SP0146.2 SP0244.7 SP0342.6 SP0441.2磁吹阀型避雷器热谱图钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件4、综合致热型缺陷玉67CT进红外测量，上油箱（储油柜）发热，最高温度 103.5
9、，环境温度30，温升达73.5K，大于顶层不大于55K的技 术要求值。发热原因：联系了制造厂到现场进行查看，厂家通过质量追溯 ，模拟试验，发现上述CT储油柜用抗磁钢板材质存在质量问题，造 成CT正常运行时储油柜有涡流而发热，使储油柜温度高于正常值。 用铸铝储油柜更换CT储油柜。 钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件 三、 红外热像仪器及操作实践1、红外检测仪器及发展 被测物体的红外辐射能量与温度成一定的函数关系， 辐射能量通过仪器的透镜，滤光片，会聚到探测器，探测 器将辐射能转换成电信号，经过放大器，A/D转换器的处 理，最后显示出温度值。 （1）红外测温仪（点温计） （
10、2）红外热电视 （3）红外热像仪（光机扫描 焦平面） （4）流媒体热像仪钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件 红外热像仪是当今红外检测与诊断技术所应用的最先进的 仪器，分为光机扫描系统和焦平面两大类 焦平面红外热像仪数字式的核心元件是有数万个各自独立 的半导体光电耦合器件（硅铂、碲镉汞、锑化铟等）构成 的焦平面阵列集成电路。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件 （1）温度分辨率 温度分辨率标志着红外成像设备整机的热成像灵敏度，是 一项极为重要的参数指标，它可以用主观参数或客观参数 表示。 温度
11、分辨率的客观参数是噪声等效温差（NETD）。它是通 过仪器的定量测量来计算出热电视的温度分辨率，从而是 排除了测量过程的主观因素。 它定义为当信号与噪声之比等于1时的目标与背景之间的 温差。 2、红外检测仪主要参数钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件（2）空间分辨率。 热像仪分辨物体空间几何形状细节的能力，它与所使用的 红外探测器像元面积大小（像素多少）、光学系统焦距、 成像质量、信号处理电路带宽等有关。 空间分辨率（2水平视场角度（）/（360 水平像元数），单位为弧度（rad）。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件（3）红外像元数（像素） 在热像
12、仪视场可分割的像元数。采用焦平面红外探测器时 ，也为探测器的像元素。 现在使用的手持式热像仪一般为160120、320240、 640480像素的非制冷焦平面探测器。（4）测温范围 常用热像仪在满足准确度的条件下测量温度的范围一般在 -20-500范围（电网设备红外检测通常在-20-300 范围内）钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件（5）热灵敏度 热像仪分辨物体温度的能力。 一般规定在温度30时，要求热灵敏度在0.06-0.08之间 。（6）采样帧速率 采集两帧图像的时间间隔的倒数，单位为赫兹（Hz）。 宜不低于25Hz。（7）工作波段 热像仪响应红外辐射的波长范围。
13、工业检测热像仪宜工作在长波范围内，即8-14m。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件(1)一般检测环境要求 被检设备是带电运行设备，应尽量避开视线中的封闭遮挡 物，如门和盖板等； 环境温度一般不低于5，相对湿度一般不大于85%； 天气以阴天、多云为宜，夜间图像质量为佳；在室内或晚 上检测应避开灯光的直射； 不应在雷、雨、雾、雪等气象条件下进行，检测时风速一 般不大于5m/s； 检测电流致热型设备，最好在高峰负荷下进行。否则，一 般应在不低于30%的额定负荷下进行，同时应充分考虑小 负荷电流对测试结果的影响。 3、现场检测环境要求钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件
14、组织行为学课件(2)精确检测环境要求。除满足一般检测的环境要求外，还满足以下要求： 风速一般不大于0.5m/s； 设备通电时间不小于6h，最好在24h以上； 检测期间天气为阴天、夜间或晴天日落2h后； 被检测设备周围应具有均衡的背景辐射，应尽量避开附近 热辐射源的干扰，某些设备被检测时还应避开人体热源等 的红外辐射； 避开强电磁场，防止强电磁场影响红外热像仪的正常工作 。 钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件（1）一般检测开机：仪器在开机后需进行内部温度校准，待图像稳定 后即可开始工作。聚焦：与可见光相机操作类似。对保证图象质量、缺陷 发现乃至故障诊断分析都致关重要！设置
15、参数：正确设置辐射率、环境温度、距离等参数。 作为一般检测，被测设备的辐射率通常取0.9左右。 设置温标：温度量程宜设置在环境温度加10K20K左右 的温升范围。一般手动模式下调节图像使其具有清晰的温度 层次显示。一般检测：先远距离对所有被测设备进行全面扫描，发 现有异常后，再有针对性的近距离对异常部位和重点被测设 备进行准确检测。 辅助分析：应充分利用仪器的有关功能，如图像平均、 自动跟踪等，以达到最佳检测效果。 4、现场检测要求钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件（2）精确检测参考体：检测温升所用的环境温度参照体应尽可能选择 与被测设备类似的物体，且最好能在同一方向或同一视场中 选择。检测距离：在安全距离允许的条件下，红外仪器宜尽量 靠近被测设备，使被测设备（或目标）尽量充满整个仪器的 视场，以提高仪器对被测设备表面细节的分辨能力及测温准 确度。镜头：线路检测一般需使用中、长焦距镜头。检测记录：记录被检设备的实际负荷电流、额定电流、 运行电压，被检物体温度及环境参照体的温度值。钻井液性能及其测试组织损伤与修复实验分析课件组织行为学课件(1)
