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避雷器热成像

June 17, 2016 • Arresters, Columns, Woodworth on Arresters, 最近文章汇总

在我为在慕尼黑举办的2015 INMR国际会议准备的论文中, 讨论了对2050 年避雷器的预测。我很高兴对该主题的讨论, 以及所有许多其他的关于冲击保护课题的介绍。 当然, 精确描述从现在起35年后避雷器的样子是一个挑战, 但我们能够肯定地预 测其中的一些状况。其中之一将会是智能避雷器。事实上, 智能避雷器正处在拐 点, 其实际的 “大脑” 已经以市场上可以买到的泄漏电流监测的形式存在了。然 而这些系统仍然缺乏良好的交流技能, 在学会如何更好地向外部世界展示其状 态之前, 避雷器将继续处在仅仅是 “半智能” 的状态。与此同时, 我们需要找到 能更好评估避雷器运行中状况的方法。 未来当我们越来越需要即时信息时, 最好的两种评估避雷器状态的方法是热成像 和三次谐波泄漏电流监测器 (参见40页的文章)。虽然已经有许多关于冲击监测 器的文章, 仍然缺少应用热成像来评估设备冲击保护管理的实践指南。 热成像之所以能够评估避雷器的健康程度, 是因为该元件在稳定状态运行下几 乎不消耗能量, 并且其温度极少会远远超过环境温度。甚至最大的MOV避雷器, 例如4到5米高的避雷器, 其耗散功率小于50瓦特。这种长度的避雷器, 不会产生 明显的温升, 使任何测量高于环境的温度梯度的尝试成为挑战。 我最近花费了时间与红外线温度记录员在一座变电站内一起工作, 该人名叫Bill Hoth, 就职于佛罗里达州清水市的Universal Thermography公司。他从事变电 站热扫描已经超过了三十年, 并且开发出了一些乐意与大家分享的有趣方法。 在通常的整个一年中, 他扫描超过700座变电站, 观察每一座变电站的次数超过 四次, 记录下每天发现的任何异常情况。他的工作日从午夜左右开始, 日出之前 在避雷器上工作六小时左右。通过长期的经验, Bill发现没有阳光的环境下可以 更好地评估避雷器温度, 能够更容易地看出避雷器低于环境温度1度的差别。虽 然由于知识产权的原因, 他倾向于不透露避雷器分析时所采用的具体设置, 该方 法是一个多层次的方法。 例如, 如果避雷器表现出来的温度与附近类似的避雷器甚至几度之差, 便会被记入到观察列表中。如果避雷器表现出4到6°C的差别, 将会被 打上标记在几周后进行再次检查。如果温度梯度超过了7到10°C, 避 雷器将会被列入到紧急更换名单中。整个北美其他电力公司采用这一 相同类型的方法。 其中几乎可以肯定的一点是任何避雷器的温度极少高于周围其他避雷器 15°C。一旦开始上升到这么高的温度时, 泄漏电流也会增长, 转而造成 甚至更快的发热, 意味着该避雷器寿命很可能不长久了。 如果避雷器在失效或者缓慢到达寿命终点的进程中, 通常是因为其内部 发生了介电失效。MOV阀片在稳定状态条件下是非常稳定的装置。然而, 如果 水气找到路径进入其内部, 施加在避雷器长度上的电压会导致阀片边沿发生电 介质击穿。正是沿着边沿耗散能量的泄漏电流, 转换成热量并成为最终失效的 警示标志。遗憾的是, 局部放电自身产生的热量信号不足, 用热成像探测不到。 热成像的好处显著, 以数据收集的速度作为起点。事实上, 目前没有比扫描避雷 器的温度更快的方法来告知避雷器接近寿命终点。远距离高精度也很优异, 特别 是使用远程相机镜头。避雷器处在失效过程中却没有产生热量的风险很低。与 此同时, 值得提出的是, 如果避雷器在最近一次热扫描之后仅仅几天就被雷击或 者操作过电压损坏, 很可能在下次例行扫描前就失效了。后续扫描与扫描之间的 潜在失效或许是热成像扫描唯一的主要不利之处。另一个缺陷是目前市场上尚 没有能够远程传输数据热成像装置。因此, 获取避雷器热成像剖面图要求人员 亲临现场收集数据。尽管存在这些负面之处, 热成像仍然是确定避雷器带电运 行中健康状况的最好选择, 至少在完全智能化避雷器出现之前。 Jonathan Woodworth
避雷器中心温度比左边较远处的避 雷器高9°F(4°C),将会在几周后对其 进行再次检查。 避雷器热成像 避雷器热成像 Photo for Topic 5 Sept 21 Copy

避雷器中心温度比左边较远处的避 雷器高9°F(4°C),将会在几周后对其 进行再次检查。

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