Application de l'imagerie thermique infrarouge au réseau électrique

Application de l'imagerie thermique infrarouge au réseau électrique

Le système électrique comprend la production, le transport, la transformation, la distribution et la consommation d'électricité. Les sous-stations constituent le cœur du système, responsables de la transformation de la tension régionale et de l'alimentation électrique. Il est donc crucial de garantir leur exploitation en toute sécurité. À mesure que le système électrique évolue vers une capacité et une tension élevées, le fonctionnement stable des équipements devient essentiel à la gestion de l'exploitation et de la maintenance.

Les appareils électriques tombent en panne sous diverses formes, dont la plupart sont accompagné d'une surchauffe. Par conséquent, la surveillance de la température en temps réel est un moyen efficace de garantir la fiabilité de l’alimentation électrique. Technologie d'imagerie thermique infrarouge est une méthode de détection avancée qui permet une surveillance en ligne sans contact, permettant ainsi détection rapide des points de surchauffe anormaux.

Raythink Technology propose une gamme de produits de détection infrarouge adaptés au secteur de l'énergie. Ces produits sont largement utilisés dans des applications telles que les transformateurs, les câbles et les générateurs, offrant des performances exceptionnelles pour l'évaluation de l'état des appareils, la recherche de défauts et la maintenance préventive, contribuant ainsi à la sécurité et à la stabilité du réseau.

Application de l'imagerie thermique pour le réseau électrique
1. Détection des défauts du corps principal du transformateur
Le transformateur est l'un des composants les plus critiques du réseau électrique. Il est principalement responsable de la transmission de l'énergie et de la transformation de la tension. Il comprend le corps principal, le système de refroidissement, le régulateur de tension, les dispositifs de protection (tels que le relais à gaz, le conservateur d'huile et le dispositif de mesure de la température), les traversées de sortie, etc.

Actuellement, la mesure de température infrarouge est largement utilisée pour évaluer l’état de fonctionnement des transformateurs en tant que méthode de détection sous tension sans contact. Technologie d'imagerie thermique infrarouge peut être utilisé pour identifier efficacement diverses augmentations anormales de température et anomalies dans le corps principal du transformateur, le conservateur d'huile, les traversées, les refroidisseurs et les circuits de commande.

Le corps principal d'un transformateur est constitué d'un noyau, d'enroulements, d'un réservoir d'huile, d'huile isolante, etc. Limité par sa structure imposante et son système complexe de circulation d'huile interne, il est difficile de détecter les défauts internes du transformateur. Cependant, l'imagerie thermique infrarouge permet de détecter efficacement les anomalies externes, telles qu'une surchauffe localisée causée par un flux de fuite magnétique. Les défauts de surchauffe courants peuvent être visualisés grâce à des images thermiques, ce qui facilite l'analyse des défauts et les alertes.

2. Détection des défauts de traversée de transformateur
Les traversées de transformateur sont des composants isolants utilisés pour connecter les fils haute et basse tension d'un transformateur à l'extérieur du réservoir d'huile. Elles assurent non seulement l'isolation entre les fils et la terre, mais servent également à sécuriser les conducteurs tout en permettant un courant de charge continu.

Selon leur structure, les traversées peuvent être classées en deux catégories : capacitives, à bain d'huile et en porcelaine. Parmi elles, traversées capacitives Ils sont constitués d'une tige conductrice, d'un écran capacitif, d'une huile isolante et d'un manchon externe en porcelaine et sont principalement utilisés dans les transformateurs fonctionnant à une tension de 35 kV et plus, où la probabilité de défaillance est relativement élevée.

La technologie de détection infrarouge peut être utilisée pour reconnaître efficacement divers défauts, tels que de faibles niveaux d'huile dans la traversée et une perte diélectrique anormale dans l'isolation principale. Les défauts de surchauffe courants peuvent être présentés de manière vivante grâce à des images thermiques, comme le montre la figure ci-dessous.

3. Détection des défauts du transformateur de courant
Les transformateurs de courant sont des composants essentiels qui relient le système primaire au système secondaire. Ils convertissent principalement la haute tension et le courant élevé en basse tension et courant faible pour la mesure et la protection des dispositifs secondaires. Le réseau électrique comporte de nombreux transformateurs de courant, dont les performances ont un impact direct sur la fiabilité du système d'alimentation électrique.

Selon le type d'isolant, les transformateurs de courant peuvent être classés en deux catégories : capacitifs à huile, isolés au gaz SF₆ et à isolation solide, adaptés à une tension inférieure ou égale à 35 kV. Parmi ces catégories, transformateurs de courant capacitifs remplis d'huile sont la le plus largement utiliséIls se composent principalement du circuit conducteur primaire, de l'écran capacitif, de l'huile isolante, de la bobine secondaire et de la coque externe en porcelaine.

Technologie de détection infrarouge peut être utilisé pour identifier efficacement les défauts thermiques causés par le courant, comme la surchauffe des bornes primaires, ainsi que les défauts thermiques causés par des problèmes de tension, comme une perte diélectrique excessive. Les tendances de variation de température du dispositif peuvent être présentées de manière claire en combinant cette technologie avec l'analyse des courbes de température historiques, fournissant ainsi un support de données intuitif et fiable pour l'évaluation de l'état de fonctionnement du dispositif.

4. Détection des défauts du transformateur de tension
Les transformateurs de tension sont des composants clés qui relient le système primaire du réseau au système secondaire. Ils convertissent proportionnellement les signaux haute tension en signaux basse tension standard pour la mesure, la protection et le contrôle par les dispositifs secondaires.

De par leur structure, les transformateurs de tension peuvent être classés en deux catégories : électromagnétiques et capacitifs. Parmi eux, les transformateurs de tension capacitifs, grâce à leurs excellentes performances, sont largement utilisés dans les réseaux électriques de 110 kV et plus, utilisant le point neutre comme terre directe. Ce type de transformateur est composé d'un condensateur diviseur de tension et d'un module électromagnétique, assurant à la fois des fonctions de mesure et de protection.

Parce que transformateurs de tension capacitifs fonctionnent dans des environnements à haute tension, ils peuvent subir un échauffement interne anormal en raison de problèmes de tensionLa technologie de détection infrarouge peut être utilisée pour reconnaître efficacement divers défauts thermiques dans les transformateurs de tension capacitifs causés par des problèmes de tension, fournissant des preuves importantes pour le fonctionnement sûr et l'avertissement de défaut de l'appareil.

5. Détection de fuite de gaz SF₆
L'hexafluorure de soufre (SF₆) est actuellement le gaz isolant et extincteur d'arc le plus couramment utilisé dans les appareils électriques haute tension. Il est largement utilisé dans des dispositifs clés tels que les transformateurs, les traversées, les disjoncteurs, les transformateurs de courant et les appareillages de commutation. Ces dispositifs jouent un rôle crucial dans les sous-stations. Toute fuite ou défaut peut facilement perturber le fonctionnement stable du réseau, voire endommager les appareils.

Méthodes traditionnelles Les systèmes de détection des fuites de gaz SF₆, tels que les renifleurs ou les tests à bulles de savon, permettent d'identifier la présence de fuites de gaz, mais peinent à localiser précisément les points de fuite. Pire encore, ils sont encombrants, peu efficaces et présentent une fiabilité limitée dans des conditions complexes.

En revanche, la caméra thermique portative de détection des fuites de gaz Permet l'observation visuelle des fuites de gaz SF₆ grâce à une technologie de détection infrarouge non refroidie à haute sensibilité et haute résolution spatiale. Cette technologie permet la localisation des points de fuite et l'évaluation de leur intensité, sans interruption, à distance et en temps réel, générant des images infrarouges intuitives. Elle améliore considérablement l'efficacité et la précision de la détection, simplifie considérablement le processus opérationnel et minimise les risques sécuritaires et économiques liés aux fuites de gaz.

6. Détection de défaut de disjoncteur
Les disjoncteurs sont l'un des appareillages de commutation les plus critiques du réseau électrique. Ils servent principalement à interrompre et fermer les circuits en fonctionnement normal, ainsi qu'à couper les courants de court-circuit en cas de défaut. Leurs performances influencent directement la sécurité et la fiabilité du fonctionnement du réseau.

Selon le fluide d'extinction d'arc utilisé, les disjoncteurs peuvent être classés en deux catégories : l'hexafluorure de soufre (SF₆), l'huile et le vide. Parmi ces derniers, les disjoncteurs SF₆ sont largement utilisés en raison de leurs excellentes propriétés d'isolation et d'extinction d'arc. Un disjoncteur SF₆ est généralement composé d'un corps principal, d'un condensateur d'égalisation de tension, d'un mécanisme de commande et d'un circuit de commande. La technologie de détection infrarouge est principalement utilisée lors de l'inspection de routine des disjoncteurs haute tension pour identifier les défauts de surchauffe causés par le courant.

Prenons le disjoncteur à colonne en porcelaine. Son corps principal est constitué d'une chambre d'extinction d'arc, d'une bouteille de support en porcelaine et d'un mécanisme de transmission. Imagerie thermique infrarouge peut être utilisé pour détecter efficacement les défauts de surchauffe courants suivants:

Surchauffe des bornes externes : L'image thermique montre des zones localisées à haute température centrées autour de la multiprise, qui sont principalement causées par un mauvais contact dû à des boulons de borne desserrés ou à des surfaces de contact oxydées.
Température anormale à l'extrémité de la chambre d'extinction d'arc : L'image thermique révèle souvent des zones de surchauffe autour du capuchon supérieur ou de la bride inférieure, qui sont généralement causées par un mauvais contact au niveau des contacts mobiles et fixes et des contacts intermédiaires.
Température anormale localisée à la surface du manchon en porcelaine : Cela se manifeste par une légère augmentation de température dans des zones spécifiques du manchon en porcelaine, avec une différence de température minimale par rapport à des appareils similaires, les causes possibles étant l'accumulation de saleté ou de fines fissures.
Température anormale dans les transformateurs de courant : Cela est généralement dû à un mauvais contact dans le circuit secondaire ou à des circuits ouverts. La détection infrarouge permet de détecter rapidement ces anomalies de température, facilitant ainsi le diagnostic.

7. Détection des défauts du périphérique SIG
L'appareillage de commutation à isolation gazeuse (GIS) est une technologie qui consiste à intégrer des composants électriques haute tension, à l'exception des transformateurs, dans une enveloppe métallique selon la méthode de connexion principale, en utilisant l'hexafluorure de soufre (SF6) comme isolant. Compact, fiable et nécessitant peu d'entretien, cet appareil est largement utilisé dans les postes électriques moyenne et haute tension.

Technologie de détection par imagerie thermique infrarouge peut être utilisé pour reconnaître efficacement les augmentations anormales de température dans les SIG pendant le fonctionnementLes défauts courants incluent la surchauffe des bornes des circuits conducteurs et des accessoires métalliques, qui sont des problèmes thermiques typiques induits par le courant. La cuve GIS est généralement constituée de circuits conducteurs métalliques, d'isolateurs en forme de cuvette, de gaz SF6 et d'une enveloppe métallique. Lorsque des anomalies surviennent au niveau de ces composants, les sources de chaleur peuvent être localisées avec précision grâce à des images infrarouges.

D'autres défauts thermiques courants incluent la surchauffe générée par la contamination de surface des traversées de sortie GIS et un mauvais contact au niveau des connexions des bornes, ainsi que les pertes par courants de Foucault dans les traversées murales dues à la structure ou au blindage. défauts thermiques complets peuvent être initialement évalué par des comparaisons de température transversales triphasées pour aider dans le diagnostic sur le terrain. La détection infrarouge joue un rôle crucial dans l'évaluation de l'état et l'identification des dangers des SIG.

8. Détection des défauts du commutateur d'isolement
Les sectionneurs sont l'un des dispositifs de commutation haute tension les plus répandus. Ils isolent en toute sécurité les appareils électriques connectés du réseau sous tension lors de la maintenance des appareils ou du changement de mode de fonctionnement du système. Un sectionneur se compose généralement d'un circuit conducteur, de bornes isolantes et d'un mécanisme de commande. En raison de fonctionnement fréquent et bornes conductrices multiples associés aux interrupteurs d'isolement, le la probabilité de surchauffe est relativement élevée, ce qui rend la détection infrarouge particulièrement importante pour surveiller leur état de fonctionnement.

Le circuit conducteur est généralement fixé à la base par des isolateurs à plots. Ses principaux composants comprennent le contact mobile et la tige conductrice entraînés par le flacon en porcelaine, un contact fixe et des bornes reliant les jeux de barres ou autres dispositifs. En raison de sa complexité structurelle et de ses multiples bornes, le le circuit conducteur souffre souvent des défauts suivants:

La température dépasse 130 °C au niveau de la borne souple du contact fixe des interrupteurs d'isolement 220 kV, souvent causée par un mauvais contact
La différence de température dépasse 15 K entre les phases de la multiprise pour les couteaux isolants 110 kV, généralement en raison du desserrage ou de l'oxydation des boulons des bornes.
Les couteaux isolants peuvent souffrir d'une résistance instable entre leurs multiples bornes conductrices, ce qui peut également entraîner une surchauffe induite par le courant.
Concernant le post-isolant, la détection infrarouge permet de détecter efficacement les élévations de température localisées causées par la contamination de surface et les défauts d'isolation tels que les fissures, dues aux contraintes structurelles ou au vieillissement. En tant que moyen de détection en temps réel, La technologie d'imagerie thermique infrarouge joue un rôle crucial dans l'avertissement de défaut et l'exploitation et la maintenance précises des interrupteurs d'isolement.

9. Détection des défauts du parafoudre
Les parafoudres sont principalement utilisés dans les réseaux électriques pour limiter les surtensions causées par les opérations et la foudre, protégeant ainsi les appareils électriques des surtensions. Actuellement, les pare-étincelles à oxyde métallique sont largement utilisés sur différents niveaux de tension dans le réseau en raison de leur réponse rapide, de leur faible tension résiduelle et de leur capacité de transport de courant élevée.

En pratique, les parafoudres subissent souvent des défaillances dues à l'humidité interne, notamment en cas de défaut de fabrication ou d'étanchéité, où l'eau de pluie ou l'humidité peuvent facilement s'infiltrer dans les parafoudres. Cela entraîne une diminution des performances d'isolation, pouvant entraîner une décharge partielle, voire une panne. Technologie d'imagerie thermique infrarouge, qui dispose d'une détection sans contact et en temps réel, peut reconnaître les anomalies de température aux premiers stades de la pénétration d'humidité, permettant une détection rapide des dangers.

La pénétration d'humidité dans un parafoudre augmente le courant de fuite interne, ce qui entraîne une surchauffe importante, détectable par des élévations localisées de température, avec des caractéristiques d'échauffement induites par la tension sur les images thermiques. Dans de tels cas, la détection infrarouge joue un rôle crucial. évaluer l'état de fonctionnement et fournir des avertissements de défaut, permettant au personnel d'exploitation et de maintenance d'identifier rapidement les défauts potentiels.

10. Diagnostic des défauts des équipements de transmission
Les lignes de transport sont principalement composées de fondations, de pylônes, de conducteurs, de câbles paratonnerres, d'isolateurs, de raccords et de dispositifs de mise à la terre. La détérioration des isolateurs de ligne, telle qu'une contamination de surface ou des fissures, peut entraîner une dégradation importante de l'isolation. La présence d'isolateurs de faible ou de faible valeur augmente le risque d'accidents de déclenchement des lignes de transport dus à des ruptures d'isolateurs. Si les tubes de sertissage sont mal en contact avec les conducteurs, ces derniers peuvent surchauffer et être arrachés des tubes, entraînant facilement des accidents de rupture de fil.

Une mauvaise qualité de construction ou d'entretien peut entraîner le glissement de raccords de sertissage mal fixés ou la rupture de brins aux bornes, le desserrage des boulons et la surchauffe des colliers de serrage à rainures parallèles utilisés par les lignes à courant continu, menaçant la sécurité de fonctionnement des lignes ou entraînant des coupures forcées.

Caméras thermiques vous identifier les risques thermiques posés par les isolateurs, les fils de terre, les pinces ou autres raccords de connexion détériorés. Plus précisément, le PTZ PC2 à double spectre Il peut être déployé pour une surveillance autonome à 360°. Il peut également être utilisé conjointement avec l'appareil d'inspection de routine portable pour surveiller en temps réel des composants clés tels que les colliers, les joints et les isolateurs. La surveillance des composants clés, comme la détection en ligne des isolateurs, des colliers et des bornes de câbles, est configurée en ligne via des outils tels que des points, des lignes et des boîtiers, afin d'avertir en temps réel des températures élevées et de localiser les défauts avec précision. Ainsi, les lignes de transport fonctionneront en toute sécurité.

11. Surveillance de la température du câble d'alimentation
Les câbles électriques sont des composants essentiels du réseau électrique utilisé pour la transmission de l'électricité. Ils sont généralement constitués de conducteurs (ou âmes conductrices), de couches isolantes, de couches de blindage, de couches de remplissage, de couches de protection internes et de couches d'armure. Technologie de détection par imagerie thermique infrarouge peut être utilisé pour reconnaître efficacement divers défauts lors du fonctionnement du câble, y compris les défauts thermiques induits par le courant tels que la surchauffe des bornes, ainsi que les défauts thermiques induits par la tension tels que la pénétration d'humidité et la détérioration de l'isolation des câbles d'alimentation.

Ces dernières années, les caméras thermiques à fusion à double spectre, communément appelées caméras cubiques à double spectre, sont largement utilisés pour la surveillance du fonctionnement des câbles. Compacts, ces dispositifs s'installent facilement dans des espaces confinés tels que les tranchées et les conduits de câbles. Déployés en plusieurs points, ils surveillent en temps réel les variations de température des câbles électriques et émettent des alarmes de température élevée à plusieurs niveaux. En analysant les tendances de température et en émettant des alertes en temps réel, ils permettent de détecter les défauts potentiels à l'avance, réduisant ainsi considérablement la probabilité d'accidents et améliorant l'efficacité et la sécurité de l'exploitation et de la maintenance du système d'alimentation électrique.

12. Surveillance des incendies de forêt pour les lignes de transmission
Les incendies de forêt dans les zones de lignes électriques sont imprévisibles et aléatoires, entraînant des pertes importantes en peu de temps. Il est donc devenu primordial de détecter et d'éteindre rapidement les incendies de forêt dans ces zones. Nous pensons qu'il est impossible de prévenir complètement les incendies de forêt dans les zones de lignes électriques. Dans ce cas, la solution idéale protéger les lignes de transmission et les ressources forestières, c'est raccourcir le temps de détection des incendies et prévenir la propagation et l'escalade des incendies.

Surveillance des incendies de forêt à double spectre infrarouge C'est la méthode la plus directe et la plus efficace. Initialement, l'inspection du personnel était utilisée, puis la surveillance par caméra a évolué, visant à surveiller directement les situations par des moyens visuels. Cependant, en raison de facteurs tels que la fatigue oculaire et le nombre excessif d'entrées visuelles, la surveillance vidéo ne produit souvent pas les effets escomptés, se limitant à un simple enregistrement de requêtes a posteriori. Bien qu'elle puisse contribuer à résoudre certains problèmes, notre objectif principal est de prévenir les événements anormaux et de les étouffer dans l'œuf. Pour y parvenir, nous devons répondre aux limites de la surveillance visuelleNous fournirons une technologie de surveillance et d'alarme des incendies de forêt à double spectre infrarouge, utilisant la vision artificielle et l'intelligence artificielle pour la prévention, garantissant surveillance efficace 24h/7 et XNUMXj/XNUMX.

13. Protection périmétrique des sous-stations
La technologie d'imagerie thermique infrarouge peut être appliquée à la surveillance périmétrique des postes électriques afin d'améliorer considérablement la sécurité et l'efficacité de la surveillance. Les caméras thermiques détectent et identifient clairement les cibles d'intrusion périmétrique, de jour comme de nuit, quelles que soient les conditions météorologiques, permettant une surveillance en temps réel 24h/24.

Technologie d'imagerie thermique assure la protection périmétrique des postes électriques grâce à une fiabilité et une intelligence sans précédent. surveillance par tous les temps et de haute précision Associé à des mécanismes intelligents de reconnaissance et d'alerte précoce, il rend la gestion de la sécurité des postes électriques plus efficace, précise et proactive. Cela permet non seulement de réduire les coûts de main-d'œuvre et les risques pour la sécurité, mais aussi d'améliorer considérablement la sécurité et la stabilité opérationnelles des installations électriques.

14. Surveillance des armoires électriques dans les salles de distribution électrique
Dans les salles de centres de données, des dispositifs de surveillance infrarouge peuvent être déployés dans les armoires électriques critiques pour assurer une surveillance continue des composants critiques tels que les contacts électriques, les interrupteurs et les jonctions. En cas de surchauffe anormale des contacts due à une surcharge ou à un mauvais contact, le système peut détecter rapidement l'anomalie de température et transmettre instantanément une alarme au personnel d'exploitation et de maintenance. Cela permet une intervention et une gestion des pannes rapides, améliorant ainsi la sécurité et la fiabilité opérationnelle du système électrique.

Avantages de la caméra thermique pour le réseau électrique
Sans contact et plus sûr : La technologie d'imagerie thermique infrarouge est une technologie passive de détection et d'identification sans contact. Elle permet un diagnostic précis et rapide de l'état des appareils, à longue distance, sans contact, sans échantillonnage et sans désintégration. Cette technologie permet de surveiller et de diagnostiquer les défauts des appareils électriques en temps réel et en ligne, sans affecter leur fonctionnement.
Imagerie intuitive et localisation précise des défauts : La technologie d'imagerie thermique infrarouge est insensible aux interférences électromagnétiques et permet de suivre avec précision les cibles thermiques à longue distance. Le champ thermique est visible, détectant automatiquement les points dangereux cachés à haute température et révélant les points de défaillance des appareils. Cela permet des évaluations qualitatives et quantitatives de la nature, de la localisation et de la gravité des défauts.
Analyse des tendances de l'état de fonctionnement, prédiction des dangers cachés et avertissement : La température de l'appareil est relevée régulièrement et présentée intuitivement dans un graphique de tendance. L'analyse des modes de fonctionnement de l'appareil et l'identification des points de risque de température élevée anormale fournissent des données utiles à la maintenance quotidienne, aux alertes et à l'analyse des défauts, permettant ainsi une détection, une alerte et des réparations précoces.