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章劲标:红外热像仪在电台设备预测性维护中的应用

2010-4-28 18:06| 发布者: admin| 查看: 695| 评论: 0|来自: 科讯

   中国传媒大学国家广电总局2021台章劲标从电台工作实际出发,简要分析了设备维护技术的发展变化,重点介绍了电容器、整流器、变压器、电源、电气接头和电机等发射机系统重要部件的故障发热原理,以及红外热像仪在设备进行预测性检修和维护中的应用。

  1、设备的运行和维护

  1.1设备运行规律

  从设备运行的一般规律来看,一部设备在最初运行时间内出现故障的可能性非常高,这些故障通常是由制造或安装问题引起;过了这段初始时期之后,在较长时间内出现故障的可能性相对较低 在正常运行之后,出现故障的可能性会随着设备运转时间的增加而增加。因此,为了确保设备的正常运行,对设备经常进行必要的维护、检修、易损备件的更换和技术改进是至关重要的。

  1.2设备运行维护

  从设备维护管理发展历史来看,设备维护可分为应急性维护(事后维护)、预防性维护和预知预测性维护。

  所谓应急性维护,就是当设备出现故障时才对它进行维修。这种“不出故障就不维修”的设备维护方法是最原始的维护运行手段,采用这种运转至出现故障再进行管理的设备或系统,出现故障之前,在维护上是不会花费任何成本的。

  在大多数情况工在设备维护初期,普遍都采用基本的预防性维护,即检查、清洁、润滑、调整和更换己到使用周期的易损件。预防性维护中,所有的维护管理计划都是按照时间来安排的,都是建立在一种假设设备状况在统计时间范围内将恶化的基础之上的。

  在预防性或设备运转至出现故障再对设备进行维护或检修的计划电所有检修计划的安排和检修的质量都取决于维护管理者当前的水平、直觉和个人经验,存在着很大的不确定性。于是,对设备运转状况、效率、热量分布和其他指标进行检测和监视,通过检测和监视设备的性能,在需要时再安排检修维护可降低因设备故障而发生停播的可箭性,减少“应急性”维护费用和降低设备维修的成本,延长设备的使用寿命,并最大限度地提高维护效果和生产能力,就是预知预测性维护。

  2、红外热像仪

  在当今的广播电视设备中,集中体现出“三高一大”的特点,即“高频、高压、高空、大功率”,这些特点给设备日常维护工作带来诸多不安全因素,红外热像仪等检测仪器的使用,则在电台技术设备预知预测性维护中发挥了较大的作用。

  红外能量是一种人感觉不到的能量,它的波长很长,无法被肉眼探测到。红外线是电磁波谱中的一部分,人类将它感知为热量,与可见光不可在红外领域里,凡是温度在绝对零度以上的物体都能够散发出热量,即使像冰块这样表面非常寒冷的物体,同样能够发射红外能量,物体的温度越高,它所辐射的红外能量就越强。红外热像仪正是能够帮助人们识别肉眼无法看见的红外能量的一种仪器。

  在广播发射领域,无论是高频器件,还是高压器件,如果出现异常发热,常常是设备损坏或功能故障的早期征兆,设备或元器件的温度成为在预测性维护计划中所监视的一个关键性参数。通常所使用的测温仪器是红外点温仪,进行测温时,需要花费大量的人力,由于测量范围广,面积大,而发热故障点往往比较小,且很隐蔽,很容易造成漏检,形成隐患。红外热像仪可以在设备正常运行状态下,通过非接触探测红外能量,并将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,并可以对温度值进行精确计算。红外热像仪在维护中的应用,彻底解决了以前测温时存在的缺欠和不足。利用红外热像仪可以定期对关键设备区域以及设备整体的温度进行全面检查;可以随时跟踪设备的运行状况;如果测量温度与历史数据有明显的不同或者在相同时间,同类设备的测量温度有明显不同时,可以对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。红外热像仪可正确引导预防性维护人员对发射设备或机械设备的运转青况进行准确判断,预先排除隐患,保证设备安全稳定运行。目前,红外热像仪己在广播领域得到广泛应用。

  红外热像仪的热成像是由一高亮度背光彩色液晶屏显像,其测量温度范围为衣-20摄氏度-400摄氏度不等,测量距离为0.5m-无穷远,测量精度为0.1C,其操作如同照相机一样,简单、方便。

  3、红外热像仪的应用

  3.1电气接头故障检测

  在输配电系统和发射机系统电有大量的接触器、继电器、开关、套管夹等,由于其接点长期暴露在空气中以及受周围环境温湿度的影响,会出现表面结垢;长期运行在周围腐蚀氧化的活性气体中或受到灰尘的影响会引起腐蚀,上述都会导致接点接触不良,出现异常过热,严重时将影响设备安全。

  3.2电容器故障检测

  电容器在高频电路中的作用主要是隔直、滤波、耦合等,电容器内部真空度和两极导体由于电气连接等原因存在一定程度的阻抗,在通过高频电流时,会产生热量,随着温度的增加,其电容值将会发生变化。通常大功率电容器都采用强制风冷或水冷的方式进行散热,使其工作温度会控制在正常温度下。若电容器真空度下降或绝缘下降其发热就会增加,在测量温度时,其温度会有明显变化。

  3.3整流器故障检测

  整流器是广播发射设备中重要的组成部件,在各类型发射机中都有大量的应用,如中波DX发射机中的整流桥,短波发射机中的各级灯丝整流器,各整流电源的整流器等。其整流桥由多个大功率可控硅二极管或晶闸管组成,利用红外热像仪可以在一幅热图像中显示出大量的整流器热信息,便于对相邻相近的整流器进行对比,找出故障点。
 
  3.4变压器故障检测

  变压器作为电压、电流和阻抗的变换器件,在电台中有着广泛的应用,如调制变压器,电站主变压器,灯丝变压器,耦合变压器等,变压器发热的原因有多种,如油浸变压器油路管道堵塞,变压器不能正常散热,其热成像特征是堵塞部分的管道或散热器因为没有参加油循环而呈现低温区,其他部分的温度相对较高,由热谱图可以清楚地反映出来。

  对于油浸式变压器需要在吊罩后施加一定的试验电压才能观测到铁心的绝缘损坏情况,一般应在变压器大修时配合进行。

  变压器油枕作为变压器储油和补油设施,一般位于变压器箱体的顶部,在变压器油随温度的变化膨胀或缩小时,保证油箱始终充满油,并且,油枕使变压器与空气的接触面减小,减缓了油的劣化速度,油枕的侧面一般都装有油位计,用来监视油位是否正常,但油位汁容易受到变压器油的沉淀而堵塞,造成假油位现象,干扰了维护人员对变压器油位的判断,若变压器长期处于油位不足的状态,将会导致变压器温度升高而过热,严重时还会产生变压器着火、爆炸等事故。

  3.5电机故障检测

  电机是发射机风水冷却部分的重要设备,任何大功率发射机都离不开它。电机的部件较多发生故障的部位及原因也较多:一般有电气接线连接松脱、接线端子氧化腐蚀、电气接线故障等引起的接线端子过热;不平衡电压或过载引起的电缆过热;由于内部铁心、绕组绝缘层老化或损坏导致电机外壳温度分布不均以及由于空气流动不充分导致电机外壳整体温度过高;由于与电机连接的轴承、连接器润滑不良,不同轴等引起的轴承、连接器过热等。

  通过以上分析,热像仪能检测到肉眼无法看到的物体表面产生的热量;可以清楚地了解设备热点的分布、大小及其具体情况,通过这些日积月累的设备状态档案,可分析了解问题的原因及严重性,及时采取有效措施以最大限度地保证电台发射系统的正常运行。因此,使用红外热像仪,不仅可以提高设备维护的效率,保障设备维护工作的不间断进行,而且可以提高设备的可靠性,安全性,节省维护成本,它的应用将给广播发射系统带来的一种全新的经济有效的维护方式。

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