内窥镜在电气设备检修维护中的应用浅析

黄世超，周 浩

(雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都 615000)

0 引言

电气设备大小各异，尺寸不一。电气设备故障具有类型多、分布广、隐蔽性强、不易察觉等特点；部分电气设备结构复杂，拆装繁琐、工程量大，故障不易排查，如：变压器、封闭母线等。如果为了检查设备状况或者查找设备的小隐患而选择拆解设备，则大大增加了设备的维护成本，降低了设备的使用效率。部分设备由于设计缺陷或现场安装条件限制，导致设备的某些位置难以观测，如：变压器下端部、变压器铁心与低压绕组缝隙、封闭母线的电流互感器固定螺栓处、潜水泵内部。

在电气设备的检修、维护过程中引入内窥镜检测技术，可以实现在不对设备进行拆解的情况下，方便、实时的观测设备各隐蔽部位的运行状态和变化情况，得到清晰的照片，便于对设备做出准确的评估，还最大限度的减少了不必要的费用支出，避免了人力、物力的大量浪费。所以，采纳并推广内窥镜在电气设备检修、维护中的应用具有重要意义和现实作用。

1 内窥镜简介

内窥镜是医学上最常见、使用最广泛的的器材，具有便于携带、使用简便、画面清晰、效果良好的特点。特别适合狭小空间的检查、处理。利用内窥镜检测技术可以将设备存在的缺陷问题用清晰、完整的彩色图像形式传送回接收端，便于检查人员评判，同时可以对图像进行增强、存储作业，实用性高。

使用内窥镜时，需要依据现场作业的实际情况合理开展，并做好以下几点注意事项：

首先，根据被观测设备的缝隙大小选择径管合适的内窥镜，避免内窥镜径管过大导致无法进入缝隙中或无法抵近被观测处进行观测。

其次，依据被观测设备的缝隙、孔洞走向选择合理的观测路径，尽量避开拐弯多、角度刁钻的路径，无法避开此类路径时，应选用柔软度高的内窥镜。

再次，由于电力设备缝隙一般缺乏光照，照明度低，一般应选用电子镜，而不能使用纤维镜。每次使用前应检查内窥镜完好，对活动部件应特别注意，严禁暴力操作。避免损伤内窥镜。电子镜组成包括：镜体(即摄像头)、摄像主机、显示器、传输线及存储U盘[1]。

最后，对电气设备重要部位、疑似缺陷位置等应选用清晰度高的内窥镜，避免因内窥镜清晰度偏低导致设备隐患未能及时发现或设备正常变化被误判为存在缺陷，导致设备损坏或资源浪费。

2 内窥镜在电气设备检修维护中的应用

在电气设备检修中引入内窥镜检测技术，可以更为方便、快捷的对电气设备进行检查。内窥镜摄像头可以将电气设备内部各部位的图像传送至显示器并呈现出来，便于检修维护人员针对图像和设备检修相关规程、手册及说明书开展对比分析，对可能存在的缺陷、隐患开展评估和处置，特别是一些处于潜伏期、暂时未造成设备停运故障的设备缺陷，实现对设备缺陷的早发现、早处置。避免缺陷恶化导致设备停运故障，减少经济损失[2]。

使用内窥镜对电气设备检修检查前，必须做好相应的前期准备工作。由于电气设备运行中会通过电流，产生发热，如果通风不良、冷却不佳可能导致设备局部存在异常高温现象。在时间充足的情况下，应先对被检测设备进行通风冷却，降低设备的温度，避免高温损伤内窥镜探头、传输线等设备。依据被检测设备尺寸和检测路径预先估计所需的内窥镜传输线长度，根据预估的传输线长度选用传输线长度适宜的内窥镜，避免传输线过短造成被检测点无法有效观测[3]。

一般需要内窥镜进行观测的电气设备有：发电机定、转子缝隙中的固定件，变压器下端部、变压器铁心与低压绕组缝隙、干式变压器高压绕组及低压绕组通风孔、封闭母线的电流互感器固定螺栓处、潜水泵内部、电动机内部。利用内窥镜可以极为便捷的对上述缝隙是否存在异物、设备表面是否存在裂纹等异常情况进行检查，对设备已有的缺陷进行分析，评估，制定相应的控制措施和检修计划，实现安全与生产两不误的双赢目标。

3 案例浅析

3.1 干式变压器铁心对地绝缘偏低

某电厂在机组检修过程中，对某干式变压器开展例行试验时发现，A相铁心对地绝缘电阻值为100 MΩ，而B、C相铁心对地绝缘电阻值为1 000 MΩ，查询历次试验数据发现，A相铁心对地绝缘电阻值为1 000 MΩ，判断A相铁心对地绝缘电阻值异常。

利用手电筒辅助照明对A相铁心进行检查，未发现明显的接地点。考虑到试验时靠近铁心的低压绕组已接地且固定铁心叠片的夹件已接地，初步分析铁心叠片可能存在变形导致与夹件相连或铁心叠片与低压绕组间存在金属异物。使用内窥镜对铁心叠片与低压绕组间缝隙进行检查，发现缝隙中存在少量异物，使用专用的镊子将异物取出，发现异物为水泥块，取出异物后对变压器内表面进行检查，未发现裂纹，再次测试绝缘值上升为125 MΩ，判断隐患未消除。继续使用内窥镜对变压器铁心叠片下端部进行检查，发现叠片存在翘曲变形，形变后的叠片与夹件直接接触，导致铁心对地绝缘电阻值下降为125 MΩ，在直接接触点塞入环氧玻璃布板隔离后，测试A相铁心对地绝缘电阻值为1 000 MΩ，已恢复正常，缺陷已消除。

3.2 发电机转子固定螺栓松动

某电厂发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司生产的发电机组，型号为：SF600-60/15940。发电机定、转子间的缝隙宽度为30 mm，定子铁心高度为3 100 mm，转子固定螺栓处于转子高度的中间位置，即1 550 mm处。由尺寸比可知，单凭肉眼观测，可以看见螺栓是否存在，但是无法辨别螺栓是否有松动及松动程度。

在机组检修期间，将内窥镜镜头慢慢放至固定螺栓高度，缓慢调整方向，将镜头对准螺栓，仔细观测螺栓平垫、弹垫的压紧程度。某次检修时，作业人员通过内窥镜观测到其中一颗螺栓的平垫未压紧，螺栓的螺纹清晰可见，判断为螺栓松脱，将对应位置的单个转子磁极拔高1 500 mm并固定牢固后，派专人使用专用的扳手对该螺栓进行检查，检查发现螺栓已松动，重新紧固后，机组运行正常。

3.3 封闭母线内电流互感器固定螺栓处开裂

某电厂封闭母线是江苏大全生产的型号为：QLFM-20/22000(13000)(630)-Z。电流互感器为沈阳互感器有限责任公司生产的LMZBT34-20系列。

在机组检修期间，使用内窥镜对电流互感器外壳完好情况进行检查，发现其中一颗固定螺栓处的电流互感器表面存在微小裂纹，如图1。经分析，判断为电流互感器受力不均造成表面开裂，将电流互感器吊至地面进行检查测试，发现电流互感器已严重受损，继续运行将导致电流互感器故障引起发电机跳闸事故。

图1 电流互感器裂纹

4 结语

使用内窥镜对电气设备进行检测，可以高效的发现设备存在的各类问题并及早采取合适的办法解决。通过内窥镜显示器上显示的设备图像，可以清晰的分析出设备运行情况，对存在的缺陷进行分析、判断、处理。从而保证电气设备的安全、可靠运行。