水坝涡轮机电刷的热监测
红外温度测量可实现早期故障检测和预测性维护
管理水力涡轮机中的过热风险碳刷
水力发电大坝涡轮机的运行方式是将水的动能转化为机械能，最终转化为电能。水从高海拔水库通过压力管道输送到涡轮机。流动的水冲击涡轮叶片，使其旋转。这种机械能通过轴传输到发电机，发电机将旋转能转化为电能。
此过程中的一个关键部件是使用滑环和碳刷，它们将电流从发电机的旋转部件传导到固定部件。碳刷是专门设计的碳石墨部件，通过弹簧力压在旋转换向器或滑环上。它们的主要功能是在发电机高速旋转时保持连续的电接触。
然而，使用碳刷会带来一些技术挑战和潜在危险。一个重大的危险是过热。由于不断的摩擦接触，碳刷容易磨损，从而产生热量。冷却不足或工作电流过大会导致热量积聚到危险水平，从而升高电刷和周围部件的温度。
过热会导致几个严重后果。首先，它会损坏碳刷和滑环，导致磨损增加和维护间隔增加。其次，由于高温，存在可燃颗粒或润滑剂着火的风险。这会造成严重的火灾隐患，尤其是在存在大量电能和潜在易燃材料的发电机附近。
使用红外热像仪监测热碳刷，提高涡轮机安全性
Optris Xi 系列红外热像仪用于监控碳刷并检测早期过热情况。为此，在涡轮机盖上安装了两个外部盒子，允许安装两个角度为 80° 的 Xi 热像仪（Xi 400 和/或 Xi 410）和一个工业过程接口 (PIF)。测量距离约为 500mm。然后将记录的热数据连续传输到温度分析软件，从而实现实时温度曲线分析。Optris 的免费 PIX Connect 分析软件非常适合此目的。
一个重要的方面是，一旦重新密封组件，环境就会过热，导致环境温度超过 50°C。因此，有必要调节热像仪的内部温度并为外壳提供通风。这可以防止红外热像仪过热并确保它们能够提供准确的温度测量。
由于涡轮机不是持续运行的，每次启动时都会产生强烈的振动，因此建议在安装红外摄像机时进行阻尼。这种阻尼可最大限度地减少振动对红外热像仪的影响，并保护它们免受机械损坏。
精确的红外监控可以可靠地监控碳刷，并通过及时发出警告并采取主动维护措施，大大有助于避免过热风险。这大大提高了整个系统的安全性和效率。
先进的配件可在恶劣条件下实现可靠的红外监控
在恶劣环境下使用的红外热像仪必须能够抵御蒸汽、烟雾和高环境温度等外部影响。这些条件会严重影响温度测量，甚至无法测量。此外，红外热像仪光学元件的污染也会对读数的准确性产生负面影响。
为了应对这些挑战，Optris 提供了一系列配件，以增强 Xi 系列热像仪的弹性和效率。例如，水冷外壳使热像仪能够在高温环境中有效运行。空气吹扫附件和/或快门可以保护摄像机光学元件免受油脂和灰尘颗粒的影响，确保清晰地看到测量对象。这使得 Optris 红外热像仪适用于密闭空间，例如涡轮机应用。
红外热像仪的集成也很简单。借助 USB 服务器千兆 2.0 和 PoE 适配器，可以使用 PIX Connect 将热像仪远距离连接到 PC。Xi 400 可以集成到工业 PIF 中并通过 PLC 进行控制，从而可以快速轻松地集成到现有系统中。
Xi 410 具有完全自主运行的优势，可以远程监控涡轮机系统。它具有自动点搜索和直接模拟或报警输出功能，是状态监控和工业应用的理想选择。
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Optris 红外测温仪产品组合中有 300 多种不同的测温仪可供选择，每种都针对材料、光斑大小、与目标的距离和环境条件进行了优化。
Optris专业的工程师可以通过电话或线上指导您完成为红外传感器和红外热像仪产品的选购。
