紅外熱像儀在變配電系統(tǒng)的應(yīng)用

荊聿偉

兗州煤業(yè)股份有限公司鐵路運(yùn)輸處，山東 鄒城 273500

0 引言

隨著變配電系統(tǒng)使用年限的增長，系統(tǒng)負(fù)荷的不斷增加，系統(tǒng)故障不斷增多，分析故障原因有外部故障和內(nèi)部故障，外部故障主要是設(shè)備、電纜、母線接頭電器開關(guān)觸頭因氧化、松動(dòng)，使接觸電阻增大而發(fā)熱，表現(xiàn)在外表發(fā)熱量大，通過測量表面溫度很容易發(fā)現(xiàn)問題。內(nèi)部故障是設(shè)備絕緣劣化介質(zhì)損耗增大、殼體內(nèi)部電氣回路故障，表現(xiàn)在外表發(fā)熱量小，故障隱蔽，不容易發(fā)現(xiàn)。根據(jù)多年運(yùn)行統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，外部故障占到總故障的90%左右，內(nèi)部故障占到總故障的10%左右，利用紅外熱像儀，通過測量外表溫度，很容易發(fā)現(xiàn)變配電系統(tǒng)中的外部故障，通過跟蹤、分析、比較也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備的內(nèi)部故障，對于預(yù)防事故的發(fā)生起到了重要的作用。

1 紅外熱像儀測溫原理

在自然界中，高于絕對溫度（-273℃）的物體，都對外輻射波長為2～100um的紅外線，其輻射量的大小與物體的表面溫度有關(guān)，溫度越高其輻射量越大。利用紅外熱像儀測量背景紅外線與被測物紅外線，把不可見紅外光譜轉(zhuǎn)換成人能識別的熱紅外圖像，根據(jù)圖像的顏色，參考設(shè)置參數(shù)，能夠得到被測物表面的溫度。

2 紅外熱像儀的應(yīng)用

我公司購買1臺VST-G+紅外熱像儀，用于測量7座變電所的不正常發(fā)熱現(xiàn)象，通過幾年的使用，取得了較好的效果。

紅外熱像儀檢測范圍：

1）變壓器

變壓器是變電所的核心設(shè)備，在正常工況下，自身發(fā)熱量較大，內(nèi)部出現(xiàn)熱故障時(shí)，其熱量遠(yuǎn)小于正常情況下自身發(fā)熱量，且對外傳到較少，變壓器表面溫升變化不明顯，用紅外熱像儀測量溫度變化，較難發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障。當(dāng)變壓器進(jìn)出線接觸面氧化、緊固螺絲松動(dòng)、安裝不當(dāng)?shù)仍颍菇佑|電阻變大引起發(fā)熱時(shí)，利用紅外熱成像儀可以看到明顯的發(fā)熱點(diǎn)。

2）隔離開關(guān)、斷路器、母線、穿墻套管

隔離開關(guān)、斷路器的接頭、觸頭接觸不良、穿墻套管接頭不良、母線材質(zhì)缺陷及接頭不良都能引起發(fā)熱故障，通過紅外熱像圖，對比各相發(fā)熱溫度，很容易判斷發(fā)現(xiàn)發(fā)熱故障點(diǎn)。

3）電纜頭

當(dāng)電纜頭制作工藝不良、電纜頭受潮、內(nèi)部絕緣老化時(shí)，使內(nèi)部絕緣介質(zhì)損耗增大而發(fā)熱，通過紅外熱像圖，能夠看到在電纜三叉頭的根部有高于電纜的發(fā)熱現(xiàn)象。內(nèi)部接線和出線接頭接觸不良時(shí)，通過熱像圖，能看到發(fā)熱點(diǎn)。

4）避雷器

避雷器內(nèi)部元件缺陷、受潮、老化、非線性變異引起分布電壓和泄漏電流發(fā)生變化，因避雷器故障發(fā)熱與負(fù)荷無關(guān)，通過熱像圖比較，較易判斷故障。

5）支柱絕緣子、絕緣子串

由于制造缺陷或外界的作用，絕緣子的絕緣性能會(huì)不斷劣化，使泄漏電流不斷增大引起發(fā)熱，通過比較相同絕緣子的紅外熱像圖，能判斷出故障絕緣子。

利用紅外熱像儀檢測實(shí)例：

兗州煤業(yè)股份有限公司利用VST-G+紅外熱像儀，對7座6kv變配電所的不正常發(fā)熱現(xiàn)象進(jìn)行檢測，幾年來發(fā)現(xiàn)發(fā)熱故障20處，例如2005年6月測量2號變電所電纜進(jìn)線的電纜頭時(shí)，發(fā)現(xiàn)根部發(fā)熱異常，紅外熱像圖顯示電纜三叉根部溫度達(dá)到120℃，大于該類型的電纜運(yùn)行時(shí)溫度不大于90℃規(guī)定，及時(shí)停電檢修，重做電纜頭后，測量溫度正常。2005年11月檢測大東6kv變電所變壓器低壓b相接線柱發(fā)熱，顯示溫度高于a、c相40℃，在三相負(fù)荷平衡的條件下，懷疑b相端子壓接不良，接觸電阻變大而發(fā)熱，停電處理接頭后，重新測量，三相發(fā)熱正常，故障消除。2006年5月測量6kv中央變電所1號進(jìn)線盤高壓隔離開關(guān)觸頭B相溫度高于A、C相41℃，停電檢查，發(fā)現(xiàn)B相觸頭燒蝕，處理后送電測量，溫度回復(fù)正常。

在探測溫度中要注意的問題及建議：

在檢測工作中，要及時(shí)建立各臺設(shè)備、各個(gè)測量部位的測量數(shù)據(jù)及圖譜檔案，及時(shí)收集和整理，便對比、分析，從中摸索規(guī)律，積累經(jīng)驗(yàn)。要根據(jù)實(shí)際維修周期、負(fù)荷情況、天氣情況制定測量周期，對懷疑的發(fā)熱問題，要跟蹤測量，并做好記錄。測量時(shí)，要盡量避開日光、燈光的直射，避開大風(fēng)、雨雪霧的天氣，并防止其它高溫輻射的干擾。

3 結(jié)論

紅外熱像儀探測溫度，為非接觸式、不停電測量，安全性高，操作簡單，檢測速度塊，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行缺陷，提高了運(yùn)行的安全性和可靠性。利用紅外熱像儀探測電器設(shè)備溫度，已成為保證電力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要方法。

[1]周茵.紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用.電力系統(tǒng)裝備，2003，9.

[2]GB763-90《交流高壓電器在長期工作時(shí)的發(fā)熱》規(guī)定.