紅外診斷技術在繼電保護工作中的應用

邵 勇，琚 軍

（衢州電力局，浙江 衢州 324000）

0 引言

任何繼電保護設備都很少會事先沒有征兆就發生故障；任何繼電保護設備，不管維護得多好，也可能會因為元器件老化、腐蝕、電纜頭松動、材料不合格以及工藝技術等方面的原因而出現問題。

對運行中的繼電保護設備和回路，運用紅外測溫診斷技術，不管是對運行時間較長的，還是剛投產的，都能發現一些不易察覺但又實際存在的問題。

衢州電力局自2007年開展二次設備狀態檢修工作以來，將紅外診斷技術應用于繼電保護工作，積累了一定的經驗。

1 運用紅外診斷技術發現繼電保護隱性缺陷

衢州電力局2010—2011年由紅外測溫發現的繼電保護缺陷統計見表1，從表中可以看出：

（1）紅外診斷技術在電流互感器（TA）二次回路、交/直流電源回路的缺陷發現率比較高，分別達到57.1%和42.8%，這是因為該類缺陷容易造成高溫升。所以，運用紅外測溫技術對TA二次回路、交/直流電源回路進行檢查，簡易實用，效果明顯。

（2）對保護裝置類、直流回路，包括遙信、控制回路的缺陷發現率不高，是因為這類缺陷在數字式保護測控裝置中的反應已經非常靈敏，一般只要發生就會被測控裝置和后臺信息所發現，很少會成為長期隱性缺陷存在。

表1 2010—2011年紅外診斷發現的繼電保護缺陷

（3）對紅外測溫結果作統計分析時，應該充分考慮試驗環境和使用人對紅外測溫試驗的影響，如使用人對儀器的掌握程度、對試驗數據采用何種分析方法得出結論等。

2 紅外診斷技術應用中的注意事項

（1）運用紅外測溫對設備進行檢測，雖然是非接觸式的檢測方法，但仍是對帶電設備的檢測，一樣存在安全性問題，工作中需要加強監護。

（2）現場檢測人員對紅外檢測設備的熟悉程度直接影響紅外診斷技術的運用效果，因此檢測人員應該熟悉設備原理，掌握診斷方法和程序，并接受相應的培訓。

（3）不同的試驗環境可使用不同的紅外測溫判斷方法，如表面溫度、同類比較、圖像特征、相對溫度、檔案分析、實時分析等。

（4）由于繼電保護裝置和回路功率較小，相對于一次設備的紅外檢測而言，對紅外測溫設備的要求更高，如分辨率、跟蹤性能等，因此用于繼電保護裝置和用于一次設備的紅外測溫設備不能混用，需分別由專人保管。

（5）應充分考慮檢測環境對測試數據的影響，檢測報告應包括天氣、環境溫度、濕度、風速等參數。

3 紅外測溫診斷技術在繼電保護檢修中的應用實例

3.1 應用于繼電保護設備定期巡檢

狀態檢修的目標是通過加強對設備狀態的檢測和監視，提高設備的運行可靠性。開展狀態檢修能夠延長設備檢修周期，提高供電的可靠性，開展設備的定期巡檢就是有效的方法之一。目前衢州電力局對二次設備的巡檢內容就包括了紅外測溫。

實例1：圖1是在2011年春節前開展的變電站二次設備巡檢工作中，檢修人員在110 kV蘭塘變電站運用紅外測溫技術拍攝的石蘭GIS端子箱（側排）X17-17，18，19號端子，即 TA二次側N421端子的紅外測溫圖。從圖中很容易看出該間隔TA二次回路N421的中間連接片發熱異常，實測溫度達到70.4℃，其他接線的溫度為35～38℃，該最高溫度點已明顯高于正常溫升范圍。

發現問題后，巡視人員迅速聯系運行人員停電檢查，發現19號端子中間連接片未緊固。將該端子緊固并投運一段時間后再對其進行紅外測溫，最高溫度為37.9℃，表明已恢復正常。

圖1 蘭塘變電站石蘭GIS端子箱紅外測溫圖

實例2：同樣在該次春節前設備巡檢工作中，檢修人員在對110 kV輝埠變電站1號主變壓器10 kV開關柜進行紅外測溫時，發現1D6和1D7號端子溫度異常，最高實測溫度達53.0℃，紅外測溫圖如圖2所示，其他接線溫度為30～34℃，發熱點與周圍功能相近的接線比較，溫升達到23℃。經檢查，發現1D7端子螺絲松動，緊固后復測，溫度為30.7℃，表明已恢復正常。

圖2 輝埠變電站1號主變壓器10 kV開關柜紅外測溫圖

保護裝置在正常運行過程中，平時難以發現其回路上的接線松動、接觸不良等缺陷，特別是就地安裝的中低壓保護，由于長期處于振動、溫度變化大的環境，發生二次回路接觸不良的缺陷概率更高。以上實例說明，定期開展紅外診斷能很好地彌補這個不足。

3.2 應用于繼電保護裝置交/直流電源回路檢測

實例3：圖3為35 kV鬧橋變電站2號主變壓器交流電源回路紅外測溫圖，圖中發熱點為交流電源經端子排的轉接端子，最高溫度達69.4℃，環境溫度約28℃，發熱點較環境溫度的溫升高達41.4℃，若不及時處理，很可能引起電纜絕緣破壞等嚴重問題，甚至會引發火災。經檢查，發熱是由轉接點間的短接線松動引起，緊固后復測，溫度為29.4℃，恢復正常。

圖3 鬧橋變電站2號主變壓器交流電源紅外測溫圖

交/直流電源是保護的動力心臟，一旦發生故障，后果將十分嚴重，特別是在高溫等惡劣天氣下，不但會影響本間隔正常運行，甚至會引起火災，進而造成變電站的大面積停電等事故。開展紅外測溫、對其回路進行定期診斷也正是為了預防這一事故的發生，且證明有較明顯的效果。

3.3 應用于事故搶修后的二次回路良好性驗證

實例4：2011年7月，由于受強雷擊影響，35 kV庫區變電站10 kV母線避雷器損壞。該變電站10 kV間隔采用廂式結構，10 kV母線避雷器安裝于10 kV母線壓變柜內。在避雷器修復安裝過程中，發現母線壓變柜內閘刀輔助接點回路接線有可能受影響，但絕緣試驗結果正常，因此未更換回路接線，決定采用紅外測溫驗證該二次回路是否有缺陷。投運一段時間后，經紅外測溫觀察，最高溫度為36.7℃，與環境溫度（約36℃）及周圍其他回路的溫度基本一致，驗證了該二次回路的良好性。

4 結論

從以上紅外診斷實例可以看出，繼電保護專業應用紅外診斷技術作為狀態檢修的檢測手段是十分有效的，對TA二次回路、交/直流電源回路的檢測效果尤為明顯，不但能在繼電保護檢修試驗、回路檢查、設備巡視中發揮作用，在設備臨時搶修后同樣能作為驗證性試驗方法之一。

在充分運用紅外診斷技術的同時，也應該注重建立不同工況下的診斷標準。需要保護工作者通過長期的現場工作積累數據，靈活運用各種紅外診斷判別方法，關注國內外的最新技術動向，總結交流經驗，使紅外診斷技術在繼電保護檢修工作中發揮更好的作用。

[1]琚軍，姜文尉，熊茂斌，等.紅外診斷技術在二次設備狀態檢修中的應用[J].浙江電力，2009（1）:78-80.

[2]DL/T 664-2008帶電設備紅外診斷應用規范[S].北京：中國電力出版社，2008.