紅外檢測技術應用于變電站的方案研究

李鎧，寧晉峰（國網長治供電公司，山西長治，046000）

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紅外檢測技術應用于變電站的方案研究

李鎧，寧晉峰
（國網長治供電公司，山西長治，046000）

摘 要：紅外檢測是針對各金屬接觸面的測溫、熱像傳感的技術，是變電站狀態檢修中常用方法。紅外檢測裝置用紅外感光材料作為探頭，攝取設備表面溫度分布圖像，在變電站不停電的狀況下，發現設備的缺陷或故障。本文例舉了紅外檢測技術在變電站的應用，對今后變電檢修工作具有參考作用。

關鍵詞：電力系統；變電設備；狀態檢修；紅外檢測

引言

紅外檢測技術包括針對各金屬接觸面（如接線夾）紅外測溫、紅外熱像、紅外電視技術等，其中紅外測溫和紅外熱像是較為常用，且操作簡單、易實現的紅外檢測手段。紅外檢測技術利用紅外感光材料作為探頭，攝取設備表面溫度分布圖像，傳遞到中央控制中心進行分析出來，就可實現設備不停電的狀況下，遠距離、可靠、準確、高效地發現設備的缺陷或故障問題，進而達到實現設備狀態檢修的目的［1，2］。

實現紅外測溫方式一般有定點監測、人工定期巡檢以及機器人巡檢等方式。定點監測可以實時對被監測點進行在線監測，及時發現異常情況，但是投資較大，設備也需要維護；人工定期巡檢是最常用手段，方便快捷，排除天氣、日光影響基本可以實現隨時檢測。其優點是投資低，利用率高，靈活，可對指定目標進行檢測；機器人巡檢是狀態檢修后，為減少人員工作壓力，提高檢測效率而開發使用的一種方法。其結合了以上兩種方法的優點，可以對標準化變電站內常規紅外檢測項目進行定期巡檢。以下結合工作中幾個紅外檢測實例，簡單對紅外檢測方法進行介紹。

1 紅外測溫技術在變電設備中的應用

設備線夾發熱一般可以通過貼試溫蠟片，觀察其是否變色來確定設備是否發熱，但是試溫蠟片的蠟皮表面使用時間過長時會失效，就起不到檢測設備溫度的目的。另外，反措要求對35kV及以下的部分導線進行絕緣化包封，試溫蠟片被包在絕緣護套內無法觀察，起不到檢測作用。

紅外檢測設備可以對變電站內設備變壓器、母線、斷路器、隔離開關、電抗器、電流互感器等進行檢測，當發生故障、或運行異常時設備表面熱像圖譜發生異常變化。相比常規方法有不停電、檢測方便、定位準確、檢測部位局限性小等優點［3］。

1.1 斷路器紅外測溫

圖1 斷路器紅外測溫檢測

圖1為某35kV開關CT側接線板處熱成像及可見光對比，A、B、C相靜觸頭接線板最高溫度分別為50.8℃、77.2℃和61.9℃，最大溫差為26.4℃大于15K，絕對溫度均小于90℃，A、B相對溫差δ為46.2%（小于80%），所以B相靜觸頭接線板發熱屬于一般缺陷。發熱原因可能為接線板螺絲松動或氧化層過厚，處理時確認是螺絲松動引起。

在可見光圖中可以看到接線板被絕緣護套包封，試溫蠟片被遮擋，使用常規方法無法判斷設備發熱情況。紅外檢測方法則不受此局限，為及時發現隱患提供準確信息。

1.2 變壓器紅外測溫

圖2 主變壓器紅外測溫檢測

圖2為110kV某變電站2#主變底部大沿連接螺釘溫度高。如熱圖所示，Ar1區域對應螺釘最高溫度61度，Ar2和Ar3區域螺釘最高溫度分別為48.8、44.5度，連接螺釘為非電流制熱型設備，致熱原因為變壓器漏磁通形成渦流導致螺栓發熱。

此例說明，紅外測溫對于主變壓器上一些隱性的缺陷也具有高發現能力，而在可見光圖中是無法發現此隱患的。

1.3 電容器組紅外測溫檢測

圖3 電容器組紅外測溫檢測

電容器組發熱主要是因為抱接線夾與多股銅線之間的接觸表面氧化或者線夾緊固螺栓松動以及線夾緊固力量過大發生裂紋進而接觸不好引起發熱，由于連接點多而且密集，單憑試溫蠟片是無法全面發現其發熱情況的，而紅外測溫法則很好的解決了這一難題。

綜上所述，上面例舉了變電站主設備（包括主變壓器、斷路器、電容器組等）在實際運行中都會因為各種原因發熱，帶電紅外監測技術對及時發現設備發熱缺陷起到了關鍵作用。

2 紅外檢漏技術在變電設備中的應用簡介

紅外檢漏技術主要用于檢測SF6設備是否泄露以及找到泄露點［4，5］。紅外檢漏技術對比肥皂泡法其優點是溫度低時受影響不大，并且其檢測手段為非接觸式的，不會對設備產生不良影響，對人身安全也有保障；對比普通蜂鳴式檢漏儀其準確度較高，可以明確看到泄露點，尤其是多點泄露時紅外檢測可以找到各個泄漏點，對進一步檢修處理提供更為直接可靠的資料。

圖4為紅外檢漏設備對某110kV斷路器SF6充氣接口檢測時的檢測視屏的截圖，其中可以清晰的看到SF6氣體泄露時行成的霧狀。

圖4 紅外檢漏儀發現斷路器泄露點

3 結束語

隨著紅外檢測技術的不斷發展以及紅外檢測裝置性能的不斷提升，紅外檢測在電力系統中查找設備隱患起到越來越大的作用。與此同時，作業人員的技術水平以及實際經驗也需要不斷提高，近年來公司內部不斷舉辦紅外測溫以及紅外檢漏比武，意在激勵員工努力掌握紅外檢測手段，提升技術水平，更好的為設備健康服務。

參考文獻

［1］ 李德剛.紅外診斷技術在電氣設備狀態檢測中的研究與應用［D］.山東大學 2010.

［2］ 劉賀云.紅外測溫技術在電力設備狀態檢修中的應用［J］.機電信息.2014（36）.

［3］ 陳昱同，何杰，閆杰. 紅外診斷在電力設備狀態檢修中的應用［J］.山西電力.2011（03）.

［4］ 胡偉濤，隋少臣，韓建波.紅外檢漏成像儀在SF6電氣設備狀態檢修中的應用［J］.高壓電器，2010（10）.

［5］ 楊玥.紅外成像技術在SF6設備帶電檢漏中的應用研究［D］.華北電力大學，2014.

Research Solution on Infrared Detecting Technology Applied to Substation

Kai Li， Jinfeng Ning
（Changzhi Power Supply Company， Shanxi， Changzhi， 046000， China）

Abstract：Infrared detection is aimed at the metal contact surface temperature measurement technology and thermal imaging sensor technology， is a common method of substation condition based maintenance.Infrared detection device using infrared photographic materials as the probe， get the temperature distribution of device surface.Realize purpose of find defects or faults on-line.This paper exemplified the application of infrared detection technology used in substation， helpful to work of substation maintenance.

Key words：Power System； Substation Equipment； Condition-based Maintenance； Infrared Detection

中圖分類號：TM633；TN211

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8412 （2016） 02-239-03

DOI：工業技術創新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.031

作者簡介：

李鎧（1982-），男，2006年畢業于長沙理工大學電氣工程及其自動化專業，本科，工程師，從事變電設備一次檢修工作。

E-mail： 87471820@qq.com