淺談紅外測溫技術在變電站的應用

肖健斌

摘要：電力系統中，紅外測溫技術能直接或間接的診斷出設備存在的異常缺陷，使設備得以及時消缺，對設備運行維護有顯著成效。通對紅外測溫具體案例，重點介紹了紅外測溫基本原理、判斷方法及一些間接判斷潛在缺陷的實戰技巧，進一步說明紅外測溫的實用性。

關鍵詞：淺談紅外測溫技術;變電站;應用

一次設備接頭接觸不良或設備本身質量問題，容易發生過熱現象。如果不及時發現并消除，容易釀成事故，影響電力系統安全穩定運行。紅外測溫技術相當于火眼金睛，能讓我們能夠及時準確地發現和處理上述肉眼無法直接看出的隱患缺陷。國網南平供電公司重視對紅外測溫技術的應用，特別在日常巡視維護、新設備投運、各類保供電等及設備狀態檢修等方面都重點應用到了紅外測溫，積累了不少紅外分析管理經驗。

1 ?紅外測溫基本原理

它是利用紅外探測技術獲取設備紅外輻射狀態的熱信息，轉換成溫度顯示的技術，可在設備運行時遠距離、不停電、不接觸、不取樣、不解體的情況下，來檢測出設備故障引起的紅外輻射異常和溫度，可有效的判斷電氣設備外部和內部缺陷，從而實現提早發現、及時消缺，為電力系統安全穩定提供保障。

2紅外測溫技術判斷方法

2.1 電流致熱型判斷方法

這類缺陷可通過紅外測溫儀直接檢測，基本都在設備載流部分的聯接點上，如設備外部的引線接頭線夾，開關，CT的內部導流連接螺絲等。

2.1.1 表面溫度判斷法

將測得的設備表面溫度值與DL/T644-2008《帶電設備紅外診斷技術應用規范》電流致熱型缺陷診斷判據相對照，來判斷設備的運行狀況。凡溫度超過標準者可根據環境情況、發熱程度、負荷大小，設備的重要性等來確定設備缺陷的性質。表面溫度判斷法適用于電流致熱缺陷的判斷[1]。

2.1.2 相對溫差判斷法

為了提高判斷的正確性，對電流致熱型設備，若發現設備的導流部分溫度異常，應進行準確測溫，按公式計算相對溫差值：δt=（T1-T2）/（T1-T0）×100% ，其中T1為熱點溫度，T2為正常相對點溫度，T0為環境溫度。

2.2 電壓致熱型判斷方法

這類缺陷一般為設備內部缺陷。變壓器、電抗器、互感器、電容器、高壓套管、避雷器等設備內部絕緣密封不良，進水受潮或因絕緣介質老化導致電氣絕緣性能下降，出現局部放電或絕緣擊穿而引起的發熱，其絕緣故障的外部特征往往表現為熱圖顯示溫度分布不均。

2.2.1 相間同位置溫差判斷法

適于電壓致熱型設備，使用紅外分析軟件對三相同位置設備或型號相同的電壓致熱型設備的紅外熱譜圖進行分析比較，并根據其對應點溫升值的差異與《帶電設備紅外診斷技術應用規范》中電壓致熱型缺陷診斷判據相對照，來判斷設備是否正常。一般情況下，當同類溫度超過允許溫升值的30%時應定為重大缺陷[1]。

2.2.2 圖像特征判斷法

根據同類設備的正常狀態和異常狀態的熱譜圖，判斷設備是否正常。

2.2.3 檔案分析判斷法

分析同一設備不同時期的測溫數據，找出設備致熱參數的變化情況，判斷設備是否正常。

3 紅外測溫技術成效

設備巡視是非常重要的工作，通過目測、耳聽等來診斷設備情況。但目測法有著很大的局限性，對一些發熱缺陷，特別是設備內部缺陷，要到設備發熱到一定程度后才能被發現，導致這些缺陷未能及時發現和處理，可能會對運行設備造成不同程度的損壞。下列案例是我單位應用紅外測溫技術發現缺陷的典型案例，具有一定的借鑒意義。

3.1 110kV吳家塘變#1主變10kV側穿墻套管靠進線柜內接頭發熱

2015年12月28日，在對吳家塘變10kV開關室對10kV開關柜進行測溫，在對#1主變10kV側引線柜靠穿墻處發現柜體表面存在圓形的略微發熱影像，圓形區域溫度約34℃，其他的柜體溫度約30℃，考慮到因為柜體并非直接承載電流，因此懷疑柜內引線穿墻套管接頭存在發熱點，且溫度不低，并通過間接傳遞熱輻射到柜體表面，也就有了之前用測溫儀測出的是一個圓形的微發熱圖像，為進一步驗證推斷，運行人員到戶外對穿墻套管測溫，發現確實存在A相位置溫度偏高接近60℃，正常相40℃左右，運行人員又登高通過在引線橋柜體的散熱孔進行遠距離測溫，發現存在一個超過300℃的危急熱點，再聯系檢修借來高精度測溫儀再次驗正了猜想。隨后停電檢修發現該處螺栓未旋緊發熱甚至其中一根螺栓燒斷了，經檢修后測溫正常，避免了主變跳閘的危險。

3.2 35kV沿山變電站35kV母線電壓互感器本體輕微發熱

2016年9月26日，運行人員在對35kV沿山變電站設備進行紅外精確測溫時，發現35kV母線PT B相溫度比其他兩相溫度偏高3度，其他兩相溫度正常?？紤]PT本體發熱屬于電壓致熱型，故運行人員進一步檢查了B相油位觀察窗，油位正常，結合B相互感器本體溫度分布未見明顯異常，因此判斷并非缺油引起的，而是可能是壓變的絕緣介質可能出現問題。通過停電試驗發現B相介損不合格，不可投運，檢修人員及時更換了PT，從而避免后母線PT擊穿故障的危險。

3.3 110kV和順變35kV龍和線331線路PT高壓熔絲熔斷故障

2014年9月4日，運行人員在對110kV和順變進行日常巡視時，發現35kV龍和線331線路PT附近有以往沒有的放電聲，結合紅外測溫發現線路PT的高壓熔絲套管處溫度偏高正常相約10度，運行人員判斷為高壓熔絲處于似斷非斷的臨界點，故而一直存在放電聲，檢查保護裝置裝置并未發線路PT斷線信號，進入裝置檢查Ux=87V左右跳動，小于正常值100V，因大于線路PT斷線告警值，故而裝置未發信。停電檢修后，取下發熱相熔絲，用萬用表量其阻值300歐姆左右，確已熔斷。

上述缺陷都是運行人員在借助紅外熱像儀發現的，有的發熱缺陷能夠直接成像顯示及時準確判斷，且檢測發熱部位準確，另有一些只需稍加判斷便可發現隱藏在無法直觀地方的重大缺陷隱患。紅外檢測技術提高了運行人員發現設備缺陷的能力，也為檢修人員的缺陷處理提供了準確依據，減少了消缺時間，保證了電網的安全穩定運行。

4 結語

隨著變電站無人值班化、變電設備輔助監控系統的進一步推廣，利用紅外測溫等技術、在線監測手段能及時監測設備狀態，對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠地預測，對提高運行管理水平，保證電力設備的安全穩定運行具有重要意義。

參考文獻：

[1]DL/T644-2008《帶電設備紅外診斷技術應用規范》[S].

（作者單位：國網福建省電力有限公司南平供電公司）