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测温设备在变电站中的应用分析

摘要 :变电站高压导流设备发热，是电力系统中常见的问题，利用高科技红外成像仪对变电站高压设备进行红外测温，可以及早为变电站高压设备预警。本论文从红外成像仪在变电站的应用效果、存在的问题、测温关键环节等几个方面进行分析，以利于更好的开展红外成像测温工作。

关键词 : 变电站测温应用分析

引言

变电站高压设备导流部位发热，是电力系统中常见的问题，在高温炎热，电网方式发生改变用电负荷突增等情况下，问题尤为突出。设备过温如果不能及时发现，而任其发展下去，将会造成设备损毁，轻则造成用户供电中断，重则导致全站失压等严重后果。因此，及时发现并处理设备过热对保证电网和设备安全运行是非常重要的。

1 黄石供电公司测温方式的发展

1.1 巡视目测法

在上世纪九十年代以前，受技术条件的限制，黄石供电公司运行人员对于变电站设备过热仅仅通过巡视目测来发现问题。主要方法有：（1）雨后比较设备上雨水蒸发程度来判断设备是否发热；（2）冬季观测设备积雪融化程度来判断设备是否发热；（3）正常巡视时观测引线接头是否因为发热而变色。

这种原始的目测手段需要运行人员具有较高的工作经验和工作责任心，在发热初期往往不能及时发现设备存在的问题。即使能够确认设备过热，但其发热程度也不能通过数据来量化。

1.2试温腊片法

该方法是在电力设备最易发热的关键部位放置试温片，当设备温度超过试温

片的熔点后，试温腊片融化滴落下来。但这种测温方法具有很大的局限性，隔离开关、断路器、电流互感器、主变套管等诸多设备的引线接头、设备线夹均是发热的关键部位，若想覆盖全站所有设备的关键部位，对变电检修人员和变电站值班人员来说，劳动强度将大大增加。表1为220KV姜家垅变电站主要设备及关键发热点放置试温腊片数量的统计。

表1 220KV姜家垅变电站主要设备测温点数量统计

主要设备名称总数（台/组）腊片放置位置关键点数量（个）断路器51 断路器两侧引线线夹307

隔离开关188 隔离开关断口、两侧引线线夹1692

电流互感器51 电流互感器两侧引线接头307

主变套管9 套管引线线夹27

电容器10 电容器套管线夹30

合计2363

1.3 Reytek红外点温仪测试法

设备过温缺陷具有隐蔽性，传统手段无法控制设备过热引发的电网和设备事故。为了解决这个问题，黄石供电公司于1997年为运行人员配置了Reytek点温仪，它通过红外射线逐点测量，来查找设备过热缺陷。

Reytek点温仪的配置，使运行人员摆脱了传统的目测及试温腊片测温手段，大大提高了运行人员的巡视质量，通过点温仪显示的温度，使发热点可以通过数据来量化发热程度。

虽然点温仪测温法革新了变电值班人员的

测温手段，但和试温腊片法一样，其作用非常有

限。以一个220KV变电站为例，其各电压等级的

一次导流体均有过热的可能，而Reytek点温仪

只能逐点测量，它无法完成全站所有一次设备导

流体的测温任务。图1 Reytek点温仪

1.4 红外热成像仪测温法

黄石供电公司红外热成像仪测温法于2003年引进，该方法采用红外成像的方式给变电站所有设备进行扫描检查。其直观、寻找发热点准确迅速、覆盖面广的优点无疑是黄石供电公司测温手段的一次革命。

虽然运行人员一直以来在与设备过热作斗争，但运行人员并非是变电高压设备测温的专业人员。黄石供电公司引进的唯一一台红外热成像仪由变电检修单位的高压试验人员所使用，运行人员不管是传统的目测还是Reytek点温仪测量，都是作为高压试验人员红外热成像仪测温的补充。

但高压试验人员受其工作性质的限制，测温周期较长（一般半年一次，夏季每月一次），而且不能保证变电站在电网方式改变、用电负荷突增、主要设备大修后、重大社会活动及节日保电等特殊情况下的测温工作，使红外热成像仪这一高科技产品没有得到很好的应用。

2011年4月份，黄石供电公司变电运行中心从变电检修中心手中接管了所辖变电站的设备测温工作，并为运行人员配置了3台武汉高德红外有限公司生产的

ThermoPro TP8S红外成像仪。在2011年电网迎峰度

夏期间，ThermoPro TP8S红外成像仪发挥了重要作用，

变电运行人员充分利用该型红外成像仪加强设备巡

视，截止目前为止，变电运行中心所辖29个变电站

未发生一起因设备过热引起的设备事故和电网事故，

大幅提高了设备供电的可靠性，效果非常明显。

图2 ThermoPro TP8S红外成像仪

2 用好红外热成像仪的关键环节

为了充分发挥红外热成像仪的最大效能，运行人员必须要掌握正确的使用方法。一般先用热成像仪对所有应测设备进行全面扫描，找出热态异常部位，然后

对异常部位和重点测量设备进行准确测温，并拍摄热谱图。

2.1 热成像测温时注意事项

①针对不同的检测对象选择不同环境温度参照体。②作同类比较时，要注意成像仪与各点之间的方位、距离基本一致。③应从不同的角度找出最热点的温度值。④记录异常设备的实际电流，发热设备与正常相及环境温度参照体的温度值。

⑤所拍摄的热谱图与一次设备的名称编号及相别对应。

2.2 红外测温的判据

根据测得设备表面温度值，参照DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术导则》有关规定，一般采取相对温差作为测温判据。按公式（T1-T2）÷(T1-T0)×100%算出相对温差值，其中T1为发热点温度，T2为正常相温度，T0为环境参照体温度。

表1 电流致热型设备的相对温差判据

设备类型一般缺陷重大缺陷视同紧急缺陷

SF6开关≥20 ℃≥80 ℃≥95 ℃

真空开关≥20 ℃≥80 ℃≥95 ℃

充油套管≥20 ℃≥80 ℃≥95 ℃

隔离开关≥35 ℃≥80 ℃≥95 ℃

其他导流设备≥35 ℃≥80 ℃≥95 ℃

2.3 红外热成像测温的周期

红外测温工作应根据季节特点、用电负荷情况、以及设备状况有规律的开展，一般分为计划普测和重点检测两大类。

计划普测是指变电运行中心各操巡队按每季度不少于一次的周期对所辖变电站进行热成像测温工作，其测量范围是：所辖变电站所有一次设备导流接头、封闭式设备外壳（如变压器、中置式开关柜），站内重要的二次设备接头、长期运行的主变强油风冷回路接头等。为了防止10KV电容器受AVC控制未投入运行而出现