红外检测技术介绍-安徽电科院

电网设备状态检测技术培训 ---------红外检测技术
安徽省电力科学研究院 王庆军 2011年3月
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


主讲人简介
王庆军,安徽省电力科学研究院高压所副所长，国网 公司技术专家 长期从事红外检测技术研究工作 公司技术专家，长期从事红外检测技术研究工作。

输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • • •
一、红外检测基本知识及术语 红外 测基本 及术语 二、红外热像仪的操作使用 三、判断方法 判断 法 四、诊断依据及缺陷类型确定 、诊断依据及缺陷类型确定 五、电气设备红外缺陷典型图谱
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


一、红外检测基本知识及术语 红外检测基本知识及术语
• 1 、红外线是 、红外线是一种电磁波（英国物理学家 种电磁波（英国物理学家 赫胥尔 1800 年发 现） (0.75 ‾1000 微米) ，位于可见光红色光带（0.38‾0.78 微米）之外，普通玻璃能透过可见光，但是却几乎不能透 过红外线。

输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• 2 2、热传输的方式 热传输的方式 热传输有三种方式，分别是：传导、对流和辐射。

对流通常只发生 在流体介质中。

介质中 • 3、红外热像仪一般是由三部分组成： 红外探测头、图像处理、监视器。

• 4、焦平面红外探测器的工作原理： 是依靠探测微型辐射热量的热探测器(Microbolometer)。

探测器通过吸 收 射的红外辐射致使自身温度上升，从而引起探测器电阻变化，在 收入射的红外辐射致使自身温度上升，从而引起探测器电阻变化，在 外加电压的情况下进而产生信号电压。

• 5、黑体： 任何情况下对一切波长的入射辐射的吸收率都等于1的物体。

输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• 6、自然界中没有绝对的黑体,不同的物体具有不同的辐射 自然界中没有绝对的黑体 同的物体具有 同的辐射 性能，我们需要引入辐射率（ε）。

• 7、物体(非黑体)表面辐射特性： 7 物体(非黑体)表面辐射特性 A、高度抛光的金属表面的发射率非常小，所有金属表 面的辐射率随温度增加而增加； B、表面粗糙和氧化层的形成使发射率明显地增加； C 非金属表面的发射率 金属表面的发射率高得多， C、非金属表面的发射率比金属表面的发射率高得多， 一般随温度的增加而减少； D、涂有油漆的金属表面辐射率比没涂油漆的金属表面 会高； 会高 注：对于电力设备，其发射率一般在0.85-0.95之间。

输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• 8 8、红外热成像仪的重要参数 红外热成像仪的重要参数 a、 温度分辨率-灵敏度（ NETD） b、空间分辨率(IFOV)是分辨物体大小的能力。

以毫弧度表示。

空间分辨率= 丌/180 × 镜头度数÷ 像素数
24度镜头10米远可分辨出大于等于13mm目标
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


二、红外热像仪的操作使用 红外热像仪的操作使用
• 1、现场拍摄最简单、最快捷的操作方法 现场拍摄最简单 最快捷的操作方法 1）调清楚焦距 2）调好图像明亮度和对比度 像 亮度 度 3）保存红外热图 • 2、微小温差要用手动来调节其明亮度和对比
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• 3 3、对电流致热型设备（温差较大时），采用自动调节方 对电流致热型设备（温差较大时） 采用自动调节方 式即可；对电压致热型或混合型设备，应采用手动调节方 式 行调节 式进行调节，以便进行准确判断。

便 行准确判断 • 4、拍摄红外热图时还应注意: （1）温度范围； （2）光学聚焦； （3）构图； • 5、仪器保养须知： （1）最好能够专人使用，专人保管； （2）使用时要挂好肩带； 要 肩带 （3）开机时不要反复按电源开关；
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


（4）插卡时要注意正确的方向，同时适当用力 （4）插卡时要注意正确的方向 同时适当用力 （5）注意保护好镜头（平常要盖好镜头盖） （6）勿将镜头对准强光源 防止损伤探测器 （6）勿将镜头对准强光源，防止损伤探测器 （7）电池充电完毕，应停止充电，不能长时间充电 （8）使用完毕 要关机 取出电池 盖好镜头盖。

（8）使用完毕，要关机，取出电池，盖好镜头盖。

（9）仪器长时间放置时，最好隔一段时间开机运行（2 次/月），以保持仪器各部件的协调性和稳定性。

• 6、其它注意事项： （1）检测应尽量避开视线中的遮挡物，如门和盖板。

(2）检测应避开附近热辐射源的干扰 （3）精确检测尽可能安排在阴天、夜间或日落后。

输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


三、判断方法
• • • • 1、表面温度判断法 1 表面温度判断法 2、同类比较判断法 3、图像特征判断法 4、相对温差判断法
T −T δ = 1 2 ×100% t T −T 1 0
• 5、档案分析判断法 • 6、实时分析判断法
T1—发热点的温度 T2—正常对应点的温度 T0—环境温度参照体的温度
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会 输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会
11


四、诊断依据及缺陷类型确定 诊断依据及缺陷类型确定 • 1、诊断依据 断 电流致热型设备的判断依据 电压致热型设备的判断依据 综合致热型设备的判断 • 2、缺陷类型确定 缺陷类型确定 一般缺陷、严重缺陷、危急缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


五、电气设备红外缺陷典型图谱
• • • • • • • • 1、变压器 变 器 2、断路器 3、互感器 4 避雷器 耦合电容器 4、避雷器、耦合电容器 5、电缆 6、隔离开关 隔离开关 7、线夹 8、其他
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


41.8℃
AR01 SP01 SP02 SP03
40 38 36 35.3℃
B 1 Byq-1
• • •
设备名称：220kV主变 故障部位：220 kV套管内部连接及线夹连接不良 缺陷性质 缺陷性质：一般缺陷 般缺陷 SP01 39 3 SP01—39.3 ℃ SP02—37.6 ℃； SP02 37 6℃； ℃ SP03—36.7℃
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Byq-2 Byq 2 • 设备名称：220kV主变 • 故障部位：中性点套管连接引线 • 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Byq-3 Byq 3 • 设备名称：110kV主变 • 故障部位 故障部位：110 kV套管缺油 • 缺陷性质：危急缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


50.1℃ 50
AR01
40
30
20 16.9℃
• • • •
Byq-4
设备名称：220kV主变 设备名称 故障部位：220kV桩头内部连接不良 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


178.0℃
150
AR01
100
AR02
50
7.2℃
• • • •
B 5 Byq-5
设备名称：110kV主变 故障部位：10kV低压套管线夹 缺陷性质 严重缺陷 AR01 : 最大值 111.2℃ 缺陷性质：严重缺陷
AR02 : 最大值 19.9℃
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


40.8℃ 40 38
AR01
36 34 32 30 29.4℃
• • • • 设备名称：220kV主变 故障部位：散热器油阀未开 缺陷性质：一般缺陷
Byq 6 Byq-6
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
B 7 Byq-7
设备名称：110kV主变 故障部位：110kV套管末屏 故障部位 套管末屏（内部连接不良） 内部连接不良 缺陷性质：危急缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • • 设备名称：220kV主变 故障部位：主变器身（漏磁） 缺陷性质 缺陷性质：一般缺陷 般缺陷
Byq 8 Byq-8
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Byq-9 Byq 9
• • • 设备名称：220kV主变 故障部位：主变箱盖螺丝（漏磁） 缺陷性质：一般缺陷 P01： 83.3℃ P02： 54.6℃
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
Byq-10
设备名称：500kV主变 故障部位：35kV侧套管接头线夹 缺陷性质：一般缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


41.6℃ 40
35 33.1℃
• • •
Byq-11
设备名称：500kV主变 变压器油枕油位（含有载开关油枕油位）
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


46 5℃ 46.5 45
AR01
40
35
SP01
31.1℃
• • • •
Dlq-1
设备名称：500kV断路器 故障部位：线夹（负荷557A，三相分别为36℃、64℃、38℃，环境参照 体 32℃） 体： 缺陷性质：严重缺陷 SP01 37.2℃ AR01 64.4℃
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


AR03 SP01
56.4℃ 55 50
AR02 SP02 AR01
45
40 35
30.9℃
• • • •
Dlq-2 Dlq 2
设备名称：220kV断路器 故障部位：线夹 缺陷性质 严重缺陷 AR01 80 缺陷性质：严重缺陷 80.3 3℃ AR02 38 38.9 9℃
AR03 39 39.3 3℃
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Dlq-3 Dlq 3 • 设备名称：35kV断路器 • 故障部位 故障部位：中间法兰 中间法 • 缺陷性质：严重缺陷（内部故障）
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
Dlq 4 Dlq-4
设备名称：35kV断路器 故障部位：下瓷套发热（内部故障） 缺陷性质 严重缺陷 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
Dlq-5
设备名称：35kV断路器 故障部位：中间法兰（动静触头内部故障） 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • • 设备名称：35kV断路器 故障部位：内部触头接触不良 缺陷性质：一般缺陷
Dlq-6
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


48 0℃ 48.0 45
AR01 SP01
40
35 33.5℃
• Hgq-1 • 设备名称：500kV电流互感器 • 故障部位：接线板 • 缺陷性质：一般缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • • 设备名称：35kV电流互感器 故障部位：接线板 缺陷性质：严重缺陷
Hgq-2
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Hgq-3 • 设备名称：35kV电流互感器 • 故障部位：头部整体发热（少油型，散热不良） • 缺陷性质：一般缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
Hgq 4 Hgq-4
设备名称：35kV电流互感器 故障部位：局部发热 缺陷性质 严重缺陷 最高温度 31.3 缺陷性质：严重缺陷 31 3℃ 环境温度 25. 25 ℃
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


64 0℃ 64.0
60
AR01
50
40
34.8℃
• • •
• Hgq-5 H 5 设备名称：220kV电压互感器 故障部位：中间变箱体发热（谐振） 缺陷性质 严重缺陷 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • • 设备名称：35kV电压互感器 故障部位：箱体发热（受潮） 缺陷性质：严重缺陷
Hgq-6
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Hgq-7 Hgq 7 • 设备名称：10kV电压互感器 • 故障部位：箱体发热（受潮） • 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Blq-1 Blq 1 • 设备名称：220kV氧化锌避雷器 • 故障部位 故障部位：下节发热（受潮） 下节发热 受潮 • 缺陷性质：危急缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Blq-2 Blq 2 • 设备名称：500kV氧化锌避雷器 • 故障部位 故障部位：下节发热（阀片侧面釉劣化） 下节发热 阀片侧面釉劣化 • 缺陷性质：危急缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • •
• 设备名称：6kV氧化锌避雷器 故障部位：发热（受潮） 缺陷性质：危急缺陷
Blq-3
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Blq-4 • 设备名称：35kV氧化锌避雷器 • 故障部位：底部发热（污秽） • 缺陷性质：一般缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • •
• Ohdrq 设备名称：220kV耦合电容器 故障部位：上节与正常相相比温差1.3K 1 3K（停电检查，介损超标） 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
Drq-1
设备名称：35kV电容器 故障部位：电容器箱体整体发热 缺陷性质 严重缺陷 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • •
• Drq-2 设备名称：35kV电容器（集合式） 故障部位：套管发热 缺陷性质 危急缺陷 缺陷性质：危急缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


85.9℃
AR02 AR01
80
60
40 33.1℃
• • •
• Drq-3 Drq 3 设备名称：35kV电容器（分散式） 故障部位：低压并联电容器接线板 缺陷性质 危急缺陷 缺陷性质：危急缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
Dl-1
设备名称：10kV电缆 故障部位：单芯电缆两端接地，形成环流 缺陷性质 严重缺陷 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • •
Dl-2
设备名称：35kV电缆 故障部位：电缆包箍与闸刀构架之间螺丝发热 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Dl-3 • 设备名称：35kV电缆 • 故障部位：应力管处轻微发热，为绝缘不良。

• 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• Tg-1 • 设备名称：10kV穿墙套管 • 故障部位：根部发热，可能存在内部放电（相差6.5K）。

• 缺陷性质：严重缺陷
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会


• • • • 设备名称：10kV穿墙套管 故障部位：根部法兰发热 故障部位 根部法 发热 缺陷性质：严重缺陷
T 2 Tg-2
输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会

。