红外成像技术在变电站电气设备中的应用

红外成像技术在变电站电气设备中的应用
【摘要】运用红外线成像测试仪器将电气设备缺点点及时地查出，尽快地将缺点扫除，以使电气设备及时恢复正常任务，确保电网平安动摇地运转，为设备形状化检修提供牢靠依据。

【关键词】红外线成像技术在线检测缺点点
近年来，随着变电设备的日益更新，设备功用和结构越来越先进，传统的检修形式以不能顺应以后的运转方式，形状化检修已提上任务日程；故,运转在线检测和缺点诊断，显得尤为重要，其对提高电气设备牢靠性、经济性运转，降低维修本钱，都有十分重要的意义；红外成像检测技术是在线检测的有效手腕之一。

一、红外成像技术在变电站电气设备中的运用。

公司在红外线成像技术运用方面早在1995年就末尾了，工区2001年红外成像技术检测正式列为实验手腕之一，在红外成像检测技术运用的8年中，红外成像设备从TVS-100〔日本西北航空〕～SATHY6000〔广州飒特〕～ThermaCAMP60〔美国FLIR〕～ThermaCAME320〔美国FLIR〕，P60是目前国际民用技术运用较为先进的产品；红外技术运用以来，对公司所辖白银地域、靖远地域、皋兰地域、景泰地域和会宁地域的变电站应用红外成像技术停止检测和诊断，发现了少量的电气设备缺陷，主要的电气设备缺陷类型有：隔分开关接头、握手〔动态触头〕、引流线、顶帽发热、支持瓷瓶发热，多油断路器油箱外部发热，少油断路器羊角叉、中间触头、接线板发热，高压电力电缆接头、过负荷发热、绝缘损坏发热，变压器接头发热、将军帽发热、大箱沿体发热，互感器接头发热，导线接头发热等。

另外，红外成像技术的运用，还可以替代了母线零值绝缘子串的带电检测以及变压器、避雷器、互感器等的带电在线检测和诊断。

1、在隔分开关中的运用。

〔1〕在……总变停止红外成像测试时，发现1112丙刀闸C相靠CT侧引流线发热，外表温度：A相：34℃，B相：47℃，C相：120.1℃，I=400A，环境温度：22℃，环境湿度：29%，相间温差：86.1℃，相对温差：87.8%。

处置时发现1112丙刀闸C相靠CT侧引流线断股，外表氧化也较严重。

〔2〕在……变停止红外成像测试时，发现3501丙刀闸开关侧接线板发热，外表温度：A相：22℃，B相：326℃，C相：22℃，I=75A，环境温度：21℃，环境湿度：30%，相间温差：304℃，
相对温差：99.7%。

处置时发现3501丙刀闸开关侧接线板螺丝严重松动，螺丝用手能拧动，外表严重氧化。

〔3〕在……变停止红外成像测试时，发现611甲刀闸上接线板〔接头〕C相发热，外表温度：A相：29℃，B相：31℃，C相：72℃，I=225A，环境温度：24℃，环境湿度：30.5%，相间温差：43℃，相对温差：90%。

处置时发现611甲刀闸上接线板〔接头〕C相外表氧化严重，螺丝松动。

〔4〕在……停止红外成像测试时，发现2211旁母刀闸C相靠母线侧动态触头发热，外表温度：A相：23.2℃，B相：23.6℃，C相：145.8℃，I=195A，环境温度：19℃，环境湿度：30%，相间温差：122.6℃，相对温差：96.7%。

处置时发现2211旁母C相刀闸基础下沉，使动态触头变形，招致接触不良。

〔5〕在对……变停止红外成像测试时，发现2219丙刀闸B相靠开关侧握手发热，A相：17℃，B相：148℃，C相：16.8℃，I=480A，环境温度：15℃，湿度：31%，相间差值：131℃，相对温差：98%。

处置时发现静触头支架〔触指支架〕转轴断裂，下触指一个严重氧化，外表的渡银全部氧化掉。

〔6〕在对……变停止红外成像测试时，发现1101丙刀闸靠主变侧出线座〔顶冒〕B相发热，外表温度：A相：7℃，B相：82℃，C相：7.6℃，I=210A，环境温度：5℃，环境湿度：36%，相间温差：75℃，相对温差：97.4%。

处置时发现1101丙刀闸靠主变侧出线座固定螺丝松动，有两根螺丝断列，这是发热的主要缘由。

〔7〕……变3516甲刀闸C相支持瓷柱发热，A相：30.66℃，B相：32.47℃，C相：43.63℃，I=136A，环境温度：30℃，湿度：31%，瓷柱上部温度本应略高，如今反而偏低，中部温度偏高，说明绝缘功用劣化，改换上去停止反省，发现其绝缘电阻只要30MΩ。

〔8〕……变3513甲刀闸C相母线侧支持瓷柱40.1℃。

正常相A、B相37℃。

I=13A。

环境温度：28℃，湿度：25.6%，改换上去停止反省，发现其绝缘电阻只要50MΩ。

在发现的缺陷中，隔分开关接线板发热严重缺陷、紧急缺陷23起，处置率达100％，动态触头发热严重缺陷、紧急缺陷17起，处置率达100％，出线座发热4起，处置率达100％，支持瓷柱发热2起，处置率达100％，普通缺陷在停电时均及时停止了处置，防止了设备事故的发作。

下面是红外发现的一些缺陷图片：
隔离刀闸动态触头发热
<-20.0
℃
37.8℃
AR01
隔分开关支持瓷柱发热
隔分开关出线座发热
隔分开关接线板发热隔分开关动触头座发热
2、在断路器中的运用。

〔1〕在对……变停止红外成像测试时，发现3511开关〔SW8-35型〕本体C相发热，C相：35.1℃，A相：29℃，C相：29.1℃，I=130A，环境温度：24℃，环境湿度：31%，相间温差：6.1K，相对温差=55%。

温度自上而下呈阶梯散布递减，«带电设备红外诊断技术运用导那么»中规则，相间温差不大于2K，停止了及时的处置，处置时发现3511开关C相靠线路侧静触头座螺丝松动，外表氧化，处置前，回路电阻：C相=186uΩ，B相=120 uΩ，A相=106 uΩ，虽然，都在合格范围内，但，相对差值过大，处置后，三相接近运转正常。

〔2〕在对……变停止红外成像测试时，发现3511开关本体C相发热，外表温度：A相：22.6℃，B相：23.1℃，C相：33.7℃，I=350A，环境温度：14℃，环境湿度：33%，相间温差：11.1K，相对温差：56.3%。

温度自上而下呈阶梯散布递减，相间温差严重超出了«导那么»中的规则，处置时发现3511开关C相内置CT二次开路，是形成油箱本体发热的缘由。

〔3〕在对……变停止红外成像测试时，发现2202开关B相断口1接线板发热，A相：20.2℃，C相：23.1℃，B相：76.5℃，I=433A，环境温度：22℃，湿度：32%，相间温差：56.3K，相对温差：95%。

按«导那么»规则，以属于紧急缺陷，应立刻停电处置，2002年6月5日，半夜发热达：82℃，I=530A，测温蜡片熔断，建议用气泵加绝缘管吹风处置，效果良好，〔事先1#变大修，2#变停不上去〕2003.06.20已处置，处置时发现断口1接线板螺丝松动、外表氧化严重。

〔4〕：在对……变停止红外成像测试时，2202开关本体A相断口4靠三角箱处的中间触头发热，A相：37.7℃，B相：26.5℃，C相：25.7℃，I=433A，环境温度：22℃，湿度：32%，相对温差：74%，相间差值：12K。

按«导那么»规则，相间差值不大于10K，应立刻停电处置，但，事先1#变大修，2#变停不上去，采取了跟踪测温的方法，严密监测相间差值的变化，处置时，发现2202开关本体断口4靠三角箱处的中间触头的静触头座螺丝松动、外表氧化。

〔5〕：……变2202开关A相断口4下触头座动态触头异常，I e=1500A，I实＝433A，外表温度：37.73℃，正常相温度：27.5℃，相间温差：10.23K，环境参照体温度：23.35℃，相对温差：71.1％。

解体前，回路电阻测试A相断口4＝386uΩ，解体后，下触头座固定螺丝松动，外表氧化较严重，经过处置，回路电阻测试B相断口4＝83uΩ〔厂家规则，大修后小于100 uΩ〕，投运后测试正常。

〔6〕……变2202开关B相断口1接线板异常，I e=1500A，I实＝433A，外表温度：97.43℃，正常相温度：28.38℃，相间温差：69.05K，环境参照体温度：22.85℃，相对温差：92.6％。

解体前，外观反省试温蜡片溶化，回路电阻测试B 相断口1接线板：467u Ω；接线板固定螺丝和接线板氧化严重，接线板松动，用手可以摇动，但衔接螺丝以无法拧动，运用钢锯将其锯断，解体处置后后，回路电阻测试B 相断口1接线板：48u Ω，投运后测试正常。

〔7〕……变在测试中发现102开关A 相上装头有发热现象，最高外表温度46℃，正常相A 相、C 相：29℃， I=580A ，相间温差：17K,相对温差：70％，属于：普通缺陷。

多油断路器在测试中，热成像图谱十分清楚。

判别为多油断路器外部缺点，属紧急缺陷。

于是布置停电停止了实验，西山变3511缺点相接触电阻比正常相高，但契合规范规则值，落下油箱后反省，发现上述两变电站3511开关均有缺点，由以上实例可以看出，活期停止红外成像技术检测高压多油断路器及其衔接板接头，可以及时发现并消弭设备隐患，防止异常事故的发作，为断路器实行形状化检修提供有力的依据。

关于少油断路器，从实例可以看出，在设备大修前、大修中，对全站设备停止红外成像技术测试十分有必要，对特殊缺陷采取十分手腕也是很有必要。

断路器接线板发热严重、紧急缺陷21起，处置率100％，外部发热5起，处置率100％。

以下是实践运用红外成像拍摄的缺陷图片：
少油断路器动态触头接触不良 <-45.0℃51.2℃
AR01
少油断路器接线板发热 SF6断路器接线板发热
33.8℃46.4℃AR01<-20.0℃39.5℃
SP01: 41.5℃
AR01: 52.0℃
真空断路器桩头发热 少油断路器软联接发热
3、在变压器中的运用。

〔1〕……变1#所用变停止红外成像测试时，发现其高压侧中性点套管发热，A 相：3.7℃，B 相：3.5℃，C 相：3.7℃，O 相：77.6℃,I=30A ，环境温度：-6℃，湿度：22%，相对温差：96.9%，相间差值：74.1K 。

按«导那么»规则，属于紧急缺陷，立刻停电处置，反省发现中性点引线烧得发黑，套管螺杆变形，由于测试准确，缺陷的到了有效地控制，防止了事故的发作。

〔2〕……变1＃所用变停止红外成像测试时，发现其高压侧A 相套管接头发热，A 相：32℃，B 相：31℃，C 相：31℃，O 相：31.2℃,I=20A ，环境温度：26℃，湿度：31%，相对温差：86.5％，相间差值：37K 。

按«导那么»规则，属于严重缺陷，立刻停电处置，反省发现引线接线板线鼻子烧得发黑，套管螺杆变形，由于测试准确，缺陷的到了有效地控制，防止了事故的发作。

〔3〕……变1＃主变110KV 侧套管将军帽停止红外成像测试时，发现其A 相、B 相套管接头发热，A 相：35.6℃，B 相：34.6℃，C 相：10℃，,I=420A ，环境温度：-5℃，湿度：31%，相对温差：63.1％，相间差值：25.6K 。

按«导那么»规则，属于普通缺陷，春检停电处置，反省发现将军帽黄铜衔接处有烧得放电迹象，且氧化较严重，处置运用挂锡，在没有发热，由于测试准确，缺陷的到了有效地控制。

〔4〕……变1＃、2＃主变在红外成像测试中时，发现大箱沿体发热，最热处到达117℃，这是由于制造厂家在出厂时，没有处置好磁路形成的。

在变压器类测试中发现6～10KV 所用变上下压接头发热4起，处置率100％；发现110～220KV 变压器套管将军帽发热9起，处置率100％；变压器套管接线板发热6起，处置率100％；缺陷发现及时、准确，有效地控制了事故的发作，确保了变压器平安运转。

34.1℃61.7℃AR01
8.3℃60.1℃10
20
30
40
50
60
LI01LI02
LI03
所用变套管线鼻子发热 所用变高压侧中性点接头发热
-9.5℃35.0℃
1020
30
SP01: 29.6℃AR01: 54.4℃-14.1℃34.6℃-10
10
20
30
SP01: 35.3℃AR01: 65.9℃
220KV 主变将军帽发热
19.7℃77.5℃
20
40
60
AR01: 90℃
银城变1＃、2＃主变大箱沿体发热
4、在高压电缆中的运用。

〔1〕在对……变〔已退役〕停止红外成像测试时，发现614户外1#杆电缆接线板B 相发热，外表温度：A 相=45℃，B 相=136.2℃，C 相=38℃，I=460A ，环境温度=3℃，环境湿度=36%，相间温差=98.2℃，相对温差=89.1%。

按«导那么»规则，属于严重缺陷，我们采取了，跟踪测温的方案，每日在负荷最大时延续测温，经过十几次的跟踪测温，发热点外表温度呈上升态势，决议立刻停电处置，处置时，发现614户外1#杆电缆接线板B 相并口线夹引线断裂5根，载流量减小，其是发热的主要缘由。

〔2〕在对……变停止红外成像测试时，发现6171#杆C 相电缆出线接头处发热，A 相：20℃，B 相：20℃，C 相：125℃，C 相相对温差：84%，I=300A ，环境温度：-10℃，湿度：34%。

按«导那么»规则，属于严重缺陷，在延续7次跟踪测温中，其发热点外表温度，在负荷不变，降低趋向清楚，停电停止处置，处置时，发现C 相并口线夹引线断裂4根，其是发热的主要缘由。

〔3〕在对……变停止红外成像测试时，1＃电炉变〔6KV 油浸电缆〕出线电缆发热，电缆三叉头温度达169℃，电缆本体温度达112℃，电缆终年过负荷，判定为绝缘老化；按«导那么»规则该类型的电缆运转时温度不大于65℃，属紧急缺陷。

停电实验时，绝缘电阻最大值为610M Ω，直流耐压至18KV 左右时，击穿。

〔4〕在对……变停止红外成像测试时，发现3516A 相出现电缆头第一片伞群上部衔接处〔1年以后在下部发现又一点发热〕，一点发热，A 相：94.8℃，B 相：28.2℃，C 相：25.9℃，I=75A ，环境温度：29℃，湿度：30%，相间温差：68.9K ，相对温差：103%。

属于紧急缺陷，处置时发现交联绝缘烧坏达直径5mm ，不时向周围分散，主要缘由是：电缆头在制造进程中引力管的位置过前，属于制造工艺效果。

〔5〕在对……变停止红外成像测试时，发现6121#杆出线电缆头A 相发热，外表温度：A 相=122℃，B 相=12℃，C 相=12.6℃，I=160A ，环境温度=5℃，环境湿度=36%，相间温差=110℃，相对温差=106%。

按«导那么»规则，属于紧急缺陷，处置时发现6121#杆出线电缆头出线接头螺丝松动，外表氧化严重，这是发热的主要缘由。

〔6〕在对……变停止红外成像测试时，612出线电缆全体发热，电缆表皮温度达47.5℃，三角叉也严重发热，I ＝340A ，电缆为185mm 2
三相铝芯交联电缆〔满负荷为：279A 〕，电缆过负荷，参与运转后，绝缘电阻两相小于50兆欧；直流耐压至1.2KV 左右时，击穿。

电力电缆在红外成像技术检测种，发现由于过负荷形成的电缆损坏2起，处置率100％；电缆接线板及并口线夹发热严重、紧急缺陷7起，处置率100％；电缆头由于制造工艺效果，形成电缆绝缘损坏2起，以处置率100％；由于我们测试准确，在测试中积聚了一定的阅历，制造工艺和过负荷形成电缆发热是主要要素，在这方面应惹起我们高度的注重。

-13.2℃18.8℃-10
10
AR01: 61.3℃
高压电缆接线板级并口线夹发热电缆过负荷三角叉发热
35KV电缆绝缘烧损缺陷
高压电缆严重过负荷发热
6、在其它设备方面中的运用。

〔1〕在对……变停止红外成像测试时，发现1#主变35KV侧B相靠母线引线夹〝T〞型接头发热，外表温度：A相=25℃，B相=84.1℃，C相=24℃，I=120A，环境温度=21℃，环境湿度=32%，相间温差=60.1℃，相对温差=95.2%。

按«导那么»规则，属于紧急缺陷，处置时发现1#主变35KV侧B相靠母线引线夹外表氧化严重，线夹螺丝松动，铝包带有较大的影响。

〔2〕在对……变停止红外成像测试时，发现3#主变2203开关与甲乙刀闸引流B相靠母线引线夹〝T〞型接头发热，外表温度：A相=8℃，B相=56.2℃，C相=8.6℃，I=360A，环境温度=6℃，环境湿度=31%，相间温差=48.2℃，相对温差=96%。

按«导那么»规则，属于紧急缺陷，处置时，发现3#主变2203开关与甲乙刀闸引流B相靠母线引线夹〝T〞型接头氧化严重，翻开后外表有一层较厚的白色氧化物，回路电阻测试比其它两相有较大的降低，处置后正常。

〔3〕……变1115阻波器B相内避雷器发热，A相：34.59℃，B相：89.67℃，C相：35.1℃，I=215A，环境温度：28℃，湿度：29%，B相外表温差最大超出55.08K，属于紧急缺陷。

停电处置时发现，B相避雷器绝缘电阻35MΩ，绝缘电阻较低，走漏电流无法停止，已损坏。

〔4〕……变2201CT变比接线板发热，A相：72.1℃，B相：32.5℃，C相：35.1℃，I=275A，环境温度：28℃，湿度：31%，外表温差最大超出39.6K，相对温差：89.8属于紧急缺陷。

停电处置发现外部衔接螺丝松动，形成变比衔接板发热。

〔5〕……变101小车刀闸出线套管底座发热、110KV郝家川变1＃主变601穿墙套管铁板发热；……变101电抗器出线套管底座、110KV郝家川变601穿墙套管底座由于有环流存在，形成网门发热，龙川变101电抗器出线套管底座没有隔磁缝，是形成环流地缘由；110KV郝家川变601穿墙套管底座由于有环流存在，其在隔磁缝上刷了冷渡锌，使面部接通形成环流发热，再者601母线桥是封锁式的，其散热不良，也是形成发热地缘由之一。

〔6〕……变101电抗器网门上接头发热，发热点：57.6℃，反省发现网门一侧没有接地，门子封锁时形成虚接，处置：衔接了接地线，消弭了发热。

〔7〕……变33201刀闸到1＃主变T型线夹发热，A相41℃，B相42℃；正常相C相30℃，电流293安。

属于普通缺陷。

〔8〕……变2215阻波器A相下接线板处发热，A相 48℃。

正常相B、 C相31℃，电流310安。

环境温度27℃，湿度：31.5％，相对温差：81％，相间温差：17K，属于普通缺陷，在线路停电时停止了处置，发现氧化招致接线板发热。

〔9〕……变停止了红外线成像测温，在测试中发现3513电容器组C相电容器II靠放电刀闸侧放电线圈本体有发热现象，室外环境温度为：14℃、环境湿度为：23％； 3513电容器组并联运转于35KVI段母线，负荷电流：90A；3513电容器组C相电容器II靠放电刀闸侧放电线圈：C相外表温度：41.2℃，A相外表温度：16℃，B相外表温度：15.6℃，相间温差：25.6K，相对温差：94％。

属于严重缺陷。

在停止红外成像检测还发现的缺陷，由于发现及时，使事故失掉了有效地控制，防止了缺陷的扩展，防止了事故的发作。

39.1℃
AR01: 47.3℃
15.7℃
阻波器接线板发热 阻波器内避雷器发热
-17.5℃6.9℃
-15
-10
-5
05AR01: 73.0℃23.8℃43.6℃
AR01: 42.0℃
母线〝T 〞型接线板发热 引线〝T 〞型接线板发热
29.0℃66.4℃
30
405060SP01: 39.2℃AR01: 77.5℃
34.5℃81.9℃
40
5060
70
80SP01: 81.9℃AR01: 87.1℃
穿墙套管无隔磁缝发热 穿墙套管隔磁缝短接后发热
33.9℃57.5℃
35
40455055
AR01: 79.3℃-2.6℃42.6℃0102030
40SP01: 20.0℃AR01: 58.3℃
网门接地不良发热 220KVCT 变比接线板发热
3.4℃37.8℃
102030AR01: 39.5℃0.8℃57.8℃2040
AR01: 134℃
放电线圈本体发热 线路接线板发热
二、存在的效果及今后开展的方向。

红外成像技术目前在电力系统变电站电气设备和输配电线路的检测中运用已十分普遍，我公司已运用14年，在工区也运用了8年，积聚了不少阅历，也检测出了不少缺陷，为设备的安康运转提供了平安保证，但依然存在不少效果，找到效果，就找到了下一步的任务动身点。

1、在……变2＃主变负荷和1＃变相反的状况下，下层油温总比1＃变高，且负荷增大下层油温也比1＃变增大很多，带不动负荷，停止红外成像检测时，两台变压器相间温差达12K，随感异常，但没有惹起我们足够的注重，随即的春检中，反省发现其散热器油泥太重，散热太差形成发热，停止冲洗后，恢复正常。

2、……变秋检中，预防性实验发现35KVI段A、B相tgδ严重超规范，A相：16.5％，B 相：21％，顶盖皮囊内有水，并缺油，我们在红外线成像技术检测中，发现I、IIPT温升有些异常，但没有惹起我们的高度注重，一个月后秋检，电气实验发现，没有形成严重损失，值得我们仔细的思索。

说明我们对设备外部缺陷检测缺点性质还不能准确的判别和定性，测试中不能完全扫除各种搅扰要素对红外成像技术检测结果的影响，故，这方面仍需继续努力探求。

3、……变春检中，预防性实验发现101 B相BLQ1mA电压下75%走漏电流达450uA，在这之前的红外线成像技术检测中，也没有发现这一缺陷。

这说明对金属氧化锌避雷器的红外成像技术检测，相间温差掌握较差，«导那么»上规则，金属氧化锌避雷器相间温差超越2K，即为缺陷，而我们在这方面缺乏检测阅历，故，这方面仍需继续探求。

4、红外检测受天气的影响，……变2218甲刀闸A相靠开关侧握手发热，测试时间：2005年7月16日15：12分，环境温度：32℃，湿度：31.5％，A相：86.5℃，B相、C相：41℃，I＝486A，跟踪测试：早晨21：31分测试，环境温度：21℃，湿度：34.7％，A相：56.4℃，B相、C相：29.8℃，I＝475A，17日早上7：50分测试：环境温度：19℃，湿度：36.7％，A相：54.4℃，B相、C相：29.6℃，I＝481A，以后，在早晚太阳出来前和半夜、下午太阳直射下我们跟踪了数次，太阳直射下设备外表温度会发生附加温升，使检测出现虚伪现象；2006年4月8日13：30分，……变测温，检测出3511出线1＃杆A相接头有发热现象，A 相外表温度：134℃，B相外表温度：18℃，C相外表温度：17.9℃，相见最大温差：116.1K。

3511负荷I＝270A，20：30分跟踪测试，天气在下午出现微风〔估量有5～6级〕，A相外
表温度：37℃，B相外表温度： 8℃，C相外表温度：8.7℃，相见最大温差：19K。

3511负荷I＝270A，风力〔风速〕会影响设备外表对流散热，风速越大，对流散热越多，给测试带来一定困难；在今后的任务中，应关注环境温度、天气变化、太阳光线照射、背景辐射等方面加大总结力度。

5、红外线成像检测技术在今后应当成为设备形状维修的重要手腕之一，为设备形状化检修提供重要的参数。

四、总结。

电力设备缺陷有随机性、阶段性、隐蔽性和多样性，实际通知我们，在负荷高峰时期、负荷突变时期、电气设备电气实验异常时期，应加大红外成像技术检测；红外成像技术能对电气设备停止实时带电检测，可以发现活期实验所不能发现的设备缺陷、缺点。

但目前从我们掌握的红外成像检测技术水平来看，还不能对一切设备的外部缺陷、缺点做出准确判别。

故，应将活期实验和红外成像检测相结合，才有利于电气设备外部缺陷、缺点的诊断。

依据存在的效果增强改良、学习，使检测任务细致化，牢靠性不时增强；增强红外诊断质量管理顺序管理。

总之，在红外成像技术检测方面，今后的路还很长，我们在不时学习、不时总结、不时开展中生长，为电气设备预防性周期的延伸提供保证，为形状化检修提供牢靠的依据。

四．参考文献：
[1] 带电设备红外诊断技术运用导那么〔DL/T-664-1999〕。