变电站红外测温应用

变电站红外测温的应用

摘要: 变电站电气设备的管理，通过红外测温技术的应用，可有效掌握设备在正常运行状态下的发热规律及其表面温度场的分

布和温升状况，结合各种电气设备的内部结构和运行状态，依据传导热能的途径，就能较好地对设备有无内部或外部故障进行诊断。

关键词：红外测温；发热；操作；环境

中图分类号： tm63 文献标识码： a 文章编号：

一、电气设备发热及原因

电气一次设备，以及它们与母线、导线或电缆之间的电气连接部位，常常因某种原因产生发热，严重时将影响变电站的安全运行，应该引起我们的重视。

电气设备工作时，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁心损耗发热等3种热源。电气设备的热故障可分为外部故障和内部故障，长期暴露在大气中的各种电气接头因表面氧化而接触不良，是电气设备的外部故障。而封闭在固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路和绝缘介质劣化等，依据传热原理，从电气设备外部显现的温度分布热像图，可以判断为内部故障。

众所周知，金属导体都有一定的电阻，其电阻与其本身的电阻率和平均温度系数有关，且有相应的熔点。根据q=i2rt，当电气接头的接触电阻由于某种因素如接触表面状况不良、氧化程度严重、接触压力较小、有效接触面积减小而增大时，或电流增大时，其发

热量（温度）将相应增大，电阻由于热效应而相应增大。电阻增大又使温度增加，如此恶性循环，将使接触面的温度超过熔点而熔化。

当系统发生短路时，随着短路电流的急剧增加，接头因超温最容易发生熔化或熔断，同时会扩大为火灾事故和绝缘破坏事故。导体之间接触面的接触电阻，除与环境温度和接触压力等因素有关外，还与接触面的材料、接触表面粗糙程度、接触面积的大小、接触表面氧化程度和接触压力等因素有关。如设备的导体与引线的接触面由于压接不紧或接触面较小，在通过一定电流时产生发热。发热后加速了接触面的氧化，使接触电阻增大；接触电阻增大后使发热更严重，导致接头处严重过热，造成接头烧坏或熔断。可见，电气设备的局部发热，若不及时发现和处理，发热点会逐步扩大，可能会导致严重后果。

二、案例分析

根据在变电站多年的运行经验及开展红外测温实践，进行案例分析如下：

（1）根据各相温差及时发现缺陷的实践。值班工作中，高峰负荷时要进行普测，某35kv出线负荷侧隔离刀闸（gw5-35）开关侧：u相为26℃，v相为25℃，w相51℃，相间温差很大，判断w相接头有缺陷。后来用旁母带出负荷检修，发现压接导线板螺丝松，造成接触不良而发热。

（2）主变压器套管内部严重缺油故障实践。由于高压侧套管比较高，如不仔细观察，很难从窄玻璃管处观察到油位显示，在巡视

设备时，发现2#主变高压侧电容套管油位显示三相基本相同，负荷高峰时测温，从热像显示u相套管严重缺油。经检修部门核实，停电检查与热像诊断相同，油位显示管油位系假象，排除一起事故重大隐患。

（3）避雷器受潮异常实践。6月份某天,在对110kv东段pt避雷器测温中，发现避雷器两端温度低，接近0℃，中部温度有6.17℃，这种热分布异常引起了值班员注意,通过进行带电测试电导电流为660ua,而3月份预试时测试的电导电流值仅为107 ua,汇报生技部门后,第二天测得为766ua，决定停运检修，测得它的绝缘电阻为16mω，1ma的直流压降为19kv，说明该避雷器已严重受潮。此次红外热像监测避免了一起避雷器爆炸事故的发生。

（4）设备连接正常发热实践。在一次对运行中的电流互感器测温时，发现u相接头螺帽处温度达89℃，怀疑是螺帽松动造成接触不良引起的发热，停电处理时发现螺帽紧固，没有发现故障原因，经过对热成像图进行分析，发现为互感器内部缺陷引起发热。经解体发现其内部接头已烧损。

三、测温数据分析

一般检测时环境温度不低于5℃，相对湿度不大于85％，天气以阴天、多云为宜，最好在夜间进行，在室内或晚上检测时应避开灯光直射，宜闭灯检测。应尽量避开视线中的封闭遮挡物。检测电流致热设备，最好在高峰负荷下进行，否则，一般应在不低于30％的额定负荷下进行，同时应充分考虑小负荷电流对测试结果的影

响。

精确检测时除了满足上述要求外，还应满足；风速一般不大于0.5 m/s；设备通电时间不小于6h，最好在24h以上；检测期间天气为阴天、夜间或晴天日落2h后；被检测设备周围应具有均稳衡的背景辐射，应尽量避开附近热辐射源的干扰，在某些设备被检时还应避开人体热源等的红外辐射；避开强电磁场，防止强电磁场影响红外热像仪的正常工作。

实际工作还应注意的问题有：

（1）记录测温部位温度数据后，应打开后台机查对测温设备当时的实际负荷电流，正确填入测温记录本中的各项，如：环境温度、额定电流、运行电压、实际位置等。根据站运行曲线分析高峰时段，一般在负荷高峰时进行。

（2）正确掌握所用测温仪器，严格按照说明，选择被测设备的辐射率，如金属材料氧化对被测设备辐射率的影响等。

（3）在环境温度变化、负荷增加等情况下，还应增加测温次数和检查导体接触面的项目。

四、结束语

在实际红外测温过程中，值班人员除了解设备性能状况，会对发热原因分析外，还应严格遵守气候条件、熟悉掌握红外测温设备使用环境、操作规范以及一般检测和精确检测的要求，正确的对所测的数据进行判断分析。