红外检测技术在变电站中的应用与研究

红外检测技术在变电站中的应用与研究

发表时间：2019-07-17T11:16:43.777Z 来源：《建筑细部》2018年第26期作者：闵鹏周宇

[导读] 利用红外监测技术，在电力系统中发现和避免了许多电力设备事故，确保了电力系统的安全稳定运行。

国网宜昌供电公司检修分公司变电运维室

摘要：随着科技的不断发展，红外检测技术在电力系统推广应用后，红外测温和传统的接触式测温设备相比，因其具有远距离、不接触、不取样、不解体、又具有准确、快速、直观等特点，能在运行中有效的监测和诊断电力设备的过热缺陷。正是红外成像仪在设备测温中有着较多的优越性，红外检测在输变电设备中的应用也越来越广泛。利用红外检测和热成像技术，并利用红外图像分析系统诊断发热故障，成为电力设备在线检测的一项行之有效的技术手段。

关键词：变电运维，红外检测，技术应用

0背景

近年来，随着现代红外技术的不断成熟和完善，能快速实时地在线监测和诊断电力设备的大多数故障。红外检测技术是及早发现设备外部过热故障和内部绝缘故障的重要手段，是开展电气设备状态检修的先进检测方法。利用红外监测技术，在电力系统中发现和避免了许多电力设备事故，确保了电力系统的安全稳定运行。

1电气设备红外线检测及诊断原理

红外检测技术是一种在线监测式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。

红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，使传统电气设备的预防性试验维修提高到预知状态检修，这也是现代电力企业发展的方向。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善，利用红外状态监测和诊断技术具有多种优点，能实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障。它备受国内外电力行业的重视，并得到快速发展。红外检测技术的应用，对提高电气设备的可靠性与有效性，提高运行经济效益，降低维修成本都有着重要的意义，是目前预知检修领域中的一种很好的手段

2 电气设备的发热来源

电气设备通常发热的部位都在电气设备的连接点，连接点是指电气设备之间以及它们与母线或电缆之间的电气连接部位。变电站和输电线路中，存在大量导电连接点。如变电站的电气设备出线接头、T形线夹、刀闸刀口、电缆接头连接处，都是电流致热效应的热源。某种情况下致热效应的异常会产生缺陷。连接点过热已经是电力系统的一个老问题，但随着设备负荷的增加，用户对供电可靠性要求的提高，在设备缺陷管理中成为一个越来越突出的问题，值得引起我们重视，认识其发生发展的原因，以便彻底解决。

2.1电气设备发热源诊断

电气设备在工作的时候，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁损致热等3种热故障。电气设备的热故障可分为外部故障和内部故障。接触不良是电气设备的外部故障；长期暴露在大气中的各种电气裸接头因接触不良常常引起过热故障。这是指封闭在固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的故障。采用红外线检测及诊断技术，综合考虑各种电气设备的内部结构和运行状态，依据传热学，分析金属导电回路、绝缘油和气体等引起的传导、对流，从电气设备外部显现的温度分布热像图，可以判断出各种内部故障。

2.2其他故障的诊断

在电力系统中，故障现象还有以下几种可以通过红外热成像诊断出：铁磁损耗或涡流故障的诊断；电压分布异常和泄漏电流增大故障的诊断；油浸电气设备缺油故障的诊断；电力带电作业、安全工器具内部缺陷和金属导体接件的诊断等。

3红外测温技术在变电运维中的有效应用

3.1红外测温技术在变电设备中的应用

设备线夹发热一般可以通过贴试温，观察其是否变色来确定设备是否发热，但是试温设备表面使用时间过长时会失效，就起不到检测设备温度的目的。另外，反措要求对35kV及以下的部分导线进行绝缘化包封，试温被包在绝缘护套内无法观察，起不到检测作用。

红外检测设备可以对变电站内设备变压器、母线、断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器等进行检测，当发生故障、或运行异常时设备表面热像图谱发生异常变化。相比常规方法有不停电、检测方便、定位准确、检测部位局限性小等优点。

3.2红外测温技术在状态检修中的运用

变电检修先后经历了故障检修和预防性检修阶段，目前已步入状态检修阶段。状态检修对减少检修次数、降低停电损失具有重要意义，但要求事先对电气设备的状态进行准确评估。电气设备一般带电运行，且不允许拆解后观察其内部，所以间接信息的获取是评估设备状态的决定因素。在状态检修初期，既可从自动化装置或在线监测装置处获取间接信息，又可从设备缺陷记录中获取，但这两种方式都存有缺陷。为了弥补这些缺陷，红外测温技术应运而生，即其在状态检修中的运用如下，一是除了二次设备内的电子器件以外，电气设备异常一般始于发热，这正体现了红外测温技术的工作原理。二是红外测温图谱库对电气设备运行状态的演示非常准确且科学，从而为状态检修问题的解决提供了辅助决策。随着红外测温技术的应用，变电状态检修的成效变得更高。

3.3红外测温技术在检测隔离开关中的运用

如果在变电运维中，隔离开关出现运行故障，或者出现一定的问题，究其主要原因如下：由于隔离开关长期暴露于外部环境下，开关刀口出现氧化情况，一旦氧化后便在刀口表面形成一层氧化膜，这层氧化膜会直接影响电流的顺利流通，并且增加了电阻值，导致发热的情况发生。如果变电运作的过程中，隔离开关出现频繁的开合情况，加上长期多次使用就会使合闸出现不到位的情况，并且刀口接触使电阻力明显提升，进而导致发热情况发生。除此之外，电力人员在对变电运维进行安装或者检修的过程中，也会因操作失误等原因导致合闸不到位的情况发生。故此，电力人员应采用红外测温技术对变电运维进行合理减温，避免因隔离开关持续发热导致不安全事故的发生。

3.3红外测温技术在常见故障中的运用

在现阶段的电网运行过程中，因为电网建设与运营规模不断扩张，电力负荷持续增大，变电体系便承担了较重的负担，特别是针对多