红外诊断技术在电力设备运维中的应用

【摘要】带电设备异常或缺陷时相应部位会呈现不同程度的温升。红外诊断技术能够及时发现电力系统带电设备缺陷和故障隐患，避免设备向故障状态演变，为设备健康稳定运行提供保障。

【关键词】设备;红外诊断;缺陷;发热

电力系统的许多生产设备因设备局部过热引起的停电检修和停电事故时有发生。红外诊断技术具有不停电、不取样、非接触、操作安全等优点，可以实时、快速、准确的对电力设备进行状态监督，及时发现缺陷、隐患，有效避免设备向故障状态演变过程中突发事故的发生。

1.电力设备发热

1.1 发热原因

主要包含电阻损耗、导磁材料的铁磁损耗和绝缘材料的介质损耗三个方面：1）电阻损耗。如导电回路的接头、连接件和触头，因接触不良造成过度发热。2）铁磁损耗。如变压器漏磁导致局部发热或螺栓发热。3）介质损耗。如套管、绝缘子绝缘介质老化、受潮后，其介质损耗增大，则发热功率增大。

1.2 发热类型

1）电流致热型。设备导电回路存在许多连接件、触头或接头，如果出现故障会引起接触电阻增大，当负荷电流通过时，就会导致局部过热。如隔离开关转头、刀口，接线板等。2）电压致热型。在运行电压下，电气设备绝缘部分出现性能劣化或绝缘故障，引起绝缘介质损耗增大导致发热，如瓷瓶裂纹引起发热。3）电磁致热型。由于磁屏蔽不良引起漏磁，或者由于铁芯片间绝缘破损造成短路时，均可引起局部发热。如主变漏磁引起底座螺栓发热。

2.电力设备红外诊断基本方法

2.1 表面温度判断法

主要适用于电流致热型和电磁效应引起发热的设备。

2.2 图像特征判断法

主要适用于电压致热型设备。根据同类设备的正常状态和异常状态的热像图，判断设备是否正常。注意应尽量排除各种干扰因素对图像的影响，使图像质量最佳。必要时结合电气试验或化学分析的结果，进行综合判断。

2.3 相对温差判断法

主要适用于电流致热型设备。特别是对小负荷电流致热型设备，采用相对温差判断法可降低小负荷缺陷的漏判率。

2.4 同类比较判断法

根据同组三相设备、同相设备之间及同类设备之间对应部位的温差进行比较分析。对于电压致热型设备应结合图像特征判断法，对于电流致热型设备应结合相对温差判断法。

2.5 档案分析判断法

分析同一设备不同时期的温度场分布及三相设备之间的温差关系的变化情况（考虑负荷变化的影响），找出设备致热参数的变化，判断设备是否正常。

2.6 实时分析法

使用红外测温设备连续观察设备温度随负荷、时间变化的趋势，判断设备状态。

注意：诊断方法应至少使用两种。电流致热型设备常用表面温度判断法、相对温差判断法和同类比较判断法;电压致热型设备常用图像特征判断法和同类比较判断法。

3.案例分析

3.1 电流致热型设备缺陷诊断分析

图1 某配变红外图谱和可见光照片

根据图1红外图像图谱分析，该配变A相接头温度为41.7℃，B相接头温度为64.3℃，C相接头温度为105.3℃，其中环境温度参照体温度为25℃。C相热像特征明显，严重发热。 根据DL/T664-2008，判断为电流致热型设备缺陷，结合表面温度判断法及相对温差判断法知，热点温度90<P0（=105.3）<130℃，相对温差79.2%<80% ，定性该缺陷为严重缺陷。

调查缺陷原因为：1）A、B、C三相负荷不平衡，C相所带负荷大;2）金属连接处、线夹螺栓松动，接触不良导致。处理意见：1）进行负荷测试，判断是否为三相负荷不平衡所致;2）停电对金属连接处、线夹螺栓进行打磨、紧固。

3.2 电压致热型设备缺陷诊断分析

图2由红外图谱可知：电缆头分相处明显发热，属于电压致热型设备缺陷。结合三相比对图谱，用图像特征判断法和同类比较判断法，同等部位最大温度差为44.6℃-27.7℃=16.9K，根据DL/T664-2008附录B电压致热型设备缺陷判断依据判断为危急缺陷。

图2 电缆头红外图谱和可见光照片

分析缺陷原因可能为电缆头局部受潮、气隙、劣化;铜屏蔽层和铠装接地不良或接地线松股断股。处理意见为立刻消缺或退出运行。进行绝缘电阻测试和耐压试验进一步确定缺陷性质。处理后再进行三相红外检测，确保缺陷已经完全处理。

4.小结

电力设备及其连接件、导线等部件在运行过程中受到各种自然力的作用，再加上人为设计、施工不当等因素，均会造成设备老化、损坏和接触不良，继而引起局部发热。应用红外诊断技术对被测设备进行检测分析，根据相关依据给缺陷进行定性，能够降低设备故障率，提高设备运行可靠性及安全性。

参考文献

[1]胡红光.电力设备红外诊断技术与应用.北京：中国电力出版社，2012.

[2]国网湖南省电力公司电力科学研究院.电力设备红外诊断典型图谱及案例分析.北京：中国电力出版社.2013.

[3]程玉兰.红外诊断现场实用技术.北京：机械工业出版社，2001.

作者简介：

闫键（1988―），男，国网沁水县供电公司变电运检专责。

侯沁波（1974―），男，国网沁水县供电公司主任工程师。

王科（1990―），男，国网沁水县供电公司变电运维工。

刘炜（1990―），男，现供职于国网沁水县供电公司，从事安全质量检查综合管理工作。

冯斌（1987―），男，网沁水县供电公司变电检修工。

董沁芳（1978―），女，现供职于国网沁水县供电公司，从事信息通信工作。