紅外熱成像技術在電力設備狀態(tài)檢修中的實踐

陳美霞

摘 要：現(xiàn)在人們對于供電企業(yè)的供電安全穩(wěn)定性提出了較高的要求，所以供電企業(yè)為了最大限度地滿足人們生產(chǎn)生活的實際需求，盡可能地減少停電對大家造成的不變影響，所以經(jīng)常會對電力設備進行帶電檢修的操作，在這一過程中，借助紅外熱成像技術就可以實現(xiàn)對電力設備的帶電檢修操作，借助該技術可以很好地檢測出電力設備內(nèi)部的絕緣介質(zhì)溫度高低，以及電力設備在實際運行中是否存在問題故障，或是設備缺陷等，對于發(fā)現(xiàn)的問題可以采取及時的修正措施，避免造成對電力設備運行穩(wěn)定性的更大影響，維護設備的正常運轉(zhuǎn)，為用戶提供可靠安全的供電需求。本文就次展開論述，僅供參考。

關鍵詞：紅外熱成像；帶電檢修；電力設備

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A

社會的發(fā)展進步，電力企業(yè)在國民經(jīng)濟的發(fā)展中所起著的重要作用是不言而喻的，同時也刺激了電力企業(yè)的各個當面獲得了較大的發(fā)展進步，就電力設備的運行檢修而言，已經(jīng)由傳統(tǒng)的周期預防性檢修逐步向更具有針對性的狀態(tài)檢修的模式過度，通過這種檢修方式可以很好地了解電力設備的實際運行狀態(tài)是否穩(wěn)定可靠，但是在實際的運行環(huán)境中，造成對電力設備運行狀態(tài)穩(wěn)定性的影響因素是眾多的，且各因素之間存在著復雜的關系，如何實現(xiàn)對電力設備運行各因素的分析，從而做出科學的操作預判，確保電力設備運行的穩(wěn)定性，加強對紅外熱成像技術在電力設備狀態(tài)檢修中的應用實踐研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1.紅外測溫技術的實際應用

1.1進行外部電力設備故障檢測的應用

出現(xiàn)外部故障的電力設備主要是指暴露在設備外部的各部位產(chǎn)生的問題故障，這種問題故障可以借助紅外檢測儀器直接在視場范圍之內(nèi)就可以檢測到，比較方便直觀地獲得電力設備的外部部位的故障信息。

1.2電力設備的內(nèi)部故障問題檢測

電力設備內(nèi)部的問題故障主要是指封閉在油絕緣以及固體絕緣或是設備殼體之內(nèi)的絕緣介質(zhì)劣化或是電氣回路問題等引發(fā)的內(nèi)部故障，對于這種問題故障檢測，需要結(jié)合整個電力設備的內(nèi)部結(jié)構以及電力設備的運行狀態(tài)，再結(jié)合傳輸熱學理論，進行對流傳導（可能由絕緣油、氣體或金屬導電回路造成）的進一步分析，同時從設備外部顯示的溫度得出溫度變化分布圖像，預判電力設備內(nèi)部可能出現(xiàn)的問題故障。結(jié)合實際經(jīng)驗，當電力設備的問題故障是以熱狀態(tài)的形式表現(xiàn)出來的，就需要進一步借助紅外檢測儀器將被診斷設備的紅外輻射信號使其轉(zhuǎn)換為電的信號，進而判斷出電力設備到底有沒有問題故障，以及具體的問題故障是屬于哪種屬性，具體的位置在什么地方，問題故障的嚴重程度等都可以做出較為詳細的具體的診斷判別。

對于電力設備的發(fā)熱情況，一般主要分為在其電力設備運行的過程中由于電壓、電流等的作用有3種發(fā)熱來源：

其一，是由于電阻的損耗而產(chǎn)生的發(fā)熱，這種發(fā)熱的產(chǎn)生是電流實際通過電阻時而發(fā)生的熱能，所以是由電流的效而產(chǎn)生的發(fā)熱，這種發(fā)熱更多是發(fā)生在截流的電力設備中。

其二，因介質(zhì)的損耗而產(chǎn)生的發(fā)熱，這種發(fā)熱主要是由于電力絕緣的介質(zhì)在交變電場的實際作用下，介質(zhì)的極化方向不斷地發(fā)生改變而引起的電能消耗，進而產(chǎn)生的發(fā)熱，所以這種發(fā)熱方式是由于電壓的效應而產(chǎn)生的發(fā)熱；

最后，鐵損的致熱。這種發(fā)熱方式是由于在勵磁的回路上不斷地進行工作電壓的施加，由于鐵心的磁滯以及渦流而發(fā)生的電能損耗而引起的發(fā)熱。

2.典型內(nèi)部缺陷熱譜圖的分析

2.1變壓器套管內(nèi)部缺陷案例分析

在某地進行紅外線測試的工作中，發(fā)現(xiàn)該地的某一220kV變電站的變壓器的低壓側(cè)C相套管以及升高座出現(xiàn)了整體性的發(fā)熱情況，并經(jīng)過檢測其中最高溫度點以及達到了40.5℃，并經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)C相套管的樁頭并沒有實際的熱點，所以可以判斷升高座以及套管的熱量實際上是由電力設備的內(nèi)部導電桿以及繞組接頭連接不良而產(chǎn)生發(fā)熱。在借助宏偉測溫進行跟蹤性的測試發(fā)現(xiàn)，C相套管的整個溫度有著較為明顯的增長，其實際溫度的最高值可以達到61.8℃。經(jīng)過對油色譜進行分析，發(fā)現(xiàn)整個變壓器油的甲烷和乙塊呈現(xiàn)出較快的增長趨勢。所以結(jié)合變壓器的運行狀態(tài)評價標準可以了解到設備存有一定的問題缺陷，進一步對變壓器進行直流電阻的測量發(fā)現(xiàn)，低壓側(cè)的繞組AC、BC的直流電阻超標是非常明顯的，其中的最大不平衡度甚至可以達到10.6%，再結(jié)合紅外線的檢測圖譜可以進一步確定問題故障是屬于低壓側(cè)的套管導電桿下邊的接觸不良引起的。

2.2站用變懸浮放電問題

對某地500kV變電站進行紅外測溫，發(fā)現(xiàn)35kV站用變上的A相套管上部位出現(xiàn)紅外圖譜的異常，圖譜呈現(xiàn)出的主要特征是油面處呈現(xiàn)出最高溫的熱像，同時油面有著非常清晰明顯的分界線。通過對紅外圖譜進行分析發(fā)現(xiàn)，A相套管的熱像特征主要以油面處的溫度最高，根據(jù)經(jīng)驗以及相關資料的記錄可以預判是電壓致熱型的設備缺陷，問題故障的主要特征是缺油導致的。接下來的時間對占站用變進行特性試驗與絕緣試驗，測驗的結(jié)構表明直流電阻以及絕緣電阻都是合格的，并沒有異常情況的發(fā)現(xiàn)，對站用變的絕緣油進行色譜的分析發(fā)現(xiàn)其氫氣以及總烴兩者值都已經(jīng)明顯的超過注意值，所以通過進一步確認分析，是由于站用變內(nèi)部可能存在局部的放電造成的問題故障。之后再進一步對站用變的鐵芯接地方式進行檢測發(fā)現(xiàn)，上下夾件之間的存有拉桿，同時拉桿之間還不絕緣，接地的銅片是連接在上夾件上的，再由上夾件經(jīng)過吊螺桿進行接地操作，通過對吊芯進行檢查發(fā)現(xiàn)，箱底定位的螺栓與器身定位孔之間存在著放電的跡象，所以可以進行對故障問題的判定是由于鐵芯不良的接地操作導致，電壓器處于正常的運行狀態(tài)下，帶電的繞組以及相關的引線與油箱間構成的電場都是屬于不均勻的電場，其中鐵芯以及其他電力設備的金屬構建就處于實際電場之中，所以個各高低壓繞組以及低壓繞組與鐵芯之間，鐵芯與變壓器的郵箱之間都存在著寄生電容。帶電繞組就會通過寄生電容的耦合作用，使鐵芯對實際地面發(fā)生懸浮的電位，一般位置的不同懸浮的電位也是不同的，但是不管哪一部位的電位只要是兩者之間的電位差可以達到能夠?qū)嶋H擊穿期間的電源時，就會產(chǎn)生一定的電火花。

2.3電壓互感器電磁單元絕緣的受潮故障

對某地500kV變電站進行紅外溫測試，發(fā)現(xiàn)某220kV電容式電壓的互感器電磁單元存在較高的溫度差異，要比其他的一般部位高出3℃左右，對此現(xiàn)象可以按照以下方式進行故障測試分析。

首選是對相關產(chǎn)品進行例行試驗，將測驗的結(jié)果與以往的歷史檢測數(shù)據(jù)進行比較分析。

其次，結(jié)合實際分析的結(jié)果，對存有疑問的部位可以進行必要的產(chǎn)品解體進行詳細的檢查。

通過對電容式電壓互感器進行電容量以及介質(zhì)損耗因素的檢查，C1沒有發(fā)生多大的變化，但是C2的介質(zhì)損耗因數(shù)以及電容量就存在較大的變化，遠遠地超過了規(guī)定值。所以初步可以確定是由于電容式電壓互感器，電磁單元的內(nèi)部絕緣下降導致的，需要進一步對電磁單元的絕緣油進行色譜分析以及可以進行擊穿電壓測試，進過分析了解倒是由于電壓互感器內(nèi)部受潮進水導致絕緣油絕緣能力的下降，發(fā)生局部放電的現(xiàn)象。

結(jié)語

結(jié)合以上分析論述，借助紅外熱成像技術可以較為方便地發(fā)現(xiàn)電力設備內(nèi)外的發(fā)熱問題以及設備內(nèi)外可能存在的問題故障，經(jīng)過實踐研究發(fā)現(xiàn)借助該種技術是展開輸電網(wǎng)電力設備進行狀態(tài)檢修的非常有效的檢測手段。

參考文獻

[1]邵進，胡武炎，賈風鳴，等.紅外熱成像技術在電力設備狀態(tài)檢修中的應用[J].高壓電器， 2013（1）：126-129.