红外成像技术在变电所的应用

随着现代电力工业向着高电压等级，超大容量的发展，电力系统对安全可靠运行提出了越来越高的要求。因此电气设备运行状态的在线检测和故障诊断，对提高设备可靠性、经济性运行，降低维修成本，都有很重要的意义。红外成像技术是不接触电气设备，在不停电的情况下进行电气设备绝缘故障检测和诊断的现代化手段。

 

红外成像技术在变电所中的应用 

自1999年以来，我局13座变电所利用红外成像技术进行绝缘检测，发现了大量的电气设备缺陷，主要的电气设备缺陷类型有：隔离开关接头和顶帽发热，多油断路器油箱内部发热，耦合电容器整体和末屏发热，变压器和电抗器高压套管内连接发热，高压电缆接头发热等。另外红外成像技术的应用，不仅替代了母线零值绝缘子串的带电检测，还可对避雷器进行在线检测。 

(1)　在隔离开关中的应用。 

一次在对阜城变进行红外成像时，发现1102隔离开关A相触头转动球头发热，温度为26.7℃，而另两相的温度为13.5℃，依照《带电设备红外诊断技术应用导则》中相对温差的计算公式计算后，其相对温差为61%。按《导则》要求相对温差不大于80%为一般缺陷，可以继续运行，沧州欧谱后经停电检查发现其转动球头内弹簧(共有8个)只剩两个完好，其余全部烧坏，更换处理后测温正常。另外还发现过隔离开关刀口及接头发热的重大缺陷多起，由于及时发现并处理，避免了设备事故的发生。 

(2)　在多油断路器中的应用。2000年8月发现某变电所3501断路器C相油箱内部发热，温度自上而下呈阶梯分布，故障相油箱表面温度39℃，正常相油箱表面温度25℃，环温20℃，温差14K，热像图谱十分明显。判断为多油断路器内部故障，属紧急缺陷。于次日停电进行了试验，其接触电阻高达9.15mΩ，为标准规定值的几十倍，落下油箱后检查，发现导电杆发黑，导电杆与铝梁螺纹连接已部分烧熔。由以上实例可以看出，定期进行红外成像技术检测高压断路器及其连接板接头，可及时发现并消除设备隐患，避免异常事故的发生，为断路器实行状态化检修提供有力的依据。 

(3)　在耦合电容器中的应用。1999年9月4日在对早胜变进行红外成像测温过程中，发现1112早西线A相耦合电容器整体发热，该相温度为19℃，正常相温度为17.4℃，与正常相B相比较相对温升达1.6K，而该耦合电容器型号是 ，根据《导则》要求该型号耦合电容器的相对温升不大于1.5K，属重大缺陷，于次日停电进行常规试验，介损为0.4%(规程标准为不大于0.2%)其介损值超标，已不能使用。另外红外成像测温对发现耦合电容器末屏发热极其有效，而末屏发热有两种可能，一是末屏绝缘降低，例如发现某变电所1114A相耦合电容器末屏发热，后测绝缘其值为16MΩ；二是末屏连接螺丝松动，例如另一站1111A相末屏发热，测量绝缘电阻其值符合标准，而其连接螺丝松动，紧固后测温正常。 

(4)　在电抗器高压套管中的应用。在对西峰330kV变电所进行红外线成像普测过程中，发现330kV 3#电抗器A相110kV高压套管将军帽发热，故障点温度32.9℃，正常相5.8℃，环境参照体温度-10℃，相对温差高达78.4%，热像图谱较为明显。判断为高压套管内连接接触不良所致，属重大设备故障，因长期内部过热，使绝缘介质极化，加之330kV电抗器系统补偿电流大，如不及时发现处理就会产生绝缘击穿事故。后经跟踪检测数十次，温度有上升趋势，停电处理检查是内部连接焊接不良。经处理后复测温度正常。 

(5)　在高压电缆中的应用。红外成像技术检测电缆接头发热是比较行之有效。某变电所10kV橡塑电缆，红外成像时发现其电缆三叉头温度达147℃，《导则》规定该类型的电缆运行时温度不大于90℃，属紧急缺陷。停电试验其泄漏电流为120μA，大于标准50μA，重做电缆头后，测温正常。