变电站设备红外成像检测的应用

来源:用户上传      作者: 崔西鹏

　　[摘要]介绍了红外成像测温技术在变电站中检测诊断要求，提出红外检测的诊断方法和判断依据，对其缺陷作出判断定性，及时发现设备发热隐患，对确保变电站设备安全稳定运行有很强的实用价值。
　　[关键词]红外成像；测温；变电站
　　
　　一、红外成像测温技术
　　
　　每一个有一定热量的物体，都会以电磁波的形式向外界辐射能量，而辐射能量的大小与该物体的热力学温度的四次方成正比。利用这一原理制成的红外成像仪，可以获取设备的红外辐射状态的熟信息，并转换成温度进行显示，能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度，以温度高低来判断其工作状态的正常与否，无需与物体直接接触，可实现变电站设备在运行状态时远距离非接触式的测量物体的温度，检测设备的运行状况，通过对电气设备表面温度及分布的测试、分析和判断，发现设备故障引起的异常温度，准确地发现电气设备运行中的异常和缺陷。
　　
　　二、红外检测与诊断在变电站中的基本要求
　　
　　使用红外成像仪时应先对所有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温。针对不同的检测对象应选择相对应的环境温度参照体；测量设备发热点、正常相的对应点及环境温度参照体的温度值时，应使用同一仪器相继测量；做同类比较时要注意保持仪器与各对应被测点的距离一致、方向一致；正确键入大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数：并选择适当的测温范围：应从不同的方向进行检测，求出最热点的温度值：记录异常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值。在330KV变电站中，在停电检修前及预试前检测一次，以便查出的缺陷在检修中得到及时处理，避免重复停电。在重负荷运行前应进行一次检测。在正常运行时每两周进行一次一般检测。在重负荷(迎峰度夏、迎峰过冬等)运行期间每天应检测一次。对330kV及以上变压器、断路器、电抗器等设备每年进行一次精确检测并建立图库。在110kV变电站中，在重负荷运行前应进行一次检测。110kV枢纽变电站、重负荷变电站在正常运行时每月进行一次一般检测。发现异常进行精确检测，并建库。在重负荷(迎峰度夏、迎峰过冬等)运行期间每天应检测一次。110kV其他变电站每季度检测一次。35kV及以下变电站(含10kV开闭所)中，在正常运行时每半年检测一次，在重负荷(迎峰度夏、迎峰过冬等)运行期间每月检测一次。对于运行环境差、陈旧或有缺陷的设备，在重负荷运行期间、系统运行方式改变且设备负荷突然增加期间，需增加对设备的检测次数。新建、改扩建或大修后的电气设备，应在投运带负荷后不超过1个月内(但至少在24h以后)进行一次检测。并对变压器、断路器、电抗器等进行精确检测，对原始数据进行图像存档。
　　
　　三、红外检测的诊断方法和判断依据
　　
　　表面温度判断法：根据测得的设备表面温度值，对照GB／T11022――1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》的有关规定，凡温度超过标准的可根据设备超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受的机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对在小负荷率下温升超标或承受机械应力较大的设备要从严定性。相对温差判断法：此法是为排除负荷及环境温度不同时对红外诊断结果的影响而提出的。当环境温度低，尤其是负荷电流小的情况下，设备的温度值并没有超过GB／T11022-1999《高压开关设备和控制设各标准的共用技术要求》的规定，但大量事实证明此时的温度值并不能说明该设备设有缺陷或故障存在，往往在负荷增长之后，或环境温度上升后，就会引发设备事故。故对电流型设备还可采用“相对温差”法来判别故障。同类比较法：在同一电器回路里，当三相电流对称和三相(或两相)设备相同时，比较三相或两相电流致热型设各对应部位的温升值，可判断设备是否正常。若三相设备同时出现异常，可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时，应考虑负荷电流的影响。热谱图分析法：根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图差异来判断设备是否正常。综合应用各种故障诊断方法，对设备的热状况进行全面分析，从而得到较为准确全面的设备状态信息。
　　
　　四、红外测温缺陷分类及处理
　　
　　危急缺陷：指设备最高温度超过最高允许温度，应立即安排处理。电流致热的设备应立即紧急降低负荷电流或立即消缺，电压致热的设备应立即安排其他试验手段，确定缺陷性质，立即消缺。严重缺陷：指设备存在过热，程度较重，温度场分布梯度较大，温差较大，应尽快安排处理，处理前应加强监视。电流致热的设备应视情况降低负荷电流，电压致热的设备应安排其它测试手段，确认缺陷性质后，立即消缺。一般缺陷：指设备存在过热，有一定温差，温度场有一定梯度，但还不会马上引起事故，一般要求记录在案，注意观察其缺陷的发展，做好跟踪监测，利用停电检修机会，有计划的安排试验检修消除缺陷。
　　
　　五、测试记录及数据管理
　　
　　红外测温的检测和诊断数据，主要包括现场记录、设备热像图、设备参数及诊断分析报告。现场记录内容应包括日期、气象条件、地点、设备名称、缺陷部位、实际负荷、检测结果、诊断结论和处理结果。对典型缺陷应拍摄热像图和检查处理时的照片，做为技术资料存档，以便积累经验。

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