红外测温在变电运维中的应用

温馨、张建伟、兰宵、周宇

云南电网有限责任公司红河供电局， 云南省蒙自市， 661100

摘 要

本文从电气设备的发热类型及案例入手，讨论并分析了在变电运维工作中如何利用红外测温判断设备发热缺陷，对提高变电运维质量有一定指导意义。

关键词：红外测温；设备缺陷

1引言

电气设备的工作状态与热有着密切的联系，不同类型的故障（包括接触不良、绝缘劣化或磁路故障）都会以发热升温的形式表现出来，定期进行红外测温就像人定期体检一样，查出内部问题，尽早修复，若不及时发现，会造成巨大损失。红外诊断运用红外非接触测温技术恰好满足了电气设备在高电压、大电流、高温、高速旋转等运行状态下监测温度的要求，具有不停电、不取样、非接触、直观、准确、实时、灵敏度高、快速、安全、应用范围广等特点，是保证电力设备安全、经济运行的重要措施。

2发热类型及案例

根据发热原因不同，可将电气设备发热分为电流致热型、电压致热型和综合致热型。

2.1电流致热型

是由电流效应引起的发热。此类发热一般发生在串联于主回路的导体部件，发热的原因主要是各导电部件间存在氧化、锈蚀、松动等现象，导致压接不良、接触电阻变大，在电流致热效应的影响下，接触面发热，且发热量高于散热量，最终产生了温升现象。

2019年06月04日，运行人员对35kV青云变相关保供电线路间隔进行特殊巡视并测温，当天17：24分发现35kV建青线3932隔离开关线路侧A相引流线并沟线夹发热：A相117℃，B相27℃，C相28℃，负荷电流154A。检修人员对35kV建青线3932隔离开关A相线夹进行检查并更换，其发热原因为接线端子接触不良，是典型的电流致热型缺陷。处理后，35kV建青线于06月05日09:13送电正常。送电后，测温后未见发热点，判断缺陷已消除。

2.2电压致热型

是由电压效应引起的发热。此类缺陷设备在系统带压时即会发热，与负荷电流大小无关，一般发生在并联于主回路的电容设备，发热原因主要为绝缘介质老化、泄漏电流增大等。

电压致热的电压互感器、电流互感器、电容器、高压套管、氧化锌避雷器等的热像特征是整体温升偏高或局部过热，且发热自上而下逐步递减。充油套管的热像则是以油面处为最高温度，油面有一明显的水平分界线，故障特征为缺油，建议检查是否有渗漏油情况。

2.3综合致热型

综合致热型是指既有电压效应，又有电流效应，或电磁效应引起的发热。综合致热型缺陷一般分为两类：一类是电压、电流综合导致的发热；另一类是电磁效应引起的发热。此类缺陷一般发生在线圈铁心类设备附近的金属导体处，多由泄漏的磁场引起金属导体的涡流效应导致发热。

2.4发热缺陷发生频率统计

在国网浙江省电力公司杭州供电公司分析的１０６座２２０ｋＶ变电站一次设备的红外检测结果中，共发现发热缺陷２８５处。其中电流致热型缺陷２４１ 处， 占８４．５６％；电压致热型缺陷２７处，占９．４７％；综合致热型缺陷１１处，占３．８６％；其它缺陷６处，占２．１１％。^[2]由此可知，变电站电气设备发热主要为电流致热型，而电压致热型缺陷所占比例较低，但电压致热型缺陷一旦确认，一般定性较为严重。

3缺陷判断方法

3.1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。将测得的设备表面温度值与标准对比，若超过标准则根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受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。

表1 敞开式隔离开关发热缺陷判定标准

3.2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进行判断；对于电流致热型设备，应结合相对温差判断法进行判断。

在同一电气回路中，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）电流致热型设备对应部位的温升值，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。

3.3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图像，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，必要时结合电气试验或化学分析的结果，进行综合判断。

3.4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。在进行测温后根据相对温差的计算公式计算出结果，对比相关标准，确定缺陷严重等级。

相对温差：两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。相对温差δt可用下式求出：

δt=（τ1-τ2）/τ1×100%=（T1- T2）/（T1- T0）×100%

式中：τ1和T1—发热点的温升和温度；τ2和T2—正常相对应点的温升和温度；T0—环境温度参照体的温度。^[1]

表2 油浸式电流互感器发热缺陷判定标准

3.5档案分析判断法

档案分析判断法事实上是一种纵向对比法，它主要是分析在不同阶段某一变电设备的红外图谱来了解变电设备的发热状态，从而判断出该变电设备的内部是否存在缺陷。档案分析法的要点为：要在监测之前建立相应的历史图谱，该历史图谱主要分为正常图谱和典型故障图谱两类，这样有利于后续监控环节的对比工作。^[3]

3.6实时分析判断法

在一段时间内使用红外热像仪连续检测某被测设备，观察设备温度随负载、时间等因素变化的方法。^[1]

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准DL/T664-2008带电设备红外诊断应用规范.中国电力出版社,2008

[2]钟宇峰,周国明.变电站电气设备红外检测诊断和优化测温方案探讨.国网浙江省电力公司杭州供电公司,2017

[3]杨晓林,张海涛,徐彪,刘金莉.红外测温技术在变电站运维中的应用探讨.聊城供电公司,2016