紅外診斷技術(shù)在繼電保護(hù)工作中的應(yīng)用

邵 勇，琚 軍

（衢州電力局，浙江 衢州 324000）

0 引言

任何繼電保護(hù)設(shè)備都很少會(huì)事先沒有征兆就發(fā)生故障；任何繼電保護(hù)設(shè)備，不管維護(hù)得多好，也可能會(huì)因?yàn)樵骷匣?、腐蝕、電纜頭松動(dòng)、材料不合格以及工藝技術(shù)等方面的原因而出現(xiàn)問題。

對(duì)運(yùn)行中的繼電保護(hù)設(shè)備和回路，運(yùn)用紅外測(cè)溫診斷技術(shù)，不管是對(duì)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的，還是剛投產(chǎn)的，都能發(fā)現(xiàn)一些不易察覺但又實(shí)際存在的問題。

衢州電力局自2007年開展二次設(shè)備狀態(tài)檢修工作以來(lái)，將紅外診斷技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)工作，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

1 運(yùn)用紅外診斷技術(shù)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)隱性缺陷

衢州電力局2010—2011年由紅外測(cè)溫發(fā)現(xiàn)的繼電保護(hù)缺陷統(tǒng)計(jì)見表1，從表中可以看出：

（1）紅外診斷技術(shù)在電流互感器（TA）二次回路、交/直流電源回路的缺陷發(fā)現(xiàn)率比較高，分別達(dá)到57.1%和42.8%，這是因?yàn)樵擃惾毕萑菀自斐筛邷厣Ｋ?，運(yùn)用紅外測(cè)溫技術(shù)對(duì)TA二次回路、交/直流電源回路進(jìn)行檢查，簡(jiǎn)易實(shí)用，效果明顯。

（2）對(duì)保護(hù)裝置類、直流回路，包括遙信、控制回路的缺陷發(fā)現(xiàn)率不高，是因?yàn)檫@類缺陷在數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置中的反應(yīng)已經(jīng)非常靈敏，一般只要發(fā)生就會(huì)被測(cè)控裝置和后臺(tái)信息所發(fā)現(xiàn)，很少會(huì)成為長(zhǎng)期隱性缺陷存在。

表1 2010—2011年紅外診斷發(fā)現(xiàn)的繼電保護(hù)缺陷

（3）對(duì)紅外測(cè)溫結(jié)果作統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，應(yīng)該充分考慮試驗(yàn)環(huán)境和使用人對(duì)紅外測(cè)溫試驗(yàn)的影響，如使用人對(duì)儀器的掌握程度、對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用何種分析方法得出結(jié)論等。

2 紅外診斷技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

（1）運(yùn)用紅外測(cè)溫對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，雖然是非接觸式的檢測(cè)方法，但仍是對(duì)帶電設(shè)備的檢測(cè)，一樣存在安全性問題，工作中需要加強(qiáng)監(jiān)護(hù)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員對(duì)紅外檢測(cè)設(shè)備的熟悉程度直接影響紅外診斷技術(shù)的運(yùn)用效果，因此檢測(cè)人員應(yīng)該熟悉設(shè)備原理，掌握診斷方法和程序，并接受相應(yīng)的培訓(xùn)。

（3）不同的試驗(yàn)環(huán)境可使用不同的紅外測(cè)溫判斷方法，如表面溫度、同類比較、圖像特征、相對(duì)溫度、檔案分析、實(shí)時(shí)分析等。

（4）由于繼電保護(hù)裝置和回路功率較小，相對(duì)于一次設(shè)備的紅外檢測(cè)而言，對(duì)紅外測(cè)溫設(shè)備的要求更高，如分辨率、跟蹤性能等，因此用于繼電保護(hù)裝置和用于一次設(shè)備的紅外測(cè)溫設(shè)備不能混用，需分別由專人保管。

（5）應(yīng)充分考慮檢測(cè)環(huán)境對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響，檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包括天氣、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù)。

3 紅外測(cè)溫診斷技術(shù)在繼電保護(hù)檢修中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 應(yīng)用于繼電保護(hù)設(shè)備定期巡檢

狀態(tài)檢修的目標(biāo)是通過加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)和監(jiān)視，提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性。開展?fàn)顟B(tài)檢修能夠延長(zhǎng)設(shè)備檢修周期，提高供電的可靠性，開展設(shè)備的定期巡檢就是有效的方法之一。目前衢州電力局對(duì)二次設(shè)備的巡檢內(nèi)容就包括了紅外測(cè)溫。

實(shí)例1：圖1是在2011年春節(jié)前開展的變電站二次設(shè)備巡檢工作中，檢修人員在110 kV蘭塘變電站運(yùn)用紅外測(cè)溫技術(shù)拍攝的石蘭GIS端子箱（側(cè)排）X17-17，18，19號(hào)端子，即 TA二次側(cè)N421端子的紅外測(cè)溫圖。從圖中很容易看出該間隔TA二次回路N421的中間連接片發(fā)熱異常，實(shí)測(cè)溫度達(dá)到70.4℃，其他接線的溫度為35～38℃，該最高溫度點(diǎn)已明顯高于正常溫升范圍。

發(fā)現(xiàn)問題后，巡視人員迅速聯(lián)系運(yùn)行人員停電檢查，發(fā)現(xiàn)19號(hào)端子中間連接片未緊固。將該端子緊固并投運(yùn)一段時(shí)間后再對(duì)其進(jìn)行紅外測(cè)溫，最高溫度為37.9℃，表明已恢復(fù)正常。

圖1 蘭塘變電站石蘭GIS端子箱紅外測(cè)溫圖

實(shí)例2：同樣在該次春節(jié)前設(shè)備巡檢工作中，檢修人員在對(duì)110 kV輝埠變電站1號(hào)主變壓器10 kV開關(guān)柜進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，發(fā)現(xiàn)1D6和1D7號(hào)端子溫度異常，最高實(shí)測(cè)溫度達(dá)53.0℃，紅外測(cè)溫圖如圖2所示，其他接線溫度為30～34℃，發(fā)熱點(diǎn)與周圍功能相近的接線比較，溫升達(dá)到23℃。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)1D7端子螺絲松動(dòng)，緊固后復(fù)測(cè)，溫度為30.7℃，表明已恢復(fù)正常。

圖2 輝埠變電站1號(hào)主變壓器10 kV開關(guān)柜紅外測(cè)溫圖

保護(hù)裝置在正常運(yùn)行過程中，平時(shí)難以發(fā)現(xiàn)其回路上的接線松動(dòng)、接觸不良等缺陷，特別是就地安裝的中低壓保護(hù)，由于長(zhǎng)期處于振動(dòng)、溫度變化大的環(huán)境，發(fā)生二次回路接觸不良的缺陷概率更高。以上實(shí)例說(shuō)明，定期開展紅外診斷能很好地彌補(bǔ)這個(gè)不足。

3.2 應(yīng)用于繼電保護(hù)裝置交/直流電源回路檢測(cè)

實(shí)例3：圖3為35 kV鬧橋變電站2號(hào)主變壓器交流電源回路紅外測(cè)溫圖，圖中發(fā)熱點(diǎn)為交流電源經(jīng)端子排的轉(zhuǎn)接端子，最高溫度達(dá)69.4℃，環(huán)境溫度約28℃，發(fā)熱點(diǎn)較環(huán)境溫度的溫升高達(dá)41.4℃，若不及時(shí)處理，很可能引起電纜絕緣破壞等嚴(yán)重問題，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)。經(jīng)檢查，發(fā)熱是由轉(zhuǎn)接點(diǎn)間的短接線松動(dòng)引起，緊固后復(fù)測(cè)，溫度為29.4℃，恢復(fù)正常。

圖3 鬧橋變電站2號(hào)主變壓器交流電源紅外測(cè)溫圖

交/直流電源是保護(hù)的動(dòng)力心臟，一旦發(fā)生故障，后果將十分嚴(yán)重，特別是在高溫等惡劣天氣下，不但會(huì)影響本間隔正常運(yùn)行，甚至?xí)鸹馂?zāi)，進(jìn)而造成變電站的大面積停電等事故。開展紅外測(cè)溫、對(duì)其回路進(jìn)行定期診斷也正是為了預(yù)防這一事故的發(fā)生，且證明有較明顯的效果。

3.3 應(yīng)用于事故搶修后的二次回路良好性驗(yàn)證

實(shí)例4：2011年7月，由于受強(qiáng)雷擊影響，35 kV庫(kù)區(qū)變電站10 kV母線避雷器損壞。該變電站10 kV間隔采用廂式結(jié)構(gòu)，10 kV母線避雷器安裝于10 kV母線壓變柜內(nèi)。在避雷器修復(fù)安裝過程中，發(fā)現(xiàn)母線壓變柜內(nèi)閘刀輔助接點(diǎn)回路接線有可能受影響，但絕緣試驗(yàn)結(jié)果正常，因此未更換回路接線，決定采用紅外測(cè)溫驗(yàn)證該二次回路是否有缺陷。投運(yùn)一段時(shí)間后，經(jīng)紅外測(cè)溫觀察，最高溫度為36.7℃，與環(huán)境溫度（約36℃）及周圍其他回路的溫度基本一致，驗(yàn)證了該二次回路的良好性。

4 結(jié)論

從以上紅外診斷實(shí)例可以看出，繼電保護(hù)專業(yè)應(yīng)用紅外診斷技術(shù)作為狀態(tài)檢修的檢測(cè)手段是十分有效的，對(duì)TA二次回路、交/直流電源回路的檢測(cè)效果尤為明顯，不但能在繼電保護(hù)檢修試驗(yàn)、回路檢查、設(shè)備巡視中發(fā)揮作用，在設(shè)備臨時(shí)搶修后同樣能作為驗(yàn)證性試驗(yàn)方法之一。

在充分運(yùn)用紅外診斷技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)該注重建立不同工況下的診斷標(biāo)準(zhǔn)。需要保護(hù)工作者通過長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)工作積累數(shù)據(jù)，靈活運(yùn)用各種紅外診斷判別方法，關(guān)注國(guó)內(nèi)外的最新技術(shù)動(dòng)向，總結(jié)交流經(jīng)驗(yàn)，使紅外診斷技術(shù)在繼電保護(hù)檢修工作中發(fā)揮更好的作用。

[1]琚軍，姜文尉，熊茂斌，等.紅外診斷技術(shù)在二次設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用[J].浙江電力，2009（1）:78-80.

[2]DL/T 664-2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2008.