變電設備的紅外缺陷分析處理

田 川

（貴州電網(wǎng)公司銅仁供電局,貴州 銅仁 554300）

隨著電力系統(tǒng)特高電壓、特大容量的發(fā)展，電力用戶對供電可靠性提出了更高的要求。電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修根據(jù)先進狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術提供的設備狀態(tài)信息，判斷設備的狀態(tài)，預知設備故障，在故障發(fā)生前有針對性安排檢修計劃，有效克服定期檢修盲目性，減少生產(chǎn)成本從而提高供電可靠性。

紅外檢測技術由于其不停電、遠距離、不接觸、不解體的優(yōu)點，能準確、直觀、提前發(fā)現(xiàn)設備過熱缺陷，有利于檢修人員發(fā)現(xiàn)電氣設備早期故障，減少因設備過熱而導致嚴重事故的發(fā)生[1-2]。500kV 鵝城變是三峽送出工程的樞紐變電站，國家電網(wǎng)公司輸電至中國南方電網(wǎng)公司的重要通道，每年為國家電網(wǎng)公司帶來二十多億的經(jīng)濟效益，其安全穩(wěn)定運行至關重要。通過積極應用紅外帶電檢測技術，及時發(fā)現(xiàn)設備運行中的隱患，為年度檢修提供了可靠的依據(jù)，確保鵝城年度檢修工作具有針對性，大大提高檢修質(zhì)量和效率。

1 紅外缺陷分類

電氣設備在運行中，由于電壓、電流的作用，會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。當電力設備存在缺陷時，缺陷部位的溫度將異常變化，紅外檢測技術通過紅外成像檢測設備的溫度狀態(tài)，判斷設備的運行狀況。根據(jù)發(fā)熱類型不同可分為三種[3]。

1）電流致熱型設備

由于電流效應引起發(fā)熱的設備。

2）電壓致熱型設備

由于電壓效應引起發(fā)熱的設備。

3）綜合致熱型設備

既有電壓效應，又有電流效應，或者電磁效應引起發(fā)熱的設備。

根據(jù)過熱缺陷對電氣設備運行的影響程度分為三類：一般缺陷、嚴重缺陷、危急缺陷。

2 鵝城變紅外缺陷統(tǒng)計與分析

2.1 鵝城變紅外缺陷統(tǒng)計

在2012年度，鵝城變通過紅外測溫，發(fā)現(xiàn)通流回路金具（導線與導線連接部位）紅外發(fā)熱點9 處，一次設備（設備本體或設備與導線連接部位）紅外發(fā)熱點6 處。所有發(fā)熱缺陷均為電流致熱型缺陷。

表1 鵝城變紅外測溫檢測結(jié)果

2.2 鵝城變紅外缺陷原因分析

通過對這些紅外缺陷分析發(fā)現(xiàn)，鵝城站的紅外缺陷分布情況具有如下特點。

1）交流場設備紅外缺陷較多，直流場地設備紅外發(fā)熱缺陷較少，僅有兩處，且均為一般缺陷。

2）通流回路金具紅外缺陷較多，一次設備紅外缺陷較少。

圖1 斷路器接線板發(fā)熱圖

圖2 線夾連接部位發(fā)熱圖

圖3 線夾連接部位發(fā)熱圖

圖4 間隔棒連接部位

設備發(fā)熱的主要原因有以下幾點：

1）接頭接觸不良，螺栓壓緊力度不夠（如圖1、圖2所示）。

2）線夾加工工藝不良，導致線夾與導線之間有間隙（如圖3所示）。

3）導線與固定金具之間渦流發(fā)熱（如圖4所示）。

圖1至圖4中為鵝城站2012年紅外測溫圖片，其中圖2與圖3可看出該缺陷為線夾與導線連接部位發(fā)熱，但是在檢修過程中，檢修人員發(fā)現(xiàn)兩者發(fā)熱原因并不相同。紅外缺陷如圖3所示。

對應可見光圖5，圖5中，螺栓線夾已經(jīng)完全緊固，使得螺栓線夾緊固面上下兩個緊固面已經(jīng)沒有縫隙，說明線夾螺栓緊固面已壓緊，但是線夾與導線緊固面之間仍有縫隙，導致線夾與導線未完全可靠接觸，使得接觸電阻較大，導致紅外發(fā)熱。

圖5 螺栓線夾與導線連接部位

圖4所示為導線間隔棒固定部位發(fā)熱。在正常運行情況下，間隔棒僅起固定支撐導線作用，但是由于導線通過電流時在導線周圍形成強磁場，從而引起間隔棒及固定螺栓形成渦流，特別是在通過大電流時，更加明顯，從而引起該部位發(fā)熱。

3 鵝城變紅外缺陷處理措施

針對電流致熱型缺陷，一般情況下可通過打磨拋光接觸面，涂抹導電膏，減小接觸電阻，采用力矩扳手按照標準緊固螺栓，增加接觸壓力等方法進行處理。故圖1、圖2所示的紅外缺陷，本文不再贅述。下面以圖3所示螺栓線夾工藝原因紅外缺陷、圖4所示間隔棒渦流發(fā)熱紅外缺陷為例對2013年度鵝城變紅外缺陷處理方法及流程進行詳細描述。

3.1 螺栓線夾工藝原因發(fā)熱缺陷處理方法及流程

由于該缺陷系螺栓線夾加工工藝原因造成，故在處理螺栓線夾與導線接觸面之前需先處理螺栓線夾，為此現(xiàn)場檢修人員制訂了兩種方案：

方案一 螺栓線夾緊固面銑薄幾個毫米的厚度，使螺栓線夾緊固面之間有足夠的間隙以保證線夾與導線接觸面接觸良好；

方案二 在螺栓線夾的非導流接觸面一側(cè)內(nèi)部墊一層金屬導體，保證螺栓線夾的導流面與導線接觸良好。

對比兩種方案，鑒于方案二工作量小，易于實現(xiàn)，最終確定采用方案二。

鵝城變交流區(qū)域引線全部采用雙分裂導線、螺栓線夾形式連接，在處理過程中按照如下步驟進行：

步驟1：在處理缺陷線夾、部位之前，先將正常部位（以下以A 表示）（見圖6）解開，用回路電阻測試儀測量問題線夾兩端（以下以B 表示）的回路電阻（經(jīng)測量該回路電阻為160 微歐，大大超出了正常范圍）。

步驟2：將A 接觸面打磨拋光、涂導電膏、并安裝緊固到位。

步驟3：解開B，將B 接觸面打磨拋光、涂導電膏、并按方案二所述，在螺栓線夾的非導流面墊一塊薄鋁板接觸面并安裝緊固到位。

步驟4：解開A，再次測量B 線夾兩端的回路電阻（處理之后測得回路電阻僅為8.8 微歐）。

經(jīng)過上述4 個步驟的工作，發(fā)熱線夾與導線的接觸電阻已大大降低。

此過程看起來非常繁瑣，卻有效的保證了檢修質(zhì)量，采用該方法處理紅外缺陷之后，回路電阻試驗數(shù)據(jù)證明了該方法的有效性。

圖6 紅外缺陷圖示

3.2 間隔棒渦流發(fā)熱缺陷處理方法及流程

由于該缺陷主要是由于導線的渦流發(fā)熱造成的，與導線通過大電流及間隔棒、螺栓的材質(zhì)有直接的關系，故在檢修過程中，檢修人員通過將間隔棒螺栓更換為導磁率較低的螺栓，并在導線與間隔棒之間纏繞絕緣膠帶增加絕緣層以改變導線與間隔棒之間的磁通。

4 結(jié)論

鵝城紅外缺陷分析及整個檢修流程都嚴格按照標準化工藝流程，通過檢修前回路電阻試驗、檢修質(zhì)量控制及檢修后回路電阻試驗對比分析，確保了檢修工藝達標以及檢修結(jié)果可靠，從而確保設備的安全穩(wěn)定運行。

[1] 徐新達.電氣設備紅外成像檢測技術及其應用[J].高電壓技術,2010,138(2):130-135.

[2] 國家電網(wǎng)公司.Q/GDW168-2008 國家電網(wǎng)公司《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》[Z].北京:國家電網(wǎng)公司,2008.

[3] DLT664/2008,帶電設備紅外診斷技術應用導則[S].