電氣設備維護中紅外測溫設備的運用淺析

牛杰

（秦皇島港股份有限公司第九港務分公司，河北 秦皇島 066000）

一、電氣設備出現(xiàn)發(fā)熱情況的原因

在使用電氣設備的過程中，由于受到多因素影響可能會出現(xiàn)發(fā)熱的情況，比如電流、電阻、電壓以及介質損耗等。在電氣設備故障問題中，其中發(fā)熱故障出現(xiàn)的概率要大一些，而由于設備溫度上升引起設備的絕緣性能降低、變形等，都會對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生損害。從物理學定律的角度看，電氣設備出現(xiàn)發(fā)熱情況主要看設備電路中的電流以及電阻，如果電氣設備在正常運行的狀況下發(fā)生電流增大，通常原因是出現(xiàn)短路或者是增加了負荷。

二、電氣設備熱故障的種類

電氣設備出現(xiàn)熱故障的種類通常有內(nèi)部故障和外部故障，內(nèi)部故障是由于設備內(nèi)部出現(xiàn)熱傳導，使設備表面的溫度上升，進而改變了設備中溫度場的分布，使設備出現(xiàn)熱故障。外部故障的表現(xiàn)通常是設備出現(xiàn)局部發(fā)熱，比如介質損耗或者是連接件中出現(xiàn)短路狀況。

（一）內(nèi)部故障

內(nèi)部故障的表現(xiàn)通常有絕緣性能、介質問題、電氣回路以及絕緣油問題。電氣回路如果出現(xiàn)觸頭接觸不良就會導致設備出現(xiàn)熱故障，比如由于導體焊接存在問題而引起設備故障。在高壓電氣設備中，由于絕緣材料的性能發(fā)生變化而增加了介質的損耗。損耗增加后，材料的溫度上升，絕緣性降低，時間一長就會出現(xiàn)變壓器熱故障。另外，如果電氣設備中的絕緣材料受到長期高電壓的影響使電流出現(xiàn)泄漏，而且絕緣材料老化其泄漏的就會增多，因而會出現(xiàn)發(fā)熱故障。

（二）外部故障

電氣設備的外部故障主要是指設備的局部能夠從表面觀察看出故障，像導線外漏出現(xiàn)接地短路或者說電力設備運行由于環(huán)境狀況較為復雜，引起導體接觸不良，從而出現(xiàn)的熱故障。另外，高壓電氣設備運行過程中，其連接回路由于氧化、灰塵等問題的影響會使電阻增加，從而造成設備熱故障。

三、紅外診斷技術方法

（一）表面溫度判斷法

利用紅外測溫儀對設備的表面溫度進行檢測，嚴格的執(zhí)行有關技術標準，對電力系統(tǒng)運行中的高、中壓設備的絕緣介質、導體材料以及設備表面的溫度進行定值設置，進一步明確設備使用中的安全溫度，對設備運行的相關情況進行掌握。

（二）相對溫差診斷法

電力系統(tǒng)的設備在運行中存在工況差異，而為了能夠應對設備運行工況不同引起的故障問題，使用的紅外測溫技術主要是相對溫差診斷法。比如電氣設備處在氣候溫度較低的環(huán)境中運行，設備出現(xiàn)故障時的表面溫度有可能并沒有達到設定的標準值，然而從以往的經(jīng)驗中看出，由于外部環(huán)境氣溫的影響，電氣設備在此種狀況下可能已經(jīng)出現(xiàn)故障或者說存在故障隱患，如果外部的環(huán)境溫度有所升高，設備出現(xiàn)故障的概率增大，系統(tǒng)運行就會受到影響。同類型的電氣設備在運行工況相同的條件下，使用相對溫差診斷法，與電氣設備正常運行狀態(tài)進行比較，對檢測設備的溫度差異進行計算，當差異超過35%時，說明診斷的設備存在隱患，需要持續(xù)進行跟蹤，以便及時檢修設備。

（三）同類比較法

這種診斷方法主要是用于對同類的電氣設備進行診斷檢測。包括同回路型電氣設備以及同設備的三相問題，所處的工作環(huán)境以及工況大致相同。測溫時分縱向比較和橫向比較，對于同類型設備的相同位置點，檢測其溫度值，以直觀的方法檢查電氣設備運行的實際狀況是不是正常的。

四、實際應用

（一）接觸熱故障診斷分析

1.紅外測溫過程。某電力企業(yè)的220kV 變電站中，在一次進行紅外測溫診斷時，檢測出一組電容器發(fā)生溫度異常情況，進行紅外測溫得出的結果是電容器組的母排過熱，設備局部溫度最高達到60 度，而外部環(huán)境的溫度是26 度，兩者之間產(chǎn)生34 度的溫升差，與相關規(guī)范中規(guī)定的溫升極限標準存在一定的差值，然后工作人員將電容器保險絲和母排連接處做了紅外成像，檢查出連接處溫度值過高，于是利用紅外圖譜在分析軟件中進一步研究。

2.圖譜紅外分析。從紅外分析圖中可以看出，電容器熔絲與母排連接處的溫度在整個圖譜中是最高的，顯示為61.5 度，而與其相鄰的兩邊連接處溫度差值較大，分別為36.5 度和38 度，根據(jù)相對溫差測溫診斷方法進行有關計算，得出溫度異常點與正常溫度的相對溫差，電容器保險絲與母排連接處分別得出的相對溫差是67%和64%，根據(jù)有關紅外診斷規(guī)范中對設備異常的檢測依據(jù)，設備連接處的溫度規(guī)范值相比，熱故障的出現(xiàn)屬于紅外測溫的一般異常。

（二）設備老化發(fā)熱問題

1.紅外測溫過程。工作人員對220kV變電站進行紅外測溫的過程中發(fā)現(xiàn)，有母線電磁單元的局部出現(xiàn)過熱問題，溫度大概達到34 度，與電磁裝置其他部位的溫度相比差7 度左右，電磁裝置二次端子盒溫度大概也達到31 度，與其他部位溫度相比差4 度左右，而檢測過程的外部環(huán)境溫度是26 度，按照紅外測溫診斷規(guī)范的標準要求，電氣設備出現(xiàn)異常故障，接著就需要進行停電試驗檢測。

2.返廠試驗。相關技術人員對設備進行解體后返廠進行試驗檢查，對母線電磁單元進行高壓試驗以及油檢驗，然后發(fā)現(xiàn)電容器、變壓器以及油檢驗都沒有問題，而是中間變壓器的繞組阻尼出現(xiàn)異常情況，進一步檢驗得出阻尼器電容劣化，從而使電磁單元出現(xiàn)過熱情況。

五、結束語

在電力系統(tǒng)設備運行的過程中，電力企業(yè)需要加強對相關設備的紅外測溫診斷，以便能夠及時地發(fā)現(xiàn)設備熱故障隱患，這樣檢修人員才可以及時的采取有效的維護措施，使電力系統(tǒng)設備能夠正常運行，保證電力企業(yè)的良好發(fā)展。