紅外檢測技術(shù)應(yīng)用于變電站的方案研究

李鎧，寧晉峰（國網(wǎng)長治供電公司，山西長治，046000）

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紅外檢測技術(shù)應(yīng)用于變電站的方案研究

李鎧，寧晉峰
（國網(wǎng)長治供電公司，山西長治，046000）

摘 要：紅外檢測是針對各金屬接觸面的測溫、熱像傳感的技術(shù)，是變電站狀態(tài)檢修中常用方法。紅外檢測裝置用紅外感光材料作為探頭，攝取設(shè)備表面溫度分布圖像，在變電站不停電的狀況下，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷或故障。本文例舉了紅外檢測技術(shù)在變電站的應(yīng)用，對今后變電檢修工作具有參考作用。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變電設(shè)備；狀態(tài)檢修；紅外檢測

引言

紅外檢測技術(shù)包括針對各金屬接觸面（如接線夾）紅外測溫、紅外熱像、紅外電視技術(shù)等，其中紅外測溫和紅外熱像是較為常用，且操作簡單、易實現(xiàn)的紅外檢測手段。紅外檢測技術(shù)利用紅外感光材料作為探頭，攝取設(shè)備表面溫度分布圖像，傳遞到中央控制中心進(jìn)行分析出來，就可實現(xiàn)設(shè)備不停電的狀況下，遠(yuǎn)距離、可靠、準(zhǔn)確、高效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷或故障問題，進(jìn)而達(dá)到實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)檢修的目的［1，2］。

實現(xiàn)紅外測溫方式一般有定點監(jiān)測、人工定期巡檢以及機器人巡檢等方式。定點監(jiān)測可以實時對被監(jiān)測點進(jìn)行在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，但是投資較大，設(shè)備也需要維護(hù)；人工定期巡檢是最常用手段，方便快捷，排除天氣、日光影響基本可以實現(xiàn)隨時檢測。其優(yōu)點是投資低，利用率高，靈活，可對指定目標(biāo)進(jìn)行檢測；機器人巡檢是狀態(tài)檢修后，為減少人員工作壓力，提高檢測效率而開發(fā)使用的一種方法。其結(jié)合了以上兩種方法的優(yōu)點，可以對標(biāo)準(zhǔn)化變電站內(nèi)常規(guī)紅外檢測項目進(jìn)行定期巡檢。以下結(jié)合工作中幾個紅外檢測實例，簡單對紅外檢測方法進(jìn)行介紹。

1 紅外測溫技術(shù)在變電設(shè)備中的應(yīng)用

設(shè)備線夾發(fā)熱一般可以通過貼試溫蠟片，觀察其是否變色來確定設(shè)備是否發(fā)熱，但是試溫蠟片的蠟皮表面使用時間過長時會失效，就起不到檢測設(shè)備溫度的目的。另外，反措要求對35kV及以下的部分導(dǎo)線進(jìn)行絕緣化包封，試溫蠟片被包在絕緣護(hù)套內(nèi)無法觀察，起不到檢測作用。

紅外檢測設(shè)備可以對變電站內(nèi)設(shè)備變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器等進(jìn)行檢測，當(dāng)發(fā)生故障、或運行異常時設(shè)備表面熱像圖譜發(fā)生異常變化。相比常規(guī)方法有不停電、檢測方便、定位準(zhǔn)確、檢測部位局限性小等優(yōu)點［3］。

1.1 斷路器紅外測溫

圖1 斷路器紅外測溫檢測

圖1為某35kV開關(guān)CT側(cè)接線板處熱成像及可見光對比，A、B、C相靜觸頭接線板最高溫度分別為50.8℃、77.2℃和61.9℃，最大溫差為26.4℃大于15K，絕對溫度均小于90℃，A、B相對溫差δ為46.2%（小于80%），所以B相靜觸頭接線板發(fā)熱屬于一般缺陷。發(fā)熱原因可能為接線板螺絲松動或氧化層過厚，處理時確認(rèn)是螺絲松動引起。

在可見光圖中可以看到接線板被絕緣護(hù)套包封，試溫蠟片被遮擋，使用常規(guī)方法無法判斷設(shè)備發(fā)熱情況。紅外檢測方法則不受此局限，為及時發(fā)現(xiàn)隱患提供準(zhǔn)確信息。

1.2 變壓器紅外測溫

圖2 主變壓器紅外測溫檢測

圖2為110kV某變電站2#主變底部大沿連接螺釘溫度高。如熱圖所示，Ar1區(qū)域?qū)?yīng)螺釘最高溫度61度，Ar2和Ar3區(qū)域螺釘最高溫度分別為48.8、44.5度，連接螺釘為非電流制熱型設(shè)備，致熱原因為變壓器漏磁通形成渦流導(dǎo)致螺栓發(fā)熱。

此例說明，紅外測溫對于主變壓器上一些隱性的缺陷也具有高發(fā)現(xiàn)能力，而在可見光圖中是無法發(fā)現(xiàn)此隱患的。

1.3 電容器組紅外測溫檢測

圖3 電容器組紅外測溫檢測

電容器組發(fā)熱主要是因為抱接線夾與多股銅線之間的接觸表面氧化或者線夾緊固螺栓松動以及線夾緊固力量過大發(fā)生裂紋進(jìn)而接觸不好引起發(fā)熱，由于連接點多而且密集，單憑試溫蠟片是無法全面發(fā)現(xiàn)其發(fā)熱情況的，而紅外測溫法則很好的解決了這一難題。

綜上所述，上面例舉了變電站主設(shè)備（包括主變壓器、斷路器、電容器組等）在實際運行中都會因為各種原因發(fā)熱，帶電紅外監(jiān)測技術(shù)對及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱缺陷起到了關(guān)鍵作用。

2 紅外檢漏技術(shù)在變電設(shè)備中的應(yīng)用簡介

紅外檢漏技術(shù)主要用于檢測SF6設(shè)備是否泄露以及找到泄露點［4，5］。紅外檢漏技術(shù)對比肥皂泡法其優(yōu)點是溫度低時受影響不大，并且其檢測手段為非接觸式的，不會對設(shè)備產(chǎn)生不良影響，對人身安全也有保障；對比普通蜂鳴式檢漏儀其準(zhǔn)確度較高，可以明確看到泄露點，尤其是多點泄露時紅外檢測可以找到各個泄漏點，對進(jìn)一步檢修處理提供更為直接可靠的資料。

圖4為紅外檢漏設(shè)備對某110kV斷路器SF6充氣接口檢測時的檢測視屏的截圖，其中可以清晰的看到SF6氣體泄露時行成的霧狀。

圖4 紅外檢漏儀發(fā)現(xiàn)斷路器泄露點

3 結(jié)束語

隨著紅外檢測技術(shù)的不斷發(fā)展以及紅外檢測裝置性能的不斷提升，紅外檢測在電力系統(tǒng)中查找設(shè)備隱患起到越來越大的作用。與此同時，作業(yè)人員的技術(shù)水平以及實際經(jīng)驗也需要不斷提高，近年來公司內(nèi)部不斷舉辦紅外測溫以及紅外檢漏比武，意在激勵員工努力掌握紅外檢測手段，提升技術(shù)水平，更好的為設(shè)備健康服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 李德剛.紅外診斷技術(shù)在電氣設(shè)備狀態(tài)檢測中的研究與應(yīng)用［D］.山東大學(xué) 2010.

［2］ 劉賀云.紅外測溫技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用［J］.機電信息.2014（36）.

［3］ 陳昱同，何杰，閆杰. 紅外診斷在電力設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用［J］.山西電力.2011（03）.

［4］ 胡偉濤，隋少臣，韓建波.紅外檢漏成像儀在SF6電氣設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用［J］.高壓電器，2010（10）.

［5］ 楊玥.紅外成像技術(shù)在SF6設(shè)備帶電檢漏中的應(yīng)用研究［D］.華北電力大學(xué)，2014.

Research Solution on Infrared Detecting Technology Applied to Substation

Kai Li， Jinfeng Ning
（Changzhi Power Supply Company， Shanxi， Changzhi， 046000， China）

Abstract：Infrared detection is aimed at the metal contact surface temperature measurement technology and thermal imaging sensor technology， is a common method of substation condition based maintenance.Infrared detection device using infrared photographic materials as the probe， get the temperature distribution of device surface.Realize purpose of find defects or faults on-line.This paper exemplified the application of infrared detection technology used in substation， helpful to work of substation maintenance.

Key words：Power System； Substation Equipment； Condition-based Maintenance； Infrared Detection

中圖分類號：TM633；TN211

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-8412 （2016） 02-239-03

DOI：工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.031

作者簡介：

李鎧（1982-），男，2006年畢業(yè)于長沙理工大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)，本科，工程師，從事變電設(shè)備一次檢修工作。

E-mail： 87471820@qq.com