紅外測溫技術(shù)在氧化鋅避雷器故障診斷中的應(yīng)用

馮玫 曲剛

摘 要：發(fā)熱是電力設(shè)備最典型的特征之一，借助紅外測溫技術(shù)能有效的診斷發(fā)電廠電力設(shè)備早期的缺陷，做到“安全第一，預(yù)防為主”。本文介紹了一起紅外成像測溫排除安全隱患的案例，即采用紅外成像測溫發(fā)現(xiàn)220KV變電站氧化鋅避雷器異常發(fā)熱，通過熱像圖的分析判斷為氧化鋅避雷器進(jìn)水受潮。對避雷器解體后，發(fā)現(xiàn)避雷器存在結(jié)冰以及銹蝕等隱患，最后提出了針對此類隱患的處理措施。

關(guān)鍵詞：紅外測溫；氧化鋅避雷器；阻性電流表；受潮故障

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0166-01

借助對電氣運行設(shè)備中對溫度改變的檢測控制，研究關(guān)于電氣相關(guān)設(shè)備在其操作時的一些特殊現(xiàn)象，主要是設(shè)備內(nèi)部與機器表面溫度的特殊之處，可對其故障情況做出判斷。紅外測溫具有不停電、不接觸、不解體以及可實現(xiàn)大面積的紅外成像分點分段分塊的監(jiān)測，運用快捷、靈敏、圖像直觀等特點。目前具有重要作用的一項檢測技術(shù)就是利用紅外成像測定溫度，當(dāng)前通過調(diào)研顯示，這一技術(shù)在發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷針早期受潮有著重要作用。

1 紅外測溫技術(shù)的原理

熱成像儀作為一種開源節(jié)流的監(jiān)測工具，可用于診斷和檢查電氣系統(tǒng)、建筑構(gòu)建以及機械方面。紅外成像的運作原理主要是借助測量輻射的變化作為一項能夠利用光電方面的設(shè)備進(jìn)行研究的技術(shù)，它可以通過檢測輻射來達(dá)到其要測量的目的。輻射可以通過不需要直接中介的性能來進(jìn)行測量，主要是利用熱能量的變化。根據(jù)最新的研究表明，地球上所有的東西均有不停的紅外線向外界發(fā)射。并且所有的發(fā)射都跟其自己的溫度有著很大的聯(lián)系。

2 電氣設(shè)備熱故障分類

當(dāng)下，可以將電氣設(shè)備中出現(xiàn)的問題分成兩種，一種是外在故障，一種是內(nèi)在故障。外在熱問題主要是過熱部分往四周發(fā)射紅外線。內(nèi)在故障發(fā)熱的時間相對很長而且是持續(xù)不斷的，內(nèi)在故障所散發(fā)的熱輻射可以持續(xù)的散發(fā)至外面。所以紅外線這一技術(shù)能夠很好的精準(zhǔn)的檢測出內(nèi)在過熱問題。

本文就內(nèi)部發(fā)熱機理進(jìn)行闡述，對于不同情況，將引發(fā)不一樣的相對應(yīng)的熱效應(yīng)，其大概涵蓋以下幾個部分：

第一部分，由于電阻的消耗的不斷提升所導(dǎo)致的產(chǎn)熱，這隸屬在電流效應(yīng)。

第二部分，隸屬于電壓效應(yīng)的產(chǎn)熱指的是，由于介持損耗而提升的產(chǎn)熱。

第三部分，因為絕緣性能不好等等產(chǎn)生的異常和鐵芯和可導(dǎo)磁部位故障引起的發(fā)熱，主要是絕緣不良等造成局部磁路不正常及引起的磁滯渦流損耗增大發(fā)熱，例如變壓器本體發(fā)熱等。

第四部分，由于電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致溫度的波動。在這一部分，往往是避雷針出現(xiàn)問題電壓設(shè)備問題主要體現(xiàn)在其設(shè)備密閉性能差，容易受水蒸氣影響，不防水。此外因為機器老化折損嚴(yán)重以至于絕緣性能不行，因此使得被放電擊穿。

3 故障診斷實例

江南電廠采用紅外測溫技術(shù)以來，堅持按照本廠關(guān)于紅外線測溫的規(guī)定，根據(jù)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》，得知在依照管理設(shè)備采取紅外線檢測，有小部分機器出現(xiàn)了內(nèi)在熱問題。此處的論述關(guān)鍵在于利用紅外線技術(shù)運用在氧化鋅避雷器之中，以便于更好的核實問題，作出改進(jìn)。

3.1 異常情況及處理

2017年1月9日電氣檢修人員對220KV變電站設(shè)備進(jìn)行紅外測溫工作，測溫時發(fā)現(xiàn)3695C相避雷器存在溫差較大，并在紅外成像儀上發(fā)現(xiàn)了過熱點。根據(jù)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》中的導(dǎo)則，該溫度已超過紅外測溫導(dǎo)則的不大于1K的要求，檢測它的在線監(jiān)督管理電流表，可以發(fā)現(xiàn)其數(shù)值從以前的0.7mA減低到3mA，余下的均是0.5mA，根據(jù)導(dǎo)則及分析判斷該缺陷為危急缺陷。II母線電壓互感器避雷器臨時停運，更換II母電壓互感器避雷器C相。

3.2 現(xiàn)場紅外成像分析

避雷器C相上節(jié)發(fā)熱區(qū)域溫度已基本與其他相相同，為上節(jié)避雷器全部閥片已成零值，承擔(dān)極少運行電壓。

避雷器下節(jié)整體均勻發(fā)熱，相間溫差6.7K，檢測環(huán)境溫度14℃，溫差折算系數(shù)2.16，折算后溫差14.47K。避雷器下節(jié)承擔(dān)了系統(tǒng)絕大部分運行電壓。

避雷器單節(jié)額定電壓102kV，超過額定電壓1.2倍以上，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)給出參數(shù)，在這一電壓下運行避雷器崩潰時間不超過2h。由于是低溫冬季，避雷器已在這一狀態(tài)下運行約5～6h。此避雷器應(yīng)立即退出運行。判斷為氧化鋅避雷器進(jìn)水受潮。

3.3 避雷器解體分析

2017年2月10日，對3695C相避雷器（1號）進(jìn)行了解體檢查，檢查結(jié)果（部分圖片）如下圖1所示。

經(jīng)檢查上節(jié)與下節(jié)連接處有過結(jié)冰現(xiàn)象，上節(jié)下部的壓力釋放膜有被冰壓裂的痕跡，上節(jié)下部承環(huán)銹蝕，閥片上的水跡清晰可見，里面結(jié)冰清晰可見，檢查判斷為進(jìn)水結(jié)冰閥片受潮。

3.4 處理措施

為了預(yù)防同類事故發(fā)生，江電熱電廠采取如下措施：

首先，重點強調(diào)對于一個時間點制作的機器設(shè)備的問題檢測，同時對2010年生產(chǎn)的避雷器分類別進(jìn)行檢測。

其次，加強對避雷器的運行監(jiān)測，運行各值對避雷器泄漏電流進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報。

再者，不斷提升紅外測溫技術(shù)，為避雷器量身打造更高效的紅外測溫技術(shù)以及定制圖譜。

4 結(jié)語

經(jīng)由紅外測量技術(shù)的有效運用，將其用于核查氧化鋅避雷器所產(chǎn)生的問題，尤其是在早期受潮這一問題上。能夠得出紅外檢測技術(shù)，對于進(jìn)行設(shè)備的檢測問題上具有非常高效、簡便的特性。伴隨紅外測溫技術(shù)的不斷改進(jìn)與提升，其設(shè)備性能不斷優(yōu)化，使用費用不斷減低，通過不斷的努力，我們完全可以期待紅外測溫這項技術(shù)得到更大的提升，在電氣設(shè)備發(fā)揮更大的作用，造福社會。

參考文獻(xiàn)

[1]劉海龍，李海兵，曹澤曦，丁子健，趙憲.基于阻性電流檢測與紅外熱像技術(shù)的避雷器故障診斷[J].電瓷避雷器，2016，（03）：75-78.

[2]笪峰，王剛，朱亞飛，張改杰，吳曉文.紅外測溫技術(shù)在氧化鋅避雷器故障診斷中的應(yīng)用[J].陜西電力，2012，40（12）：79-81+85.