由紅外測(cè)溫發(fā)現(xiàn)的電流互感器發(fā)熱缺陷分析

白潤(rùn)成

【摘 要】紅外測(cè)溫技術(shù)是一種診斷電氣設(shè)備發(fā)熱缺陷的有效手段，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理、預(yù)防重大事故的發(fā)生。紅外成像檢測(cè)具有不停電、不取樣、不接觸、直觀準(zhǔn)確和安全快速等特點(diǎn)，能及時(shí)有效檢測(cè)出帶電設(shè)備的各種外部故障和部分內(nèi)部故障，是開(kāi)展設(shè)備在線診斷和狀態(tài)檢修的最理、最有效的手段之一。本文主要分析了紅外測(cè)溫發(fā)現(xiàn)的電流互感器發(fā)熱缺陷問(wèn)題。有不對(duì)之處，請(qǐng)批評(píng)指正。

【關(guān)鍵詞】紅外測(cè)溫；電流互感器；發(fā)熱缺陷；分析

在電力系統(tǒng)中，電力設(shè)備的質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行安全，而由于電力設(shè)備內(nèi)部缺陷而引起的設(shè)備事故對(duì)電網(wǎng)的危害更大。紅外成像技術(shù)是一種先進(jìn)的帶電檢測(cè)技術(shù)，可在不停電的情況下檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況。該技術(shù)目前已成為變電運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷的重要手段之一。應(yīng)用紅外測(cè)溫診斷技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備缺陷特別是內(nèi)部缺陷，使設(shè)備故障得到及時(shí)的消除，避免電力系統(tǒng)事故的發(fā)生。筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分析了電流互感器發(fā)熱缺陷及原因，對(duì)紅外測(cè)溫技術(shù)在電流互感器發(fā)熱缺陷中的運(yùn)用提出了幾點(diǎn)思考。

1紅外測(cè)溫診斷技術(shù)概述

紅外測(cè)溫診斷技術(shù)是一種在線監(jiān)測(cè)（不停電）式高科技檢測(cè)技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過(guò)接收物體發(fā)出的紅外線（紅外輻射），將其熱像顯示在熒光屏上，從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。任何物體由于其自身分子的運(yùn)動(dòng)，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面形成一定的溫度場(chǎng)，俗稱(chēng)“熱像”。紅外診斷技術(shù)正是通過(guò)吸收這種紅外輻射能量，檢測(cè)出設(shè)備表面的溫度及溫度場(chǎng)的分布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。

在當(dāng)前的電力網(wǎng)運(yùn)行中，紅外測(cè)溫診斷技術(shù)得到了積極的應(yīng)用。紅外測(cè)溫診斷技術(shù)不僅可診斷設(shè)備的外部缺陷，也可診斷出部分設(shè)備的內(nèi)部缺陷，可發(fā)現(xiàn)許多在預(yù)防性試驗(yàn)和檢修中發(fā)現(xiàn)不了的設(shè)備缺陷。紅外檢測(cè)技術(shù)有其不可取代的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)時(shí)不需停電、不受電場(chǎng)干擾、安全、可靠，具有存檔簡(jiǎn)便、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，利于現(xiàn)代化管理。紅外測(cè)溫診斷技術(shù)運(yùn)用中，發(fā)現(xiàn)了很多的設(shè)備缺陷，避免了電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的事故發(fā)生，保證了電網(wǎng)的運(yùn)行安全。

當(dāng)前全國(guó)用電形勢(shì)比較緊張，負(fù)荷居高不下，電網(wǎng)的設(shè)備大部分在滿負(fù)荷運(yùn)行，紅外測(cè)溫診斷技術(shù)在當(dāng)前的形勢(shì)下顯得尤為重要。為了使紅外測(cè)溫診斷技術(shù)更好地為電力生產(chǎn)服務(wù)，要求我們多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部及外部缺陷，使設(shè)備缺陷得到及時(shí)處理，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。

2電流互感器發(fā)熱缺陷及原因分析

根據(jù)缺陷的性質(zhì)不同，電流互感器的常見(jiàn)發(fā)熱缺陷分為電流致熱型缺陷和電壓致熱型缺陷，其中電流致熱型缺陷的主要原因是接觸不良，易發(fā)生該類(lèi)缺陷的部位有：（1）進(jìn)出線端子板；（2）串并聯(lián)端子板；（3）內(nèi)部一次導(dǎo)桿與出線端子板之間的緊固螺栓；（4）二次接線端子板。

電壓致熱型缺陷的主要部位和原因有：（1）局部器身，其原因可能是局部存在雜質(zhì)、受潮、氣泡、接觸不良等絕緣缺陷造成的嚴(yán)重局部放電；（2）互感器上部，其原因可能是漏油致使頂部缺油，從而引起放電；（3）末屏，其原因可能是末屏接觸不良；（4）器身整體，其原因可能是整體嚴(yán)重老化或受潮；（5）外絕緣污穢、傘裙破損或爬電距離不足等原因造成的放電。

3缺陷介紹

3.1缺陷發(fā)現(xiàn)

2018年5月15日上午，對(duì)110KV某變電站進(jìn)行紅外精確測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)110KV分段#120電流互感器B相頭部殼體整體溫度明顯高于AC兩相。其中A相接頭溫度為23.3℃、B相為32.4℃、C相為23.4℃。此時(shí)環(huán)境溫度約為16℃，B相與正常相相對(duì)溫差為55.49%。

3.2初步分析

根據(jù)DLT664-2008《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》，可初步判斷該缺陷為一般缺陷。但該電流互感器為分段電流互感器，負(fù)荷較小，在查詢了設(shè)備電流情況后發(fā)現(xiàn)此時(shí)流過(guò)該互感器的電流僅為22.7A，由此判定該設(shè)備缺陷可能為嚴(yán)重及以上。通過(guò)紅外測(cè)量結(jié)果分析該設(shè)備可能存在以下缺陷。

（1）一次接線端子板發(fā)熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)使互感器頭部發(fā)熱，熱像圖應(yīng)顯示一次接線端子板為最高發(fā)熱點(diǎn)，距離發(fā)熱點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越低，而實(shí)際熱像圖顯示互感器頭部殼體整體均勻發(fā)熱，因此該可能性較小。

（2）互感器內(nèi)部接觸不良導(dǎo)致的發(fā)熱會(huì)造成油溫升高，再通過(guò)熱對(duì)流使得互感器頭部均勻發(fā)熱。

（3）缺油。互感器儲(chǔ)油柜的油量偏少，內(nèi)部一次導(dǎo)電接觸部分暴露在空氣中，而空氣的散熱能力遠(yuǎn)小于油，因此互感器發(fā)熱。由于設(shè)備帶電，無(wú)法確認(rèn)互感器油位，外觀檢查也未發(fā)現(xiàn)互感器有滲漏油現(xiàn)象，因此該可能性也較小。

綜上所述，膨脹器內(nèi)部存在接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱的可能性較大。

4試驗(yàn)檢測(cè)

4.1油化試驗(yàn)結(jié)果及分析

2018年5月25日，對(duì)該#120電流互感器進(jìn)行了兩次油化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)B相互感器油中氫氣及總烴超標(biāo)。

通過(guò)三比值法得出編碼結(jié)果：021內(nèi)部存在中溫過(guò)熱故障（300-700℃）。由此初步判斷為電流互感器內(nèi)部或外接頭接觸不良引起的發(fā)熱。

4.2停電試驗(yàn)

首先對(duì)電流互感器進(jìn)行了外觀檢查，發(fā)現(xiàn)B相電流互感器油位正常，且瓷瓶及互感器頭部外側(cè)無(wú)滲漏油痕跡。然后對(duì)該#120電流互感器進(jìn)行了絕緣電阻、介損測(cè)試及一次繞組直流電阻試驗(yàn)。（1）絕緣電阻。一次對(duì)二次、末屏及地，A、B、C相分別為32000、33000、29000MΩ；二次對(duì)地及繞組間，A、B、C相分別為7900、8300、8000MΩ；末屏對(duì)地，A、B、C相分別為8200、9300、7822MΩ。（2）正接法介質(zhì)損失角正切值，A、B、C相tanδ分別為0.285%、0.189%、0.313%；A、B、C相Cx分別為748.3、627.9、673.7PF。（3）一次繞組直流電阻，A、B、C相分別為0.42、33.02、0.21MΩ。

由此可知B相絕緣電阻、介損試驗(yàn)結(jié)果正常，但一次繞組直流電阻測(cè)試值遠(yuǎn)大于AC兩相，嚴(yán)重超標(biāo)。為確認(rèn)發(fā)熱是否是連接排接觸電阻過(guò)大所致，第一次將試驗(yàn)夾夾在連接排上進(jìn)行測(cè)試，第二次繞過(guò)連接排后夾在一次繞組引出排上進(jìn)行測(cè)試。兩次直流電阻試驗(yàn)結(jié)果無(wú)明顯變化，由此排除膨脹器發(fā)熱為連接排接觸電阻過(guò)大所致。綜合紅外測(cè)溫結(jié)果及油試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)定該電流互感器發(fā)熱原因?yàn)閮?nèi)部存在接觸不良。

5缺陷處理

將電流互感器頂蓋拆開(kāi)后檢查，發(fā)現(xiàn)一次繞組與L2接線端子連接已松動(dòng)。將一次繞組與各接線端子重新緊固后再次進(jìn)行直流電阻試驗(yàn)，結(jié)果正常。之后對(duì)該電流互感器進(jìn)行了換油。投運(yùn)后對(duì)油樣進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，油色譜數(shù)據(jù)正常，確認(rèn)該缺陷已消除。

6結(jié)語(yǔ)

電流互感器頭部外殼發(fā)熱是常見(jiàn)缺陷，對(duì)于缺陷的發(fā)現(xiàn)和診斷，建議從以下幾方面進(jìn)行。（1）判斷設(shè)備電流致熱型缺陷時(shí)不應(yīng)只套用規(guī)程，還應(yīng)結(jié)合設(shè)備實(shí)際負(fù)載情況進(jìn)行具體分析。在負(fù)載較小時(shí)，即使發(fā)熱不嚴(yán)重，也應(yīng)對(duì)缺陷進(jìn)行記錄。（2）當(dāng)確認(rèn)電流互感器存在發(fā)熱缺陷后，可通過(guò)色譜分析來(lái)進(jìn)一步判斷發(fā)熱類(lèi)型及缺陷的嚴(yán)重程度，必要時(shí)停電檢查。（3）直流電阻試驗(yàn)可靈敏反映各種接觸不良缺陷，對(duì)于電流致熱型的電流互感器可加做直流電阻試驗(yàn)來(lái)輔助判斷缺陷位置。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)晉中供電公司）