红外测温在 电力 设备发热 诊断 中的应用

邢燕晶

国网山西省忻州市供电公司 山西忻州 034000

摘 要：在电力系统中，由于电气设备发热缺陷而引发的设备事故频繁发生，从而影响电网的稳定运行。红外测温技术在变电运行中的应用越来越广泛，高压设备中一些比较隐蔽或者发展中的缺陷不容易发现，但可通过红外测温技术及时发现缺陷并进行准确的处理，避免电力系统事故发生。本文概述了电气设备红外测温技术的基本原理、技术特点和分析判断方法，并通过一次典型的电力设备发热处理进行了分析说明。

关键词： 红外测温 缺陷

1 引言

红外测温技术是一种快速、简单并且十分有效的确定电气设备发热故障的方法。是我国近几年从欧美国家引进的新型非接触测试技术，电力行业已普遍采用。红外测温技术在发电厂和变电站主要是用在测量电气设备温度，即测量电气设备通入电流而发热和过载情况、隔离开关与断路器断口和金属连接部分的故障过热以及电缆头过热故障等方面。

因此，近年来发展了电力设备状态红外监测技术，用以随时监测电力设备的运行状况，对保障电力设备乃至电网的安全运行起到了积极作用。

2 红外测温技术的特点

红外测温具有以下的技术特点：

（1）不接触、不停运、不取样、不解体。由于电力设备的红外诊断是在设备运行状态下，通过监测设备故障引起的异常红外辐射和异常温度场来实现。

它可以做到不停电，不改变系统运行状态。从而可以监测到设备在运行状态下的真实状态信息，并可保障操作安全。

（2）采用被动式检测，简单方便。由于红外监测探测设备相关部位自身发射的红外辐射能量，不需要辅助信号源和各类检测装置，就可以及时发现运行中设备的异常征兆，避免发生事故。因此，诊断手段单一，操作方便。

（3）可实现大面积快速扫描成像，状态显示快捷、灵敏、形象、直观，检测效率高，劳动强度低。

（4）易于进行计算机分析，促进向智能化发展。

（5）既可定性反映设备的故障存在与否，又能定量地反映故障严重程度。可以适当延长设备试周期，逐步达到代替预试，减少停电，减少误操作等不安全因素。节省大量人力、物力和时间。

（6）对老旧或存在隐患的设备，可以随时跟踪监视其运行状况，最大限度地利用其剩余寿命。（7）红外诊断使用面广，效益、投资比高。

3 红外测温技术的判断方法

3.1表面温度判断法

根据被测设备的各检查点表面温度值，对照DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》的有关规定，凡温度（或温升）超过标准者，可根据设备材质特点、设备温度超标程度、设备负荷率大小、设备重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对变压器等主设备在环境参照体和正常相的选择上更要注意。对于电流致热型和电磁效应引起的发热设备，根据测得的设备表面温度值，对照高压开关设备和控制设备各部件、材料和绝缘介质的温度和温升极限的有关规定，结合环境气候条件、负荷大小进行分析判断设备缺陷的性质。这种方法简单、直观、实用性较强，但当负荷较小、故障点发热不明显时，就会出现漏判、误判的情况。所以，这种方法一般只用于简单的外部热故障的判断。

3.2相对温差判断法

为了提高判断的正确性，对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应进行准确测温，按公式［（T1－T2）/（T1－T0）］×100%算出相对温差值，电流致热型设备的相对温差判据规定判断设备缺陷的性质，判据为DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》。

3.3同类比较法

同类比较法是指在同类设备之间进行比较，所谓“同类设备”指同一回路的同型设备和同一设备的三相，即它们的状况、环境温度及运行历史背景相同的同型设备。具体做法是对同类设备的对应部位温度值进行比较，可以容易地判断出设备是否正常。在使用同类比较法时，要注意三相设备同时产生发热故障的可能性。同类比较法对电流致热设备和电压致热设备都适应。对于电压致热设备还可以用允许温升和同类允许温差来判断。

3.4热谱图分析法

根据同类设备在运行中的状态与正常状态的热图谱差异来判断设备是否正常。这是一种行之有效的精密测量诊断方法，也是目前对电压致热设备采取常用的方法。

3.5档案分析法

分析同一设备在不同时期的检测数据（如温升、相对温差和热谱图），找出设备参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。使用这种方法的前提是已收集以往红外检测设备的有关数据档案。

4电气设备热缺陷性质的分类

根据致热性质的不同电力设备的过热可分为电流致热和电压致热两大类。前者主要是指电流流经导电回路电阻引起的发热，这类设备故障主要集中在设备连接件处，一般较容易被发现。电压致热类指运行电压施加在设备绝缘介质上，由电场引起的设备发热，一般温升较小很难发现，但电压致热的设备缺陷一般比较严重。缺陷性质的分类一般分为以下三类：

（1）一般缺陷，指设备存在轻微过热，有一定温差，温度场有一定梯度，但还不会马上引起故障，一般要求运行人员作为异常记录在案，应随时根据负荷和电流情况注意观察其发热的程度，结合停电有计划安排检修，消除缺陷。

（2）重大缺陷，指设备存在比较严重的过热，程度较重，温度场分布梯度较大，温差较大，应尽快安排处理。电流致热设备应调整负荷，降低负荷电流，电压致热设备应安排其它测试手段，确认缺陷的性质后立即消缺。

（3）紧急缺陷。指设备最高温度超过有关规定的最高允许温度，应立即安排处理。电流致热设备应立即调整负荷，降低负荷电流。

5红外测温技术在变电站的实际应用

实际热缺陷问题：XX500kV变电站35kV侧汇流母线电流互感器接线板发热。

5.1设备运行状况

XX500kV变电站35kV侧所带负荷为两组电抗器和两组电容器组，在巡视中发现其B相电流互感器母线侧接线板温度较高，经回报调度后，加强对此发热点的定时监控，经过测温显示发热点并没有继续升温，因此等待调度计划安排停电后，对其进行检修。

5.2利用红外线测温技术对发热设备进行监测

使用红外测温仪对发热点进行每日监控，防止发热点突然升温，表2中是部分监控数据。

6结论

红外诊断技术可以提高设备巡视质量，也可以在设备运行中发现隐患，杜绝了电力系统由于设备发热引发的重大事故和非计划停电，提高了缺陷诊断率，保证设备安全运行。在现场实际运行中，运用此项技术能及时发现和处理设备隐患，提高电力设备运行可靠性。红外测温技术的应用，可以及时监测设备的温度和温升情况，不仅可以减少运行设备的故障发生率，而且有针对性地组织设备检修，大大降低设备的检修费用。随着红外测温技术的发展以及红外测温设备的不断改进，红外线测温技术会在电力设备运行维护中将得到更广泛运用。

参考文献

1. 中华人民共和国电力行业标准DL/T664-1999.带电设备红外诊断技术应用导则.中国电力出版社，1999年.

2. 陈衡.红外热成像技术在电力设备故障诊断中的应用.华北光电技术研究所，1994年.

3. 陈衡，等.电力设备故障红外诊断.中国电力出版社