紅外測溫技術(shù)在電氣二次回路缺陷診斷中的應(yīng)用

摘要：為保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，紅外測溫技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力生產(chǎn)和研究中。通過紅外測溫技術(shù)可以迅速檢測出電氣設(shè)備中存在的發(fā)熱缺陷，及時杜絕隱患，避免事故發(fā)生。本文詳細(xì)分析紅外測溫技術(shù)在電氣二次回路缺陷診斷中的應(yīng)用，并針對發(fā)熱缺陷提出預(yù)防建議。

關(guān)鍵詞：紅外測溫技術(shù);電氣二次回路;缺陷診斷

0 引言

電氣二次回路在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行中發(fā)揮著重要的作用，由于電氣二次回路涉及面廣、接線復(fù)雜、缺陷具有很強的隱蔽性，因此對其缺陷的發(fā)現(xiàn)及診斷尤為關(guān)鍵。目前，紅外測溫技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電氣一次設(shè)備的缺陷檢測中[1]，通過紅外測溫技術(shù)可以迅速檢測出電氣一次設(shè)備的內(nèi)部及外部熱缺陷。然而，對于電氣二次回路的紅外測溫技術(shù)應(yīng)用很少[2]。紅外測溫技術(shù)在電氣二次回路中的應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫。

1 紅外測溫技術(shù)的基本原理及分析方法

1.1 基本原理

紅外測溫技術(shù)作為電力系統(tǒng)帶電檢測的重要手段，主要是指應(yīng)用紅外技術(shù)對運行設(shè)備進行全面檢測、分析，結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)判斷設(shè)備的運行狀態(tài)[3]。其具有無需停電、避免接觸、操作安全、省時省力等優(yōu)點。紅外線輻射能量和溫度的關(guān)系為

式中：W為發(fā)熱體的發(fā)生功率，W;為輻射率;為玻爾茲曼常數(shù);A為發(fā)熱體的表面積，cm2;T為發(fā)熱體的絕對溫度，K。由式（1）可知，通過檢測紅外線輻射能量，即可推算出發(fā)熱體的溫度。

1.2 分析方法

采用紅外測溫儀測得試驗數(shù)據(jù)后，常用的分析方法有下列幾種。

（1）同類比較分析。通過對比同一個設(shè)備不同相之間、同類設(shè)備相同位置之間的發(fā)熱數(shù)據(jù)來分析設(shè)備是否存在發(fā)熱異常。

（2）表面溫度分析。結(jié)合被測設(shè)備所帶負(fù)荷及實際測得的表面溫度來分析設(shè)備是否正常。

（3）圖像特征分析。通過對比正常紅外圖譜與發(fā)熱紅外圖譜來分析設(shè)備是否正常。

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。將本次所測數(shù)據(jù)與以往統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行比較，以此來分析設(shè)備是否正常。

針對文中所討論的電氣二次回路發(fā)熱缺陷，采用上述方法并結(jié)合DL/T 664—2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》判斷缺陷發(fā)熱類型和缺陷性質(zhì)。規(guī)范中的相對溫差（）指的是兩個對應(yīng)測點之間的溫升之差與其中較高溫度點的溫升之比的百分?jǐn)?shù)，其計算公式為

式中：和分別是發(fā)熱點和正常對應(yīng)點的的溫升，K;和分別是發(fā)熱點和正常相對應(yīng)點的溫度，℃;是被測設(shè)備區(qū)域的環(huán)境溫度，℃。

2 紅外測溫技術(shù)在電氣二次回路缺陷診斷中的應(yīng)用

2.1 適用的缺陷類型

（1）CT二次回路過熱。CT二次回路正常工作時會有電流通過，如果回路所用端子接線松動，則會使接觸電阻增大，導(dǎo)則電阻損耗發(fā)熱增加，當(dāng)電阻損耗發(fā)熱累計后，最終引起CT開路故障。

（2）保護裝置內(nèi)部過熱。保護裝置內(nèi)部安裝了很多發(fā)熱元器件，當(dāng)這些元器件的運行溫度超出保護裝置設(shè)計允許溫度范圍時，會造成元器件燒毀，影響保護裝置的正常運行。

（3）二次電纜過熱。電纜鎧裝層或屏蔽層接觸不良，繼而引起接觸電阻增加，電纜溫度過高，嚴(yán)重時可能引起保護裝置誤動或拒動，甚至引發(fā)火災(zāi)。

（4）直流空氣開關(guān)或熔斷器過熱。在運行機組的檢修過程中，直流空氣開關(guān)或熔斷器過熱后會導(dǎo)致拒動、誤動、越級跳閘。

（5）接觸器接線側(cè)過熱。接線處出現(xiàn)氧化或松動，導(dǎo)致接觸器電阻增大，發(fā)熱嚴(yán)重。

2.2 紅外測溫缺陷診斷實例

在對某電廠110kV網(wǎng)絡(luò)繼電器室進行紅外測溫檢查過程中發(fā)現(xiàn)某線路保護柜內(nèi)CT二次回路端子排局部發(fā)熱異常。具體的測試及計算數(shù)據(jù)為：環(huán)境溫度24.0℃，發(fā)熱端子溫度45.3℃，正常相端子溫度26.5℃，發(fā)熱端子溫升21.3K，正常相端子溫升2.5K，溫差18.8K，相對溫差88.3%。

根據(jù)測試結(jié)果，該CT二次回路端子排的發(fā)熱缺陷屬于嚴(yán)重缺陷，應(yīng)立即處理。

現(xiàn)場人員在實施安全措施后對該發(fā)熱端子進行檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱端子螺絲存在滑絲，在對端子螺絲進行更換后進行紅外復(fù)測，端子溫度恢復(fù)正常。

本次CT二次回路發(fā)熱缺陷具有很強的隱蔽性，不通過紅外測試儀很難發(fā)現(xiàn)，如果沒有及時處理，很有可能造成CT開路等更嚴(yán)重的后果。

3 針對發(fā)熱缺陷的預(yù)防建議

由于電氣二次回路涉及面廣、接線復(fù)雜、缺陷具有很強的隱蔽性，因此更應(yīng)高度重視發(fā)熱缺陷。為此提出以下預(yù)防建議：

（1）完善相關(guān)紅外診斷應(yīng)用規(guī)范。目前常用的紅外診斷應(yīng)用規(guī)范中關(guān)于二次設(shè)備及回路的診斷標(biāo)準(zhǔn)仍不夠具體，應(yīng)進一步完善相關(guān)規(guī)范。

（2）對端子質(zhì)量及安裝工藝嚴(yán)格把關(guān)。新建電廠或擴建電廠應(yīng)對端子結(jié)構(gòu)、用料嚴(yán)格要求，從源頭上杜絕缺陷隱患。

（3）加強二次回路及保護裝置監(jiān)護，重視紅外測溫缺陷檢測。運行人員應(yīng)加強二次回路巡查，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。

（4）保護裝置檢驗完成后，及時恢復(fù)端子。避免由于試驗后誤恢復(fù)端子造成發(fā)熱異常。

（5）改善保護裝置使用環(huán)境。停電檢修時，檢查保護裝置散熱系統(tǒng)、元器件的運行狀況。

（6）強化直流空氣開關(guān)及熔斷器的運行維護。避免交直流空氣開關(guān)混用，及時進行直流系統(tǒng)級差配合試驗。

4 結(jié)論

紅外測溫技術(shù)具有無需停電、避免接觸、操作安全、省時省力等優(yōu)點，采用紅外測溫技術(shù)能夠快速、便捷地診斷出電氣二次回路中存在的CT二次回路過熱、保護裝置內(nèi)部過熱、二次電纜過熱、直流空氣開關(guān)或熔斷器過熱和接觸器接線側(cè)過熱等缺陷。在電廠的檢修和運行維護工作中，應(yīng)考慮進一步推廣紅外測溫診斷方法的應(yīng)用，并積極預(yù)防電氣二次回路可能出現(xiàn)的發(fā)熱隱患。

參考文獻

[1]成永紅.電力設(shè)備絕緣檢測與診斷[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]麥洪，何勝紅，霍丹，等.基于紅外測溫技術(shù)的變電站測溫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2015（2）：31-35.

[3]陳琳，唐忠，崔昊楊.電氣設(shè)備紅外測溫技術(shù)的實現(xiàn)[J].電測與儀表，2013（4）：64-68.

作者簡介：柏夢媛（1993—），女，學(xué)士，助理工程師。