變電運維中電壓致熱型缺陷的紅外測溫技術研究

范振華

（國網山西朔州市供電公司，山西 朔州 036000）

引言

一般電壓致熱型設備包括耦合電容器、電壓互感器、避雷器、套管等。上述設備經常會因為存在的內、外部缺陷而造成所分布的電壓是異常的，就會增大泄露的電流，繼而有故障產生。引起此種設備有致熱效應的是電壓，基本上和負荷電流沒有太大關聯。對設備缺陷進行診斷的關鍵措施就是紅外測溫，紅外測溫所具有的優點是較好的安全性、較高的普查效率等。相比于固有預防性試驗，紅外測溫可以更好地檢測設備缺陷，且和負荷電流與電壓相關聯的，可以當做設備狀態檢修、設備故障與前期的隱患預警的依據[1-3]。

1 穿墻套管末屏的電壓致熱型缺陷

當運維人員紅外測溫220 kV某站1號主變110 kV的穿墻套管時，得知有異常的熱點存在于C相的末屏，此時的溫度是16.4℃，和同一位置的A、B相末屏相比較，溫度分別要高4.7℃、2.8℃。通過檢測得知，C相末屏就是發熱的地方。

把穿墻套管與主變壓器二者的額定電流進行比較，前者要比后者大，能夠使載流量的所有要求得到滿足的是導電體的直徑，通常情況，不會有部分位置發熱的狀況。泄露電流、電壓異常分布、內部絕緣裝置不正常等導致了電壓致熱性故障。當處于故障最開始的階段，若應用的檢測技術是固有技術，那么故障幾乎不被發現。若看出溫差數值比總數值還要高，那么就表示有不小的安全隱患或缺陷存在于設備中。需要運維人員高度重視起來，注意是不是電壓致熱型方面的問題[4]。

按照DL/T 664—2016的《帶電設備紅外診斷應用規范》與紅外熱像發現，有電壓致熱型缺陷的是此穿墻套管中的C相內[5]。

按照計算相對溫差的公式，把2個測點對應的溫度和2個測點中熱點較高的溫升比的占比，就是：式中：用τ2、τ1代表的是正常相對應點、發熱點的溫升；用T2、T1代表的是正常相對應點、發熱點的溫度；用To代表的是要測設備范圍的環境溫度。

通過計算發現，C相和A相之間的相對溫差是73.4℃。所以，就能判斷出有比較嚴重的熱缺陷存在于此穿墻套管中。

在檢修時，要將末屏停電，然后把末屏拆下來，然后在把末屏解體，就會破壞末屏接地，此時就有電容形成于末屏中，此電容要比套管自身所具有的電容小很多。依據串聯電容的基本原理，把懸浮電壓分布在地和末屏之間，且懸浮電壓比較高，進而就導致末屏個別地方發熱。在運維班組使用紅外測溫進行檢測時，就會馬上發現，繼而檢修班組就會馬上進行處置，保證電網運行的安全性。綜上所述，所使用紅外測溫技術可以當做檢修設備故障、設備期初隱患預警的依據。

2 變電運維內紅外測溫技術與其優點

不解體、不取樣、遠距離、不接觸是紅外測溫技術所具有的特點，能夠使用本身所具有的功能來把熱輻射進行轉換，直接轉換成圖像，讓測試效果的直觀性、準確性與快速性更高。該技術基于對電力設備所具有的熱輻射進行采集，來對設備溫度進行檢查，而且相比于別的監測方式。

紅外測溫技術所具有的優點是：

1）該監測設備相對來說體積不大，絕大多數是手持式的，當進行使用時，輔助設備是不需要的，移動比較方便，監測的角度比較全。

2）輻射功能是紅外測溫技術所具有的，可以單獨把工作完成，而且所監測的數據是具有時效性與精準性的。

3）所具有的優點是遠距離、不接觸，當變電運維的電壓等級不同時，能夠明顯把巡視變電站的效率提高，而且巡視的更加安全。

4）在儲存數據和圖像時更方便，軟件的使用可以很好地把數據圖像結合起來，而且使不一樣的變電站能夠共享數據，可視化分析所監測的結果。

5）由于其數據比較科學與客觀，可以防止運維人員自己的主觀判斷。

3 變電運維應用紅外測溫的方法

當操作測溫之前，在測溫儀的場地中都是需要了解測量目標的面積。在視場大于目標尺寸時，測溫設備中就會融入輻射能量，測定誤差就會增大；在視場小于目標尺寸時，在測量范圍以外的背景就不會干擾測溫設備。由于測量結果受其處于的環境的影響比較大，因此，解決方法要比較合理。當測溫可以使前提條件得到滿足時，就盡可能把測量距離減小，使數據更加準確。由于要防止背景和環境所產生的干擾，那么測溫時要選擇的時間是傍晚和陰天。

以下幾種就是用于變電運維工作內的測溫技巧。

1）和同類進行比較與判斷。針對電壓致熱型設備而言，由于比較小的溫差，所需要比較分析的是同組設備中的同相與不同三相與相同種類的設備彼此之間相對位置所存在的溫差，比方說套管末屏的發熱缺陷。

2）對圖像所具有特征進行判別。比較相同種類設備在異常與正常狀態時紅外圖，對設備進行判斷，判斷其是正常還是異常。那么此時，就要把所有對圖像進行干擾的因素給排除掉，例如光照、溫度等。

3）分析留檔的圖譜。留檔圖譜和跟蹤同一個設備，并對不同時期此設備發生的溫度場與溫度的改變進行分析，把存在于設備中的問題找出來。

4 紅外測溫的思考和運維建議

巡視設備是變電站運維中最主要的工作，該工作需要運維人員把所有安全隱患巡查出來，要對設備正常運行的情況進行檢查。聽覺、接觸、觀察是固有巡視所使用的措施，缺陷性最大的是觀察，幾乎不能把個別電壓設備中所存在的缺陷查出來，那么就會造成有發熱出現在電力設備中。當剛開始發熱時，就很難被技術員所發現，只有發熱到特定程度方能被發現，可是在此時，已經有損壞出現在設備中，就造成有缺陷出現在設備中。

按照有關統計得知，設備的發熱缺陷大概占所有設備故障的55%左右，僅憑借觸覺與聽覺根本不能把設備正常運行的狀態檢查出來。那么變電運維中的紅外測溫的重要性就體現出來了，而且還要和實際狀況相結合，對監測方式制定出來，正常運行的情況進行監測。半開放是此種套管設備所處的狀態，該設備由于要在不短的時間內都有頂棚，雨水不能沖刷此設備，而且要橫向放置此種套管。由于時間的不斷推移，就會有臟的灰塵在套管的上部聚集，就會影響設備正常運行，就會有發熱發生。因為所處的位置是設備的下部，當測溫選取紅外測溫時，因為角度這一因素，就很容易把測溫該種發熱點給遺漏掉。

運維工作所具有的質量與其技術水平有很大的關系，當開展變電運維時，一定要培訓紅外測溫技術，要把紅外測溫的所有方法都要學會，方能當進行測溫時，及時把缺陷發現，然后重視起來，保證電網運行的安全性。