浅谈红外热成像技术在电力设备带电检测中的典型应用

浅谈红外热成像技术在电力设备带电检测中的典型应用

伊国鑫  柳荟   石大乾

（国网青海省电力公司 青海省西宁市 810000  ）

摘要：红外测温成像技术已成为电网设备带电检测的重要手段之一，利用红外热成像技术，对电气设备进行带电检测，测量电气设备内部绝缘介质温度分布，可发现运行中电气设备绝缘故障、设备缺陷，对于设备绝缘等隐性缺陷的发现也有很好的辅助作用；利用红外测温成像技术对电气设备的运行状态跟踪和分析，可帮助运维人员采取措施避免事故扩大，为电气设备安全稳定运行提供了保障，是开展输变电设备状态检测的重要检测手段。本文通过在日常运维中几则应用红外热成像技术发现重大缺陷的典型案例，总结该技术用于判断设备缺陷方面的典型应用。

关键词：红外热成像； 电气设备； 带电检测； 状态检修

物体由于其分子内部原子的跃迁，而向外进行红外热辐射，物体温度越高，其辐射越多。电气设备在运行时，由于电流效应、电压效应或者电磁效应等因素，将产生热量；不同类型的故障包括接触不良，绝缘劣化或磁路故障都会以发热升温的形式表现出来。利用这一原理针对不同类型设备的发热特点，采用红外测温成像技术能有效的发现缺陷，及时采取措施避免进一步恶化导致的电网安全事件或设备损坏事件的发生。电力设备发热温升现象通常较为明显，红外测温成像结果分析和故障点的判断也比较直观、容易。

一、红外检测高压并联电抗器套管内部缺油缺陷

2014年9月，在运维人员对某750kV变电站进行日常巡视时发现，750kV #3高压并联电抗器C相的高压套管油位指示器指向标尺最下限，套管油位异常。利用红外测温仪，根据红外热像特征判断法，发现套管热像表面温度有明显断层，且套管顶部温度与其他相比明显偏低（见图1），具备套管漏油、缺油缺陷的典型特征。为排除套管表面瓷套上下部材质因素所引起的误判，运维人员对该套管进行了红外热成像持续监测。11月，发现套管表面温度分界线出现了明显的下降（见图2）。经过前后对比判断，认定该套管存在漏油现象，为防止该缺陷导致严重后果，运维人员及时进行停电处理，经停电检查，发现实际油位与红外测温结果一致。

       图1                                       图2

   二、红外检测引线线夹接触不良缺陷

常见的隔离开关触头、接线掌、线夹等接触不良或表面腐蚀氧化导致的发

热温升现象通常较为明显，红外测温成像结果分析和故障点的判断也比较容易。

图3为某变电站110kV线路引线红外热成像图，该图中最高点温度为B相线夹处，温度为70℃，其余两相正常，均为8℃,。根据红外热像图，可较为容易的判断，该处发热缺陷为线夹处接触不良所致。

                              图3

   三、红外检测气体绝缘封闭式组合电器（GIS），SF6气体泄漏缺陷

   不同的物质、不同的材料、不同的温度、不同的表面光度、不同的颜色等，所发出的的红外辐射强度不同。反之，不同的物质对红外辐射的吸收程度亦不相同。现今广泛应用的气体绝缘封闭式组合电器（GIS），其绝缘材料SF6气体与空气相比，在10.3um—10.7um之间的光波波段，其红外吸收特性较强（红外穿透率较差），将热成像仪探测的波段局限在此范围，便能将SF6气体成像。由此原理而制成的红外SF6气体检漏仪，在对封闭式组合电器SF6气体泄漏缺陷的检测中发挥很大的作用。图4为某变电站110kV GIS红外检漏图，图中能清晰的看到GIS设备上SF6气体的泄漏点（黑色部分）。利用红外热像仪对封闭式组合电器进行气密性检查，能直观的发现SF6气体泄漏点，对封闭式组合电器的状态评价及检修

带来便利。

                                 图4

结语：红外热成像技术能发现电气设备外部发热和内部缺陷， 是开展输变电设备状态检修及带电检测的重要检测手段。红外热成像技术测量了电气设备内部绝缘介质温度分布， 反映了电气设备整体绝缘和电气性能的变化情况。应用红外热成像技术，能有效的发现电气设备在日常运行中运维人员肉眼所观测不到的缺陷。电力设备具有多样性，测试人员需不断提升自己的素质、多积累一些经验，以便能让红外热成像技术为电网的安全生产提供更好地服务。

参考文献

[1] 陈衡，候善敬. 电力设备故障红外诊断[M]. 北京: 中国电力出版社，1998（10）。

[2] 朱德恒，严璋，谈克雄. 电气设备状态监测与故障诊断技术[M]. 中国电力出版社2009（3）。

[3] DL/T 664—2008 《带电设备红外诊断应用规范》