紅外成像技術在變電站電氣設備中的應用

紅外成像技術在變電站電氣設備中的應用【摘要】應用紅外線成像測試儀器將電氣設備故障點剛好地查出，盡快地將故障解除，以使電氣設備剛好復原正常工作，確保電網(wǎng)平安穩(wěn)定地運行，為設備狀態(tài)化檢修供應牢靠依據(jù)。

【關鍵詞】紅外線成像技術在線檢測故障點近年來，隨著變電設備的日益更新，設備性能和結構越來越先進，傳統(tǒng)的檢修模式以不能適應當前的運行方式，狀態(tài)化檢修已提上工作日程；故,運行在線檢測和故障診斷，顯得尤為重要，其對提高電氣設備牢靠性、經(jīng)濟性運行，降低修理成本，都有特別重要的意義；紅外成像檢測技術是在線檢測的有效手段之一。一、紅外成像技術在變電站電氣設備中的應用。公司在紅外線成像技術應用方面早在1995年就起先了，工區(qū)2001年紅外成像技術檢測正式列為試驗手段之一，在紅外成像檢測技術應用的8年中，紅外成像設備從TVS-100（日本西北航空）～SATHY6000（廣州颯特）～ThermaCAMP60（美國FLIR）～ThermaCAME320（美國FLIR），P60是目前國內(nèi)民用技術應用較為先進的產(chǎn)品；紅外技術應用以來，對公司所轄白銀地區(qū)、靖遠地區(qū)、皋蘭地區(qū)、景泰地區(qū)和會寧地區(qū)的變電站利用紅外成像技術進行檢測和診斷，發(fā)覺了大量的電氣設備缺陷，主要的電氣設備缺陷類型有：隔離開關接頭、握手（動靜觸頭）、引流線、頂帽發(fā)熱、支持瓷瓶發(fā)熱，多油斷路器油箱內(nèi)部發(fā)熱，少油斷路器羊角叉、中間觸頭、接線板發(fā)熱，高壓電力電纜接頭、過負荷發(fā)熱、絕緣損壞發(fā)熱，變壓器接頭發(fā)熱、將軍帽發(fā)熱、大箱沿體發(fā)熱，互感器接頭發(fā)熱，導線接頭發(fā)熱等。另外，紅外成像技術的應用，還可以替代了母線零值絕緣子串的帶電檢測以及變壓器、避雷器、互感器等的帶電在線檢測和診斷。1、在隔離開關中的應用。（1）在……總變進行紅外成像測試時，發(fā)覺1112丙刀閘C相靠CT側引流線發(fā)熱，表面溫度：A相：34℃，B相：47℃，C相：120.1℃，I=400A，環(huán)境溫度：22（2）在……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺3501丙刀閘開關側接線板發(fā)熱，表面溫度：A相：22℃，B相：326℃，C相：22℃，I=75A，環(huán)境溫度：21℃（3）在……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺611甲刀閘上接線板（接頭）C相發(fā)熱，表面溫度：A相：29℃，B相：31℃，C相：72℃，I=225A，環(huán)境溫度：24（4）在……進行紅外成像測試時，發(fā)覺2211旁母刀閘C相靠母線側動靜觸頭發(fā)熱，表面溫度：A相：23.2℃，B相：23.6℃，C相：145.8℃，I=195A，環(huán)境溫度：19（5）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺2219丙刀閘B相靠開關側握手發(fā)熱，A相：17℃，B相：148℃，C相：16.8℃，I=480A，環(huán)境溫度：15（6）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺1101丙刀閘靠主變側出線座（頂冒）B相發(fā)熱，表面溫度：A相：7℃，B相：82℃，C相：7.6℃，I=210A，環(huán)境溫度：5（7）……變3516甲刀閘C相支持瓷柱發(fā)熱，A相：30.66℃，B相：32.47℃，C相：43.63℃，I=136A，環(huán)境溫度：30℃（8）……變3513甲刀閘C相母線側支持瓷柱40.1℃。正常相A、B相37℃。I=13A。環(huán)境溫度：28℃，濕度：25.6%，更換下來進行檢查，發(fā)覺其絕緣電阻只有在發(fā)覺的缺陷中，隔離開關接線板發(fā)熱重大缺陷、緊急缺陷23起，處理率達100％，動靜觸頭發(fā)熱重大缺陷、緊急缺陷17起，處理率達100％，出線座發(fā)熱4起，處理率達100％，支持瓷柱發(fā)熱2起，處理率達100％，一般缺陷在停電時均剛好進行了處理，避開了設備事故的發(fā)生。下面是紅外發(fā)覺的一些缺陷圖片：隔離刀閘動靜觸頭發(fā)熱隔離開關支持瓷柱發(fā)熱隔離開關出線座發(fā)熱隔離開關接線板發(fā)熱隔離開關動觸頭座發(fā)熱2、在斷路器中的應用。（1）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺3511開關（SW8-35型）本體C相發(fā)熱，C相：35.1℃，A相：29℃，C相：29.1℃，I=130A，環(huán)境溫度：24℃，環(huán)境濕度：31%，相間溫差：6.1K，相對溫差=55%。溫度自上而下呈階梯分布遞減，《帶電設備紅外診斷技術應用導則》中規(guī)定，相間溫差不大于2K，進行了剛好的處理，處理時發(fā)覺3511開關C相靠線路側靜觸頭座螺絲松動，表面氧化，處理前，回路電阻：C相=186uΩ，B相=120u（2）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺3511開關本體C相發(fā)熱，表面溫度：A相：22.6℃，B相：23.1℃，C相：33.7℃，I=350A，環(huán)境溫度：14℃，環(huán)境濕度：33%，相間溫差：11.1K，相對溫差：56.3%。（3）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺2202開關B相斷口1接線板發(fā)熱，A相：20.2℃，C相：23.1℃，B相：76.5℃，I=433A，環(huán)境溫度：22℃，濕度：32%，相間溫差：56.3K，相對溫差：95%。按《導則》規(guī)定，以屬于緊急缺陷，應馬上停電處理，2002年6月5日，中午發(fā)熱達：（4）：在對……變進行紅外成像測試時，2202開關本體A相斷口4靠三角箱處的中間觸頭發(fā)熱，A相：37.7℃，B相：26.5℃，C相：25.7℃，I=433A（5）：……變2202開關A相斷口4下觸頭座動靜觸頭異樣，Ie=1500A，I實＝433A，表面溫度：37.73℃，正常相溫度：27.5℃，相間溫差：10.23K，環(huán)境參照體溫度：23.35℃，相對溫差：71.1％。解體前，回路電阻測試A相斷口4＝386uΩ，解體后，下觸頭座固定螺絲松動，表面氧化較嚴峻，經(jīng)過處理，回路電阻測試B相斷口4＝83u（6）……變2202開關B相斷口1接線板異樣，Ie=1500A，I實＝433A，表面溫度：97.43℃，正常相溫度：28.38℃，相間溫差：69.05K，環(huán)境參照體溫度：解體前，外觀檢查試溫蠟片溶化，回路電阻測試B相斷口1接線板：467uΩ；接線板固定螺絲和接線板氧化嚴峻，接線板松動，用手可以搖動，但連接螺絲以無法擰動，運用鋼鋸將其鋸斷，解體處理后后，回路電阻測試B相斷口1接線板：48uΩ，投運后測試正常。（7）……變在測試中發(fā)覺102開關A相上裝頭有發(fā)熱現(xiàn)象，最高表面溫度46℃，正常相A相、C相：29℃，I=多油斷路器在測試中，熱成像圖譜特別明顯。推斷為多油斷路器內(nèi)部故障，屬緊急缺陷。于是支配停電進行了試驗，西山變3511故障相接觸電阻比正常相高，但符合標準規(guī)定值，落下油箱后檢查，發(fā)覺上述兩變電站3511開關均有故障，由以上實例可以看出，定期進行紅外成像技術檢測高壓多油斷路器及其連接板接頭，可以剛好發(fā)覺并消退設備隱患，避開異樣事故的發(fā)生，為斷路器實行狀態(tài)化檢修供應有力的依據(jù)。對于少油斷路器，從實例可以看出，在設備大修前、大修中，對全站設備進行紅外成像技術測試特別有必要，對特別缺陷實行特別手段也是很有必要。斷路器接線板發(fā)熱重大、緊急缺陷21起，處理率100％，內(nèi)部發(fā)熱5起，處理率100％。以下是實際運用紅外成像拍攝的缺陷圖片：少油斷路器動靜觸頭接觸不良少油斷路器接線板發(fā)熱SF6斷路器接線板發(fā)熱真空斷路器樁頭發(fā)熱少油斷路器軟聯(lián)接發(fā)熱3、在變壓器中的應用。（1）……變1#所用變進行紅外成像測試時，發(fā)覺其低壓側中性點套管發(fā)熱，A相：3.7℃，B相：3.5℃，C相：3.7℃，O相：77.6℃,I=30A，環(huán)境溫度：-6℃，濕度：22%，相對溫差：96.9%，相間差值：74.1K。按《導則》規(guī)定，屬于緊急缺陷，馬上停電處理，檢查發(fā)覺中性點引線燒得發(fā)黑，套管螺桿變形，由于測試精確，缺陷的到了有效地限制，避開了事故的發(fā)生。（2）……變1＃所用變進行紅外成像測試時，發(fā)覺其低壓側A相套管接頭發(fā)熱，A相：32℃，B相：31℃，C相：31℃，O相：31.2℃,I=20A，環(huán)境溫度：26℃，濕度：31%，相對溫差：86.5％，相間差值：37（3）……變1＃主變110KV側套管將軍帽進行紅外成像測試時，發(fā)覺其A相、B相套管接頭發(fā)熱，A相：35.6℃，B相：34.6℃，C相：10℃，,I=420A，環(huán)境溫度：-5℃，濕度：31%，相對溫差：63.1％，相間差值：25.6K。按《導則》規(guī)定，屬于一般缺陷，春檢停電處理，檢查發(fā)覺（4）……變1＃、2＃主變在紅外成像測試中時，發(fā)覺大箱沿體發(fā)熱，最熱處達到117℃在變壓器類測試中發(fā)覺6～10KV所用變凹凸壓接頭發(fā)熱4起，處理率100％；發(fā)覺110～220KV變壓器套管將軍帽發(fā)熱9起，處理率100％；變壓器套管接線板發(fā)熱6起，處理率100％；缺陷發(fā)覺剛好、精確，有效地限制了事故的發(fā)生，確保了變壓器平安運行。所用變套管線鼻子發(fā)熱所用變低壓側中性點接頭發(fā)熱220KV主變將軍帽發(fā)熱銀城變1＃、2＃主變大箱沿體發(fā)熱4、在高壓電纜中的應用。（1）在對……變（已退役）進行紅外成像測試時，發(fā)覺614戶外1#桿電纜接線板B相發(fā)熱，表面溫度：A相=45℃，B相=136.2℃，C相=38℃，I=460A，環(huán)境溫度=3（2）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺6171#桿C相電纜出線接頭處發(fā)熱，A相：20℃，B相：20℃，C相：125℃，C相相對溫差：84%，I=300A（3）在對……變進行紅外成像測試時，1＃電爐變（6KV油浸電纜）出線電纜發(fā)熱，電纜三叉頭溫度達169℃，電纜本體溫度達112℃，電纜常年過負荷，判定為絕緣老化；按《導則》規(guī)定該類型的電纜運行時溫度不大于65℃，屬緊急缺陷。停電試驗（4）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺3516A相出現(xiàn)電纜頭第一片傘群上部連接處（1年以后在下部發(fā)覺又一點發(fā)熱），一點發(fā)熱，A相：94.8℃，B相：28.2℃，C相：25.9℃，I=75A，環(huán)境溫度：29（5）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺6121#桿出線電纜頭A相發(fā)熱，表面溫度：A相=122℃，B相=12℃，C相=12.6℃，I=160A，環(huán)境溫度=5（6）在對……變進行紅外成像測試時，612出線電纜整體發(fā)熱，電纜表皮溫度達47.5℃，三角叉也嚴峻發(fā)熱，I＝340A，電纜為185mm2三相鋁芯交聯(lián)電纜（滿負荷為：279A），電纜過負荷，退出運行后，絕緣電阻兩相小于50兆歐；直流耐壓至1.2KV左右時電力電纜在紅外成像技術檢測種，發(fā)覺由于過負荷造成的電纜損壞2起，處理率100％；電纜接線板及并口線夾發(fā)熱重大、緊急缺陷7起，處理率100％；電纜頭由于制造工藝問題，造成電纜絕緣損壞2起，以處理率100％；由于我們測試精確，在測試中積累了肯定的閱歷，制造工藝和過負荷造成電纜發(fā)熱是主要因素，在這方面應引起我們高度的重視。高壓電纜接線板級并口線夾發(fā)熱電纜過負荷三角叉發(fā)熱35KV電纜絕緣燒損缺陷高壓電纜嚴峻過負荷發(fā)熱6、在其它設備方面中的應用。（1）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺1#主變35KV側B相靠母線引線夾“T”型接頭發(fā)熱，表面溫度：A相=25℃，B相=84.1℃，C相=24℃，I=120A，環(huán)境溫度=21（2）在對……變進行紅外成像測試時，發(fā)覺3#主變2203開關與甲乙刀閘引流B相靠母線引線夾“T”型接頭發(fā)熱，表面溫度：A相=8℃，B相=56.2℃，C相=8.6℃，I=360A，環(huán)境溫度=6℃，環(huán)境濕度=31%，相間溫差=48.2℃（3）……變1115阻波器B相內(nèi)避雷器發(fā)熱，A相：34.59℃，B相：89.67℃，C相：35.1℃，I=215A，環(huán)境溫度：28℃，濕度：29%，B相表面溫差最大超出55.08K，屬于緊急缺陷。停電處理時（4）……變2201CT變比接線板發(fā)熱，A相：72.1℃，B相：32.5℃，C相：35.1℃，I=275A（5）……變101小車刀閘出線套管底座發(fā)熱、110KV郝家川變1＃主變601穿墻套管鐵板發(fā)熱；……變101電抗器出線套管底座、110KV郝家川變601穿墻套管底座由于有環(huán)流存在，造成網(wǎng)門發(fā)熱，龍川變101電抗器出線套管底座沒有隔磁縫，是造成環(huán)流地緣由；110KV郝家川變601穿墻套管底座由于有環(huán)流存在，其在隔磁縫上刷了冷渡鋅，使面部接通造成環(huán)流發(fā)熱，再者601母線橋是封閉式的，其散熱不良，也是造成發(fā)熱地緣由之一。（6）……變101電抗器網(wǎng)門上接頭發(fā)熱，發(fā)熱點：57.6℃（7）……變33201刀閘到1＃主變T型線夾發(fā)熱，A相41℃，B相42℃；正常相C相（8）……變2215阻波器A相下接線板處發(fā)熱，A相48℃。正常相B、C相31℃，電流310安。環(huán)境溫度（9）……變進行了紅外線成像測溫，在測試中發(fā)覺3513電容器組C相電容器II靠放電刀閘側放電線圈本體有發(fā)熱現(xiàn)象，室外環(huán)境溫度為：14℃、環(huán)境濕度為：23％；3513電容器組并聯(lián)運行于35KVI段母線，負荷電流：90A；3513電容器組C相電容器II靠放電刀閘側放電線圈：C相表面溫度：41.2℃，A相表面溫度：16℃在進行紅外成像檢測還發(fā)覺的缺陷，由于發(fā)覺剛好，使事故得到了有效地限制，避開了缺陷的擴大，防止了事故的發(fā)生。阻波器接線板發(fā)熱阻波器內(nèi)避雷器發(fā)熱母線“T”型接線板發(fā)熱引線“T”型接線板發(fā)熱穿墻套管無隔磁縫發(fā)熱穿墻套管隔磁縫短接后發(fā)熱網(wǎng)門接地不良發(fā)熱220KVCT變比接線板發(fā)熱放電線圈本體發(fā)熱線路接線板發(fā)熱二、存在的問題及今后發(fā)展的方向。紅外成像技術目前在電力系統(tǒng)變電站電氣設備和輸配電線路的檢測中應用已特別廣泛，我公司已應用14年，在工區(qū)也應用了8年，積累了不少閱歷，也檢測出了不少缺陷，為設備的健康運行供應了平安保障，但仍舊存在不少問題，找到問題，就找到了下一步的工作動身點。1、在……變2＃主變負荷和1＃變相同的狀況下，上層油溫總比1＃變高，且負荷增大上層油溫也比1＃變增大許多，帶不動負荷，進行紅外成像檢測時，兩臺變壓器相間溫差達12K，隨感異樣，但沒有引起我們足夠的重視，隨即的春檢中，檢查發(fā)覺其散熱器油泥太重，散熱太差造成發(fā)熱，進行沖洗后，復原正常。2、……變秋檢中，預防性試驗發(fā)覺35KVI段A、B相tgδ嚴峻超標準，A相：16.5％，B相：21％，頂蓋皮囊內(nèi)有水，并缺油，我們在紅外線成像技術檢測中，發(fā)覺I、IIPT溫升有些異樣，但沒有引起我們的高度重視，一個月后秋檢，電氣試驗發(fā)覺，沒有造成重大損失，值得我們仔細的思索。說明我們對設備內(nèi)部缺陷檢測故障性質還不能精確的推斷和定性，測試中不能完全解除各種干擾因素對紅外成像技術檢測結果的影響，故，這方面仍需接著努力探究。3、……變春檢中，預防性試驗發(fā)覺101B相BLQ1mA電壓下75%泄漏電流達450uA，在這之前的紅外線成像技術檢測中，也沒有發(fā)覺這一缺陷。這說明對金屬氧化鋅避雷器的紅外成像技術檢測，相間溫差駕馭較差，《導則》上規(guī)定，金屬氧化鋅避雷器相間溫差超過2K，即為缺陷，而我們在這方面缺乏檢測閱歷，故，這方面仍需接著探究。4、紅外檢測受天氣的影響，……變2218甲刀閘A相靠開關側握手發(fā)熱，測試時間：2005年7月16日15：12分，環(huán)境溫度：32℃，濕度：31.5％，A相：86.5℃，B相、C相：41℃，I＝486A，跟蹤測試：晚上21：31分測試，環(huán)境溫度：21℃，濕度：34.7％，A相：56.4℃，B相、C相：29.8℃，I＝475A，17日早上7：50分測試：環(huán)境溫度：19℃，濕度：36.7％，A相：54.4℃，B相、C相：29.6℃，I＝481A，以后，在早晚太陽出來前和中午、下午太陽直射下我們跟