利用红外测温技术发现隔离开关过热危急缺陷

唐学东鞠自强陆峰

摘要：红外测温诊断技术可以及时发现电力设备缺陷,避免故障扩大造成事故。通过对500kV隔离开关红外测温图谱的分析,诊断造成过热缺陷的原因为导电回路异常，现场停电检查证实了分析结论,表明红外测温技术对检测、诊断隔离开关过热缺陷是有效的。

关键词：红外测温；应用；隔离开关；诊断；危急缺陷

1红外测温技术简介

变电设备是电力系统的枢纽，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益，红外诊断技术已成为状态检修的有效手段。任何有一定温度的物体，都会以电磁波的形式向外界辐射能量。所辐射能量的大小与该物体的热力学温度的四次方成正比。利用这个原理制成的红外点温仪，无需与物体接触，属于非接触式测量。

红外测温技术是利用红外探测技术获取设备红外辐射状态的热信息，然后转换成温度进行显示的技术，它能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度，以温度高低来判断其工作状态的正常与否。

红外测温技术是利用红外探测技术获取设备的红外辐射状态的热信息，然后转换成温度进行显示的技术，它能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度，以温度高低来判断其工作状态的正常与否。红外测温系统的组成如图1所示，设备的红外辐射通过大气传输到红外测温仪，测温仪中的光学系统将设备辐射的能量汇聚到探测器上，探测器将入射的辐射转换成为电信号，经过信号处理后显示出来。

2红外测温技术的判断方法

目前，使用便携式红外测温仪对运行设备进行红外测温，发现异常后，对异常部位进行精确检查，通过表面温度判断法、同类比较判断法、图像特征判断法、相对温差判断法、档案分析判断法、实时分析判断法等方法对故障原因进行综合分析诊断。

2.1相对温差判断法

对于因电流致热型的设备，当设备导流部分热态异常时要进行准确测温获取温度数值，按相关公式δ=[（T1-T2&pide;（T1-T0）]×100％计算出相对的温差值。公式中T1、T2、、T0分别指的是发热点的温度、正常相的温度、环境参照体的温度，只要将相关的数值带入，即可得到一个准确的温度差。

当发热点温升值（最高温度与环境温度之差）小于10℃，不能按照相对温差方法进行判断，如负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测。当无法进行此类复测时，要注意监视，加强跟踪。

3红外测温技术在变电运行中的应用

变电站的设备巡视是运行人员每天进行的一项重要工作，巡视工作不仅可以有效及时的查处各种安全隐患，也可以随时检测各种设备的运行状况是否正常。其手段方法一般为通过目测、耳听和鼻嗅等来了解设备的运行情况，其中以目测为主。但目测的方法有着很大的局限性，对一些有发展性的缺陷，特别是设备内部缺陷，要到设备发热到一定程度后才能被发现，这样不但给设备缺陷的及时发现和处理造成延误，而且可能会对运行设备造成不同程度的损坏。?随着注油设备的减少，设备渗漏油的现象相对减少，但是设备异常发热的问题仍然比较严重，在设备缺陷中占了一半以上。示温蜡片检测设备的发热缺陷，但有时对已存在的故障却发现不了，有时还会误判是出线接头发热，导致开关本体内的故障无法得有及时有效地处理。这种情况下，就需要一种更加行之有效的检测方式，实践中我们发现如果在设备巡视中能够利用红外成像测温技术，上述存在的问题就会很好地被解决，运行人员发现设备缺陷的能力也因此而提高，这对于保证供电起到的作用是非常大的。

本人所在变电站每月定期使用红外测温仪对站内设备进行两次红外线测温。除了定期检测外，对于新投设备、节假日保电、迎峰度夏、负荷突增、系统薄弱环节时对运行回路、主变压器、母线进行特巡并进行红外测温工作，?在变电站设备巡视中利用红外成像测温技术能在很大程度上提高运行人员发现缺陷的能力，特别是在节假日保电、迎峰度夏期间对保证安全可靠供电起到了积极的预防作用。

4本人利用红外测温技术发现一起隔离开关过热危急缺陷

下面，以本人通过红外测温仪发现的一起隔离开关过热危急缺陷为例：

图1

2014年01月08日18：50，我对500千伏北宁变电站设备进行夜间红外线测温工作时，发现500千伏V串联络50521刀闸A相刀闸底部导电回路温度达到129℃（见图1），B相-13℃，C相-13℃，环境温度为-15℃。当时500千伏V串联络5052开关有功为290MW，电流为300A。500千伏V串联络50521刀闸生产厂家河南平高电气股份有限公司，2004年08月01日出厂，2006年05月26日投入运行，设备型号为GW17-550DW

依据国家电网公司生变电〔2011〕53号关于印发《输变电一次设备缺陷分类标准（试行）》的通知，变电一次设备标准缺陷库关于隔离开关导电部分触头、线夹、接线座、软连接发热，根据DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用导则》附录A表A.1发热诊断依据：

隔离开关导电回路触头、线夹、接线座、软连接发热缺陷分类：

根据DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用导则》附录A表A.1发热诊断依据：热图像的热点温度≥110℃或δ≥95%，定义为危急缺陷。

本次发现隔离开关过热，满足温升大于10℃的要求，可以使用相对温差法计算。

δ=(T1-T2)/(T1-T0)×100%=(129+13)/(129+15)×100%=98.61%

热图像的热点温度≥110℃或δ≥95%,定性为危急缺陷。

当即将此情况汇报分部相关领导及生产调度，并根据相关领导要求，对500千伏V串联络50521刀闸进行跟踪测温。并及时将此情况汇报给分部相关人员，经省检相关领导与厂家研究决定请停更换刀闸，01月17日07点40分联系省调监控将董北线线路停电，500千伏V串联络5052开关及50521刀闸由运行转为检修。锦州分部检修人员与高压试验人员现场对500千伏V串联络50521刀闸A相进行接触电阻试验，试验测得接触电阻为2762微欧，远远大于该刀闸技术参数3.7条规定：隔离开关主回路（从动触头处的接线板至静触头接线板）电阻，不大于130微欧（厂家要求不高于140微欧），随即对500千伏V串联络50521刀闸A相进行更换，同时对B、C相加装引流线，进行完善化处理。18点55分董北线线路恢复送电，现刀闸运行正常。

依据事故调查规程相关条款释义，刀闸长期过热，容易造成刀闸烧损，造成七级设备事件。

结束语

对500kV隔离开关红外过热缺陷的检测和诊断表明，红外测温技术是及时发现、处理设备过热缺陷的有效手段。利用红外测温技术，对隔离开关灯设备进行例行检测，可尽早发现设备局部发热现象，对缺陷及时进行分析和处理，避免故障过大造成事故。

参考文献

[1]张扬，一例红外测温技术诊断220kV隔离开关过热缺陷.江苏电机工程，2012，9

[2]田慧勇.红外线测温的应用[J].黑龙江科技信息，2007，19(11):1676-1769

[3]国家电网公司生产技术部《输变电一次设备缺陷分类标准（试行）》2011.03.31

[4]中华人民共和国电力行业标准DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用导则》