浅谈红外诊断技术对电气设备电压致热类缺陷的分析

殷立新

摘 要：红外诊断技术是在带电状态下对电气设备进行诊断、发现隐性缺陷的有效简捷的手段。红外检测到的设备缺陷分类为电流致热类缺陷和电压致热类缺陷2种,电压致热类缺陷一般都是重要以上缺陷,有可能发展成为设备烧损或爆炸事故,所以红外检测的重点是电压致热类缺陷。

关键词：红外诊断技术 电压致热类缺陷 检测分析

中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0114-01

红外诊断技术是在带电状态下对电气设备进行诊断、发现隐性缺陷的有效简捷的手段,在电力系统中得到较为广泛的应用。红外检测到的设备缺陷分类为电流致热类缺陷和电压致热类缺陷2种,利用红外设备检测和发现电流致热类缺陷是比较容易的,比如在变电所开关场,如果设备结点或刀闸触头有过热点,哪怕是只高出其它相同位置10 ℃,我们在红外镜头里也会看上去很亮,一眼就能发现。

电压致热类缺陷的检测和判定的则是设备的内部缺陷,比如避雷器由于受潮导致的阻性电流增大、互感器绝缘劣化受潮等引起的介损增大等。电压致热类缺陷一般都是重要以上缺陷,有可能发展成为设备烧损或爆炸事故,所以红外检测的重点是电压致热类缺陷。

电压致热类缺陷的诊断是建立在对红外图像的分析基础上,必须对三相同位置设备的红外图像进行线温分析、等温分析等,比对、分析在线电气检测数据、历史停电试验数据后确定诊断。

1 在电压致热类缺陷的检测分析和判断上,注意以下几个方面

1.1 检测环境条件的规范

环境条件对测试判断结论影响甚大,主要是气温和外部辐射热的影响。基本上是日落2 h后、气温10 ℃以上进行电压致热类缺陷的检测工作,如果检测时气温达到20 ℃以上效果会更好。

1.2 设备温度对电压致热类缺陷检测的影响

在研究红外检测方案的时候,我们要考虑到了设备温度对检测效果的影响,比如,避雷器在低温条件下,其内部的受潮缺陷反映得不会很明显,容易让有缺陷的设备蒙混过关。在实际红外检测及后来的设备缺陷分析中发现,不仅是避雷器,互感器、套管类设备红外检测也同样受温度的影响。

1.3 对拍摄的具体要求

电压致热类缺陷主体是设备的磁套、硅橡胶,热辐射系数使用0.92。尽可能缩小拍摄的距离,同类、同间隔设备甚至在同距离、同角度的条件下每张红外图像只拍摄1台设备,最好同一张红外片子上能拍摄2台设备,以便在同一张片子上进行分析的比较。并尽可能将镜头靠近被测设备,以取得最大的设备红外温场图像。

2 电压致热类缺陷检测分析实例

2.1 避雷器

不论是氧化锌还是普通阀型避雷器,运行电压下的阻性电流都很小,并且很稳定,如果避雷器由于受潮等原因发生阻性电流的变化,其内部温度将会增高并反映到磁套、硅橡胶套表面,红外测试会很容易测量出这种变化,反映的避雷器内部阻性电流变化比较敏感。

运行中避雷器停电试验的主要项目是U1mA试验电压、75%U1mA泄漏电流。这一泄漏电流实际上是阻性电流的峰值,也可以说是避雷器拐特性的阻性电流分量。技术状态不良的避雷器,拐点处的阻性电流分量必然增大很多,反映在避雷器本体变化上就是温度局部或整体的改变,使用红外检测技术很容易测得到这一变化,为避雷器停电试验提供先期的技术信息。

2.2 互感器

某台电压互感器内部有明显的发热点,从红外测温图分析,实测发热点温度45.9 ℃,其他正常电压互感器温度26 ℃,环境温度23 ℃,发热点温升为22.9 ℃。因为电压互感器的负荷极低,主要是电压致热型缺陷,只有自身发生绝缘问题,才会产生异常发热。电压互感器故障主要是由于受潮、匝间击穿、绝缘劣化等引起,通常只出现整体的温升,也有单点搭壳引起点温过高,漏油引起三相温度不均等故障,通过红外诊断的热成像,可直观地反映故障隐患。该台互感器停电解体检查发现电磁单元内部阻尼电阻螺杆与箱壁发生碰触,经调整阻尼电阻后投运,复测温度正常。

2.3 变压器

吉林省桦甸一次变电所1号所内变在检测中发现一次侧套管A、B相上数第一、二瓷裙温度异常,相差6 ℃～7 ℃,结论主变套管气体没有排净,缺油。第2天停电处理,A、B相排除较多气体。这种情况在有日光辐射的条件下是拍摄不到的,缺油套管被日光辐射温度也会很高。

通过红外检测分析,我们可以发现很多制造、安装质量上存在的缺陷。某农电变压器所一台主变本体严重过热的红外图像。主变本体上层油温异常高,最大负荷时估计将达到90 ℃以上。经红外检测,结论是这台主变所有散热器碟形阀门均未开启。

2.4 在电抗器中的应用

某220 kV变电所#1电容器电抗器发热故障,已有电容器电抗器烧毁1台,多起10 kV电容器电抗器发热超100 ℃或整体热温度分布不均匀。原因为电抗器表面绝缘漆剥落(或憎水性能下降),使得线圈局部受潮引起。经更换后复测温度正常。

红外检测技术对于发现绝缘子、电力电缆、耦合电容器等其他设备的缺陷也是很有效的。

3 结语

發现电压致热类缺陷的关键是分析和诊断。现场拍摄的红外图像,不经分析处理一般不会一眼就看出哪相温度偏高,高多少。所以不管设备现场拍摄的红外图像如何,一定要使用计算机软件进行全面分析,逐一进行温区压缩查看,画上线温进行三相温度比较,并存储好分析后的图像。如温度有异常,应按电力系统的习惯进行红外跟踪,检查温度变化情况。这样才能保证及时发现设备的隐缺陷,使设备的技术状态处于受控状态。

参考文献

[1] 耿建宇,韩卫忠,孙国权.状态检修红外检测数据集约式管理的实施[J].吉林电力,2011(2).

[2] 王宇．发电厂带电电力设备红外检测浅析[J]．职业,2011(29).