红外检测技术应用于变电站的方案研究

李铠，宁晋峰（国网长治供电公司，山西长治，046000）



红外检测技术应用于变电站的方案研究

李铠，宁晋峰
（国网长治供电公司，山西长治，046000）

摘 要：红外检测是针对各金属接触面的测温、热像传感的技术，是变电站状态检修中常用方法。红外检测装置用红外感光材料作为探头，摄取设备表面温度分布图像，在变电站不停电的状况下，发现设备的缺陷或故障。本文例举了红外检测技术在变电站的应用，对今后变电检修工作具有参考作用。

关键词：电力系统；变电设备；状态检修；红外检测

引言

红外检测技术包括针对各金属接触面（如接线夹）红外测温、红外热像、红外电视技术等，其中红外测温和红外热像是较为常用，且操作简单、易实现的红外检测手段。红外检测技术利用红外感光材料作为探头，摄取设备表面温度分布图像，传递到中央控制中心进行分析出来，就可实现设备不停电的状况下，远距离、可靠、准确、高效地发现设备的缺陷或故障问题，进而达到实现设备状态检修的目的［1，2］。

实现红外测温方式一般有定点监测、人工定期巡检以及机器人巡检等方式。定点监测可以实时对被监测点进行在线监测，及时发现异常情况，但是投资较大，设备也需要维护；人工定期巡检是最常用手段，方便快捷，排除天气、日光影响基本可以实现随时检测。其优点是投资低，利用率高，灵活，可对指定目标进行检测；机器人巡检是状态检修后，为减少人员工作压力，提高检测效率而开发使用的一种方法。其结合了以上两种方法的优点，可以对标准化变电站内常规红外检测项目进行定期巡检。以下结合工作中几个红外检测实例，简单对红外检测方法进行介绍。

1 红外测温技术在变电设备中的应用

设备线夹发热一般可以通过贴试温蜡片，观察其是否变色来确定设备是否发热，但是试温蜡片的蜡皮表面使用时间过长时会失效，就起不到检测设备温度的目的。另外，反措要求对35kV及以下的部分导线进行绝缘化包封，试温蜡片被包在绝缘护套内无法观察，起不到检测作用。

红外检测设备可以对变电站内设备变压器、母线、断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器等进行检测，当发生故障、或运行异常时设备表面热像图谱发生异常变化。相比常规方法有不停电、检测方便、定位准确、检测部位局限性小等优点［3］。

1.1 断路器红外测温

图1 断路器红外测温检测

图1为某35kV开关CT侧接线板处热成像及可见光对比，A、B、C相静触头接线板最高温度分别为50.8℃、77.2℃和61.9℃，最大温差为26.4℃大于15K，绝对温度均小于90℃，A、B相对温差δ为46.2%（小于80%），所以B相静触头接线板发热属于一般缺陷。发热原因可能为接线板螺丝松动或氧化层过厚，处理时确认是螺丝松动引起。

在可见光图中可以看到接线板被绝缘护套包封，试温蜡片被遮挡，使用常规方法无法判断设备发热情况。红外检测方法则不受此局限，为及时发现隐患提供准确信息。

1.2 变压器红外测温

图2 主变压器红外测温检测

图2为110kV某变电站2#主变底部大沿连接螺钉温度高。如热图所示，Ar1区域对应螺钉最高温度61度，Ar2和Ar3区域螺钉最高温度分别为48.8、44.5度，连接螺钉为非电流制热型设备，致热原因为变压器漏磁通形成涡流导致螺栓发热。

此例说明，红外测温对于主变压器上一些隐性的缺陷也具有高发现能力，而在可见光图中是无法发现此隐患的。

1.3 电容器组红外测温检测

图3 电容器组红外测温检测

电容器组发热主要是因为抱接线夹与多股铜线之间的接触表面氧化或者线夹紧固螺栓松动以及线夹紧固力量过大发生裂纹进而接触不好引起发热，由于连接点多而且密集，单凭试温蜡片是无法全面发现其发热情况的，而红外测温法则很好的解决了这一难题。

综上所述，上面例举了变电站主设备（包括主变压器、断路器、电容器组等）在实际运行中都会因为各种原因发热，带电红外监测技术对及时发现设备发热缺陷起到了关键作用。

2 红外检漏技术在变电设备中的应用简介

红外检漏技术主要用于检测SF6设备是否泄露以及找到泄露点［4，5］。红外检漏技术对比肥皂泡法其优点是温度低时受影响不大，并且其检测手段为非接触式的，不会对设备产生不良影响，对人身安全也有保障；对比普通蜂鸣式检漏仪其准确度较高，可以明确看到泄露点，尤其是多点泄露时红外检测可以找到各个泄漏点，对进一步检修处理提供更为直接可靠的资料。

图4为红外检漏设备对某110kV断路器SF6充气接口检测时的检测视屏的截图，其中可以清晰的看到SF6气体泄露时行成的雾状。

图4 红外检漏仪发现断路器泄露点

3 结束语

随着红外检测技术的不断发展以及红外检测装置性能的不断提升，红外检测在电力系统中查找设备隐患起到越来越大的作用。与此同时，作业人员的技术水平以及实际经验也需要不断提高，近年来公司内部不断举办红外测温以及红外检漏比武，意在激励员工努力掌握红外检测手段，提升技术水平，更好的为设备健康服务。

参考文献

［1］ 李德刚.红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用［D］.山东大学 2010.

［2］ 刘贺云.红外测温技术在电力设备状态检修中的应用［J］.机电信息.2014（36）.

［3］ 陈昱同，何杰，闫杰. 红外诊断在电力设备状态检修中的应用［J］.山西电力.2011（03）.

［4］ 胡伟涛，隋少臣，韩建波.红外检漏成像仪在SF6电气设备状态检修中的应用［J］.高压电器，2010（10）.

［5］ 杨玥.红外成像技术在SF6设备带电检漏中的应用研究［D］.华北电力大学，2014.

Research Solution on Infrared Detecting Technology Applied to Substation

Kai Li， Jinfeng Ning
（Changzhi Power Supply Company， Shanxi， Changzhi， 046000， China）

Abstract：Infrared detection is aimed at the metal contact surface temperature measurement technology and thermal imaging sensor technology， is a common method of substation condition based maintenance.Infrared detection device using infrared photographic materials as the probe， get the temperature distribution of device surface.Realize purpose of find defects or faults on-line.This paper exemplified the application of infrared detection technology used in substation， helpful to work of substation maintenance.

Key words：Power System； Substation Equipment； Condition-based Maintenance； Infrared Detection

中图分类号：TM633；TN211

文献标识码：A

文章编号：2095-8412 （2016） 02-239-03

DOI：工业技术创新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.031

作者简介：

李铠（1982-），男，2006年毕业于长沙理工大学电气工程及其自动化专业，本科，工程师，从事变电设备一次检修工作。

E-mail： 87471820@qq.com