红外测温技术在氧化锌避雷器故障诊断中的应用

冯玫 曲刚

摘 要：发热是电力设备最典型的特征之一，借助红外测温技术能有效的诊断发电厂电力设备早期的缺陷，做到“安全第一，预防为主”。本文介绍了一起红外成像测温排除安全隐患的案例，即采用红外成像测温发现220KV变电站氧化锌避雷器异常发热，通过热像图的分析判断为氧化锌避雷器进水受潮。对避雷器解体后，发现避雷器存在结冰以及锈蚀等隐患，最后提出了针对此类隐患的处理措施。

关键词：红外测温；氧化锌避雷器；阻性电流表；受潮故障

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0166-01

借助对电气运行设备中对温度改变的检测控制，研究关于电气相关设备在其操作时的一些特殊现象，主要是设备内部与机器表面温度的特殊之处，可对其故障情况做出判断。红外测温具有不停电、不接触、不解体以及可实现大面积的红外成像分点分段分块的监测，运用快捷、灵敏、图像直观等特点。目前具有重要作用的一项检测技术就是利用红外成像测定温度，当前通过调研显示，这一技术在发现氧化锌避雷针早期受潮有着重要作用。

1 红外测温技术的原理

热成像仪作为一种开源节流的监测工具，可用于诊断和检查电气系统、建筑构建以及机械方面。红外成像的运作原理主要是借助测量辐射的变化作为一项能够利用光电方面的设备进行研究的技术，它可以通过检测辐射来达到其要测量的目的。辐射可以通过不需要直接中介的性能来进行测量，主要是利用热能量的变化。根据最新的研究表明，地球上所有的东西均有不停的红外线向外界发射。并且所有的发射都跟其自己的温度有着很大的联系。

2 电气设备热故障分类

当下，可以将电气设备中出现的问题分成两种，一种是外在故障，一种是内在故障。外在热问题主要是过热部分往四周发射红外线。内在故障发热的时间相对很长而且是持续不断的，内在故障所散发的热辐射可以持续的散发至外面。所以红外线这一技术能够很好的精准的检测出内在过热问题。

本文就内部发热机理进行阐述，对于不同情况，将引发不一样的相对应的热效应，其大概涵盖以下几个部分：

第一部分，由于电阻的消耗的不断提升所导致的产热，这隶属在电流效应。

第二部分，隶属于电压效应的产热指的是，由于介持损耗而提升的产热。

第三部分，因为绝缘性能不好等等产生的异常和铁芯和可导磁部位故障引起的发热，主要是绝缘不良等造成局部磁路不正常及引起的磁滞涡流损耗增大发热，例如变压器本体发热等。

第四部分，由于电压不稳定导致温度的波动。在这一部分，往往是避雷针出现问题电压设备问题主要体现在其设备密闭性能差，容易受水蒸气影响，不防水。此外因为机器老化折损严重以至于绝缘性能不行，因此使得被放电击穿。

3 故障诊断实例

江南电厂采用红外测温技术以来，坚持按照本厂关于红外线测温的规定，根据《带电设备红外诊断应用规范》，得知在依照管理设备采取红外线检测，有小部分机器出现了内在热问题。此处的论述关键在于利用红外线技术运用在氧化锌避雷器之中，以便于更好的核实问题，作出改进。

3.1 异常情况及处理

2017年1月9日电气检修人员对220KV变电站设备进行红外测温工作，测温时发现3695C相避雷器存在温差较大，并在红外成像仪上发现了过热点。根据《带电设备红外诊断应用规范》中的导则，该温度已超过红外测温导则的不大于1K的要求，检测它的在线监督管理电流表，可以发现其数值从以前的0.7mA减低到3mA，余下的均是0.5mA，根据导则及分析判断该缺陷为危急缺陷。II母线电压互感器避雷器临时停运，更换II母电压互感器避雷器C相。

3.2 现场红外成像分析

避雷器C相上节发热区域温度已基本与其他相相同，为上节避雷器全部阀片已成零值，承担极少运行电压。

避雷器下节整体均匀发热，相间温差6.7K，检测环境温度14℃，温差折算系数2.16，折算后温差14.47K。避雷器下节承担了系统绝大部分运行电压。

避雷器单节额定电压102kV，超过额定电压1.2倍以上，根据标准给出参数，在這一电压下运行避雷器崩溃时间不超过2h。由于是低温冬季，避雷器已在这一状态下运行约5～6h。此避雷器应立即退出运行。判断为氧化锌避雷器进水受潮。

3.3 避雷器解体分析

2017年2月10日，对3695C相避雷器（1号）进行了解体检查，检查结果（部分图片）如下图1所示。

经检查上节与下节连接处有过结冰现象，上节下部的压力释放膜有被冰压裂的痕迹，上节下部承环锈蚀，阀片上的水迹清晰可见，里面结冰清晰可见，检查判断为进水结冰阀片受潮。

3.4 处理措施

为了预防同类事故发生，江电热电厂采取如下措施：

首先，重点强调对于一个时间点制作的机器设备的问题检测，同时对2010年生产的避雷器分类别进行检测。

其次，加强对避雷器的运行监测，运行各值对避雷器泄漏电流进行记录，发现异常及时汇报。

再者，不断提升红外测温技术，为避雷器量身打造更高效的红外测温技术以及定制图谱。

4 结语

经由红外测量技术的有效运用，将其用于核查氧化锌避雷器所产生的问题，尤其是在早期受潮这一问题上。能够得出红外检测技术，对于进行设备的检测问题上具有非常高效、简便的特性。伴随红外测温技术的不断改进与提升，其设备性能不断优化，使用费用不断减低，通过不断的努力，我们完全可以期待红外测温这项技术得到更大的提升，在电气设备发挥更大的作用，造福社会。

参考文献

[1]刘海龙，李海兵，曹泽曦，丁子健，赵宪.基于阻性电流检测与红外热像技术的避雷器故障诊断[J].电瓷避雷器，2016，（03）：75-78.

[2]笪峰，王刚，朱亚飞，张改杰，吴晓文.红外测温技术在氧化锌避雷器故障诊断中的应用[J].陕西电力，2012，40（12）：79-81+85.