红外热像技术在避雷器故障检测中的应用

2018-10-10贾达菲李艳鹏梁基重

山西电力 2018年4期

贾达菲，李艳鹏，梁基重

（国网山西省电力公司电力科学研究院，山西太原 030001）

0 引言

任何温度高于绝对零度的物体，都会不停地向外辐射红外热能，物体温度越高，辐射的能量越大[1-2]。红外成像技术就是通过检测这种红外辐射能量，从而判断设备表面的温度及温度场的分布。电力设备的故障缺陷往往都伴随着热量的产生，利用红外热像仪测定电力设备表面的温度场，就可以判断电力设备是否存在热故障。此外，红外成像技术具有远距离、非接触、不受电磁干扰等特点[3]。

避雷器作为高压设备过电压防护的重要设备，其安全运行关系到变电站的正常电力供应。红外热像检测是一种有效发现避雷器早期缺陷的检测手段，能避免缺陷发展甚至出现本体爆炸事故。

本文结合实际工作中红外诊断发现3个不同电压等级的避雷器早期发热缺陷案例，给出了避雷器缺陷发热的图谱特征和判断方法。

1 红外热像诊断现场实测

1.1 500 kV避雷器发热缺陷

在某500 kV变电站带电检测过程中，检测发现某500 kV出线避雷器C相上节有两处局部过热点,如图1所示，与相邻部位温差为1.5 K,现场反复测试过程中，最大局部温差达到3.3 K。现场检测人员对异常避雷器及正常相的泄漏电流进行了比对，C相为2.1 mA，A、B相为2 mA，三相对比无明显差别。

图1 某500 kV出线避雷器C相红外热成像图

根据《带电设备红外诊断应用规范》DL/T664—2016，正常避雷器整体为轻微发热，三相温差在0.5～1 K之间，整体或局部过热为异常。检测人员通过红外热像图分析，正常避雷器运行中发热量很小，而且整体均匀发热。该异常避雷器上部存在局部异常发热区域，因为外绝缘污秽形成的一般是径向均匀发热，不是径向局部发热，因而判断为内部阀片受潮引起的局部发热。内部局部受潮会引起沿瓷套内壁或阀片侧面的沿面放电，初期引起局部轻度发热，随着受潮程度的加深其阻性电流也会逐渐增大。

在1周后对该避雷器进行阻性电流测试，发现其全电流和阻性电流都有所增加，全电流已增加到3.67 mA，阻性电流由0.3 mA增加到0.53 mA，变化均超出了标准规定值。根据Q/GDW1168—2013《输变电状态检修试验规程》中的阻性电流初值差不大于50%，且全电流不大于20%的规定，该避雷器运行状况异常。

根据DL/T664—2016“电压致热型设备的缺陷一般定义为严重及以上缺陷”、“电压致热型设备应加强监测并安排其他测试手段”、“电压致热型设备缺陷明显时应立即消缺或退出运行”，避雷器相上节发热明显，呈典型避雷器受潮发热缺陷，温差超过1 K，且故障发展迅速，属危急缺陷。1个月后对该线路停电后，检测发现上节的绝缘电阻值已降低至零，再继续运行随时都有爆炸的可能。返厂解体后，发现避雷器顶部进水受潮，原因为避雷器顶部未开排水槽，随后厂家对同型号的设备进行了改造。

由此可知，红外检测可以有效发现避雷器早期局部受潮缺陷，比泄漏全电流检测发现受潮缺陷更及时、更直观。

1.2 110 kV避雷器发热缺陷

在某220 kV变电站红外成像测温过程中，发现某110 kV避雷器A、B、C三相均存在局部发热情况，A相上部和下部温差为0.6 K；B相上部和下部温差为6.5 K；C相上部和下部温差为1.5 K，如图2所示。结合DL/T 664—2016判断缺陷为电压致热性缺陷，性质为严重缺陷。

图2 某110 kV避雷器红外整体图

停电后试验人员对该避雷器进行了诊断性试验。试验结果见表1。

表1 现场试验数据

依据Q/GDW 1168—2013规定,U1mA初值差不超过±5%，0.75 U1mA泄漏电流初值差≤30%或≤50 μA，判定设备异常，不能继续运行，检修人员对该避雷器进行了更换并在试验室对其进行了拆解。拆解过程中并没有发现阀片受潮的痕迹，排除阀片受潮的因素；然后对阀片进行绝缘电阻测量，测量结果如图3所示（自左至右对氧化锌阀片进行编号：1-33号)。