变电运维中电压致热型缺陷的红外测温技术研究

范振华

（国网山西朔州市供电公司，山西 朔州 036000）

引言

一般电压致热型设备包括耦合电容器、电压互感器、避雷器、套管等。上述设备经常会因为存在的内、外部缺陷而造成所分布的电压是异常的，就会增大泄露的电流，继而有故障产生。引起此种设备有致热效应的是电压，基本上和负荷电流没有太大关联。对设备缺陷进行诊断的关键措施就是红外测温，红外测温所具有的优点是较好的安全性、较高的普查效率等。相比于固有预防性试验，红外测温可以更好地检测设备缺陷，且和负荷电流与电压相关联的，可以当做设备状态检修、设备故障与前期的隐患预警的依据[1-3]。

1 穿墙套管末屏的电压致热型缺陷

当运维人员红外测温220 kV某站1号主变110 kV的穿墙套管时，得知有异常的热点存在于C相的末屏，此时的温度是16.4℃，和同一位置的A、B相末屏相比较，温度分别要高4.7℃、2.8℃。通过检测得知，C相末屏就是发热的地方。

把穿墙套管与主变压器二者的额定电流进行比较，前者要比后者大，能够使载流量的所有要求得到满足的是导电体的直径，通常情况，不会有部分位置发热的状况。泄露电流、电压异常分布、内部绝缘装置不正常等导致了电压致热性故障。当处于故障最开始的阶段，若应用的检测技术是固有技术，那么故障几乎不被发现。若看出温差数值比总数值还要高，那么就表示有不小的安全隐患或缺陷存在于设备中。需要运维人员高度重视起来，注意是不是电压致热型方面的问题[4]。

按照DL/T 664—2016的《带电设备红外诊断应用规范》与红外热像发现，有电压致热型缺陷的是此穿墙套管中的C相内[5]。

按照计算相对温差的公式，把2个测点对应的温度和2个测点中热点较高的温升比的占比，就是：式中：用τ2、τ1代表的是正常相对应点、发热点的温升；用T2、T1代表的是正常相对应点、发热点的温度；用To代表的是要测设备范围的环境温度。

通过计算发现，C相和A相之间的相对温差是73.4℃。所以，就能判断出有比较严重的热缺陷存在于此穿墙套管中。

在检修时，要将末屏停电，然后把末屏拆下来，然后在把末屏解体，就会破坏末屏接地，此时就有电容形成于末屏中，此电容要比套管自身所具有的电容小很多。依据串联电容的基本原理，把悬浮电压分布在地和末屏之间，且悬浮电压比较高，进而就导致末屏个别地方发热。在运维班组使用红外测温进行检测时，就会马上发现，继而检修班组就会马上进行处置，保证电网运行的安全性。综上所述，所使用红外测温技术可以当做检修设备故障、设备期初隐患预警的依据。

2 变电运维内红外测温技术与其优点

不解体、不取样、远距离、不接触是红外测温技术所具有的特点，能够使用本身所具有的功能来把热辐射进行转换，直接转换成图像，让测试效果的直观性、准确性与快速性更高。该技术基于对电力设备所具有的热辐射进行采集，来对设备温度进行检查，而且相比于别的监测方式。

红外测温技术所具有的优点是：

1）该监测设备相对来说体积不大，绝大多数是手持式的，当进行使用时，辅助设备是不需要的，移动比较方便，监测的角度比较全。

2）辐射功能是红外测温技术所具有的，可以单独把工作完成，而且所监测的数据是具有时效性与精准性的。

3）所具有的优点是远距离、不接触，当变电运维的电压等级不同时，能够明显把巡视变电站的效率提高，而且巡视的更加安全。

4）在储存数据和图像时更方便，软件的使用可以很好地把数据图像结合起来，而且使不一样的变电站能够共享数据，可视化分析所监测的结果。

5）由于其数据比较科学与客观，可以防止运维人员自己的主观判断。

3 变电运维应用红外测温的方法

当操作测温之前，在测温仪的场地中都是需要了解测量目标的面积。在视场大于目标尺寸时，测温设备中就会融入辐射能量，测定误差就会增大；在视场小于目标尺寸时，在测量范围以外的背景就不会干扰测温设备。由于测量结果受其处于的环境的影响比较大，因此，解决方法要比较合理。当测温可以使前提条件得到满足时，就尽可能把测量距离减小，使数据更加准确。由于要防止背景和环境所产生的干扰，那么测温时要选择的时间是傍晚和阴天。

以下几种就是用于变电运维工作内的测温技巧。

1）和同类进行比较与判断。针对电压致热型设备而言，由于比较小的温差，所需要比较分析的是同组设备中的同相与不同三相与相同种类的设备彼此之间相对位置所存在的温差，比方说套管末屏的发热缺陷。

2）对图像所具有特征进行判别。比较相同种类设备在异常与正常状态时红外图，对设备进行判断，判断其是正常还是异常。那么此时，就要把所有对图像进行干扰的因素给排除掉，例如光照、温度等。

3）分析留档的图谱。留档图谱和跟踪同一个设备，并对不同时期此设备发生的温度场与温度的改变进行分析，把存在于设备中的问题找出来。

4 红外测温的思考和运维建议

巡视设备是变电站运维中最主要的工作，该工作需要运维人员把所有安全隐患巡查出来，要对设备正常运行的情况进行检查。听觉、接触、观察是固有巡视所使用的措施，缺陷性最大的是观察，几乎不能把个别电压设备中所存在的缺陷查出来，那么就会造成有发热出现在电力设备中。当刚开始发热时，就很难被技术员所发现，只有发热到特定程度方能被发现，可是在此时，已经有损坏出现在设备中，就造成有缺陷出现在设备中。

按照有关统计得知，设备的发热缺陷大概占所有设备故障的55%左右，仅凭借触觉与听觉根本不能把设备正常运行的状态检查出来。那么变电运维中的红外测温的重要性就体现出来了，而且还要和实际状况相结合，对监测方式制定出来，正常运行的情况进行监测。半开放是此种套管设备所处的状态，该设备由于要在不短的时间内都有顶棚，雨水不能冲刷此设备，而且要横向放置此种套管。由于时间的不断推移，就会有脏的灰尘在套管的上部聚集，就会影响设备正常运行，就会有发热发生。因为所处的位置是设备的下部，当测温选取红外测温时，因为角度这一因素，就很容易把测温该种发热点给遗漏掉。

运维工作所具有的质量与其技术水平有很大的关系，当开展变电运维时，一定要培训红外测温技术，要把红外测温的所有方法都要学会，方能当进行测温时，及时把缺陷发现，然后重视起来，保证电网运行的安全性。