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摘要：应用红外成像技术发现电力设备外部发热隐患，在电网中已有了广泛应用，文中通过作者多年的红外成像技术的实践，分析红外成像在监测并发现电力设施内部隐患和缺陷方面所发挥的作用，列举了常见的变电设备应用红外测温技术诊断的案例，针对不同设备发热缺陷，探讨其红外测温结果深入分析的思路，提出降低发热缺陷所采取的措施和建议。
关键词：红外测温技术；电力设备；缺陷
【分类号】TN219
0 引言
随着电力工业向高压、特高压、大机组、大容量的迅猛发展，电力系统对安全可靠运行提出了越来越高的要求。因此，对电力设备运行状态的定期监测，以及缺陷判定受到了高度重视。
红外成像技术在产品运行和监测，设备故障诊断、安全保护等方面正常发挥越来越重要的作用，特别是检测的远距离、不接触、准确、实时、快速的特点，在不停电、不取样、不解体的情况下，能快速实时地监测和诊断设备运行状况，从而得到快速发展。红外测温技术作用作为电力设备在线监测的一项行之有效的技术手段，它能及早有效地发现和诊断运行中电力设备的事故隐患和故障先兆，以便采取措施，减少或避免电力设备因过热故障而引发的突发性设备事故，在电力系统中得到了广泛的应用。
1 通过一年对所辖变电站主变套管、隔离开关、电容器、引线、T型线夹等测温工作具体分析，缺陷发生最多的由高到低排序分别为隔离开关46.8%，主变套管21.8% ，电容器16.4%，T型线夹9.6%，引线压接螺丝5.4%，对发现问题的设备做详细记录并分析，提出问题，找出原因告知检修人员，并在每年春查前一天把过热的设备缺陷及时提供给局生产处和检修公司，及时消除不安全隐患，使过热设备消灭在萌芽状态。
2013年对所辖变电站主变套管、隔离开关、电容器、引线、T型线夹等测温工作具体分析，缺陷发生最多的由高到低排序分别为隔离开关45%，主变套管20.4% ，电容器17.6%，T型线夹11%，引线压接螺丝6%，通过跟踪测试设备发热足年递减，在跟踪所辖变电站投运年限，设备的使用年限，老化程度制定相应的措施，在增加巡视次数，要求在负荷高峰期，不同的时间段增加夜巡次数，在春查、秋查工作中认真检修隔离开关、母线、T型线夹等各个、固定、压接、螺栓是否拧紧、触头是否打磨，防止在高温天气、高负荷时期发生过热、超温、烧损。
2 电力设备产生内部缺陷或故障的原因和特点
2.1 电力设备内部过热缺陷成因
（1） 电气设备的内部导流接点接触不良造成的过热缺陷。
（2） 电气设备的内部材料受潮、老化、劣化引起介损增大造成的发热缺陷
（3） 油侵设备缺油造成的过热缺陷
（4） 内部绕组局部短路造成的过热
（5） 磁路的局部故障造成的热缺陷等
（6） 电气设备内部电导电流变化引起的发热缺陷
2.2 电力设备内部过热缺陷特点
当运行中的变电设备和电气设备存在内部过热缺陷时，就具备发热时间长且相对稳定的特点。故障点的热量通过热对流，向故障点周围的导体或绝缘材料传递热量，比将引起这些部位的温度升高，而这些与之有电气连接的导体。将有显著的温升，形成周围表面温度场类似核状波形发散状的温度变化。
高压电气设备内部热缺陷的特点是故障点在绝缘材料或金属外壳中。而红外线测温成像仪的检测无法穿透绝缘材料和设备外壳，因此无法直接用红外线成像装置检测电气设备的内部热缺陷。
3 几种变电设备红外测温案例的诊断与分析
3.1 隔离开关
（1）宝山3号主变220kV侧2036隔离开关A相刀闸口发热
型号：GW16-252DW出厂日期；2005-4-1 投运日期：2007-8-27，发热温度116°C，电流：311A
（2）宝山220kV2526隔离开关A相刀闸口发热
型号：GW4A-52VID出厂日期；20 05-6-1 投运日期：2007-8-27 发热温度135°C 电流：306 A
诊断要点：在高负荷期进行检测，可以达到最优效果。检测时按一般检测要求进行，热点温度分布已刀口为最热点，热点温度与负荷电流大小关系明显，成正比。
缺陷类别：危急 电流致热型。
原因分析：环境污染严重，隔离开关触指弹簧夹紧力不足，触指烧蚀或合闸机械位置不当造成接触不良。
建议：检修停电检查，进行回路电阻测试，调整机械位置，打磨处理，跟换触指弹簧，检修完成后应进行回路电阻复测，已达到厂家要求值。避免重复检修。
3.2 电容器
（1）海勃湾1号电容器中性点A相套管与铝排连接处发热
型号：BAMH-12/3-6000-1X3CW出厂日期；2004-1-1 投运日期：2004-11-1 发热温度96.8°C，电流298A
（2）骆驼山站 ：9131号电容器A相与电抗器铝牌连接导线东北面第一根发热
型号：BAM12/√3-400-1W出厂日期；2004-9-1 投运日期：2005-1-27 发热温度105°C，电流48A
诊断要点：潮湿季节进行检测可达到最优效果，以老旧、脏污电容器为检测重点，检测时按精确检测要求进行，调节电平下限为电容器本体温度，分析时英注意排除表面污秽引起发热的原因，缺陷电容器较正常电容器温度偏高。
缺陷类别：危急 电流致热型。（同类比较判断）
原因分析：环境污染严重，电容器内部受潮或整体老化引起介质损耗增大，在电压的作用下发热，接触不良或引流线截面积偏小引起发热。
建议：停电认真检查，进行紧固处理或更换引流线处理，避免重复检修。 3.3 电流互感器
（1）黄河站35kV黄三II回353断路器B相电流互感器侧线夹
型号：LB-35GYW3出厂日期；2002-10-18投运日期：20 03-11-7
发热96.6°C，电流481A
（2）黄河站35kV黄新线358断路器C相电流互感器侧套管线夹压接螺丝发热
型号：LB6-35GYW2出厂日期；2003-1-1投运日期：2003-8-1
发热温度117.5°C，电流265A
诊断要点：高温高负荷期间检测可达到最优效果，以电流互感器上部为检测重点，热点温度分布以出线柱头根部为最热点，严重时可引起互感器头部温度分布异常，热点温度与负荷电流大小关系明显，成正比.
缺陷类别：危急 电流致热型。（同类比较判断）
原因分析：电流互感器串联排接触不良，或内部一次连接线散股＼断股.
建议：严重、危急缺陷带电进行油色普分析，停电检查，进行回路电阻测试，确认原因后解体进行内部连接紧固或更换处理。
3.3 隔离开关拐臂
卧龙岗220kV母联2244隔离开关C相拐臂销子发热
型号：SSBIII-AM-245M出厂日期；2011-10-1投运日期：2012-6-13发热温度 101.1°C电流：132A
诊断要点：高温高负荷期间检测可达到最优效果，以隔离开关拐臂销子为检测重点，热点温度分布以拐臂销子部为最热点，严重时可引起拐臂销子脱落、造成事故，热点温度与负荷电流大小关系明显，成正比.
缺陷类别：危急 电流致热型。（同类比较判断）
原因分析：隔离开关拐臂销子压接处松动
建议：严重、危急缺陷、停电检查，进行回路电阻测试，确认原因后解体进行内部连接紧固或更换处理。
4 结论与建议
4.1 每年7、8、9月过热、超温、烧损发生在负荷高峰期、天气高温时期，所以要求在不同的负荷高峰期、时间段、有针对性的对220KV、110KV的设备增加巡视次数，要增加夜间特巡，分类要对隔离开、电缆接头、老重复过热的隔离开关、断路器的设备重点监测。
4.2 在春查、秋查验收工作中认真检查刀闸、隔离开关、母线T型线夹等各个固定、压接、螺栓是否拧紧、触头是否打磨等，防止在高温天气、高负荷时期发生过热、烧损缺陷。
4.3 由于电力设备多样性，在应用红外成像仪测温工作中，不仅要对已形成共识的断路器、隔离开关接头发热等外部连接点进行重点检查测温，还要随时观察一些不太明显的、温差不大等表面现象，准确了解电气设备的内部结构和工作原理，明确要点，并对各种红外成像图片进行梳理、归类分析，不断积累一些典型的温度数据，建立各类电气设备的红外测温数据档案。红外测温成像仪的应用不仅可以发现异常，缺陷和故障，而且在于按规程要求进行缺陷的定性，查处电气设备产生故障的成因。
红外热像仪的检测与诊断也有他的局限性。红外热像仪是对设备表面进行红外扫描测温为基础的，又因为红外辐射在固体中穿透能力及其微弱，对于设备内部的某些故障，若因发热功率太小，或因故障部位距设备表面太远，使故障发热不能再设备表面产生明显的热反应，红外方法就难以从设备外部监测到内部的运行技术状态，就难以准确地进行故障诊断（如变压器内部故障、封闭式开关柜内部设备等）。只有提高测试人员的素质，不断积累经验，从设备的外部发热图片出发，结合其他测试数据，判断设备的故障及类别，使红外热成像技术更好地为电网的安全生产服务。
参考文献
1、 电力设备红外诊断典型图谱及案例分析 湖南省电力公司电力科学研究院
关键词：红外测温技术；电力设备；缺陷
【分类号】TN219
0 引言
随着电力工业向高压、特高压、大机组、大容量的迅猛发展，电力系统对安全可靠运行提出了越来越高的要求。因此，对电力设备运行状态的定期监测，以及缺陷判定受到了高度重视。
红外成像技术在产品运行和监测，设备故障诊断、安全保护等方面正常发挥越来越重要的作用，特别是检测的远距离、不接触、准确、实时、快速的特点，在不停电、不取样、不解体的情况下，能快速实时地监测和诊断设备运行状况，从而得到快速发展。红外测温技术作用作为电力设备在线监测的一项行之有效的技术手段，它能及早有效地发现和诊断运行中电力设备的事故隐患和故障先兆，以便采取措施，减少或避免电力设备因过热故障而引发的突发性设备事故，在电力系统中得到了广泛的应用。
1 通过一年对所辖变电站主变套管、隔离开关、电容器、引线、T型线夹等测温工作具体分析，缺陷发生最多的由高到低排序分别为隔离开关46.8%，主变套管21.8% ，电容器16.4%，T型线夹9.6%，引线压接螺丝5.4%，对发现问题的设备做详细记录并分析，提出问题，找出原因告知检修人员，并在每年春查前一天把过热的设备缺陷及时提供给局生产处和检修公司，及时消除不安全隐患，使过热设备消灭在萌芽状态。
2013年对所辖变电站主变套管、隔离开关、电容器、引线、T型线夹等测温工作具体分析，缺陷发生最多的由高到低排序分别为隔离开关45%，主变套管20.4% ，电容器17.6%，T型线夹11%，引线压接螺丝6%，通过跟踪测试设备发热足年递减，在跟踪所辖变电站投运年限，设备的使用年限，老化程度制定相应的措施，在增加巡视次数，要求在负荷高峰期，不同的时间段增加夜巡次数，在春查、秋查工作中认真检修隔离开关、母线、T型线夹等各个、固定、压接、螺栓是否拧紧、触头是否打磨，防止在高温天气、高负荷时期发生过热、超温、烧损。
2 电力设备产生内部缺陷或故障的原因和特点
2.1 电力设备内部过热缺陷成因
（1） 电气设备的内部导流接点接触不良造成的过热缺陷。
（2） 电气设备的内部材料受潮、老化、劣化引起介损增大造成的发热缺陷
（3） 油侵设备缺油造成的过热缺陷
（4） 内部绕组局部短路造成的过热
（5） 磁路的局部故障造成的热缺陷等
（6） 电气设备内部电导电流变化引起的发热缺陷
2.2 电力设备内部过热缺陷特点
当运行中的变电设备和电气设备存在内部过热缺陷时，就具备发热时间长且相对稳定的特点。故障点的热量通过热对流，向故障点周围的导体或绝缘材料传递热量，比将引起这些部位的温度升高，而这些与之有电气连接的导体。将有显著的温升，形成周围表面温度场类似核状波形发散状的温度变化。
高压电气设备内部热缺陷的特点是故障点在绝缘材料或金属外壳中。而红外线测温成像仪的检测无法穿透绝缘材料和设备外壳，因此无法直接用红外线成像装置检测电气设备的内部热缺陷。
3 几种变电设备红外测温案例的诊断与分析
3.1 隔离开关
（1）宝山3号主变220kV侧2036隔离开关A相刀闸口发热
型号：GW16-252DW出厂日期；2005-4-1 投运日期：2007-8-27，发热温度116°C，电流：311A
（2）宝山220kV2526隔离开关A相刀闸口发热
型号：GW4A-52VID出厂日期；20 05-6-1 投运日期：2007-8-27 发热温度135°C 电流：306 A
诊断要点：在高负荷期进行检测，可以达到最优效果。检测时按一般检测要求进行，热点温度分布已刀口为最热点，热点温度与负荷电流大小关系明显，成正比。
缺陷类别：危急 电流致热型。
原因分析：环境污染严重，隔离开关触指弹簧夹紧力不足，触指烧蚀或合闸机械位置不当造成接触不良。
建议：检修停电检查，进行回路电阻测试，调整机械位置，打磨处理，跟换触指弹簧，检修完成后应进行回路电阻复测，已达到厂家要求值。避免重复检修。
3.2 电容器
（1）海勃湾1号电容器中性点A相套管与铝排连接处发热
型号：BAMH-12/3-6000-1X3CW出厂日期；2004-1-1 投运日期：2004-11-1 发热温度96.8°C，电流298A
（2）骆驼山站 ：9131号电容器A相与电抗器铝牌连接导线东北面第一根发热
型号：BAM12/√3-400-1W出厂日期；2004-9-1 投运日期：2005-1-27 发热温度105°C，电流48A
诊断要点：潮湿季节进行检测可达到最优效果，以老旧、脏污电容器为检测重点，检测时按精确检测要求进行，调节电平下限为电容器本体温度，分析时英注意排除表面污秽引起发热的原因，缺陷电容器较正常电容器温度偏高。
缺陷类别：危急 电流致热型。（同类比较判断）
原因分析：环境污染严重，电容器内部受潮或整体老化引起介质损耗增大，在电压的作用下发热，接触不良或引流线截面积偏小引起发热。
建议：停电认真检查，进行紧固处理或更换引流线处理，避免重复检修。 3.3 电流互感器
（1）黄河站35kV黄三II回353断路器B相电流互感器侧线夹
型号：LB-35GYW3出厂日期；2002-10-18投运日期：20 03-11-7
发热96.6°C，电流481A
（2）黄河站35kV黄新线358断路器C相电流互感器侧套管线夹压接螺丝发热
型号：LB6-35GYW2出厂日期；2003-1-1投运日期：2003-8-1
发热温度117.5°C，电流265A
诊断要点：高温高负荷期间检测可达到最优效果，以电流互感器上部为检测重点，热点温度分布以出线柱头根部为最热点，严重时可引起互感器头部温度分布异常，热点温度与负荷电流大小关系明显，成正比.
缺陷类别：危急 电流致热型。（同类比较判断）
原因分析：电流互感器串联排接触不良，或内部一次连接线散股＼断股.
建议：严重、危急缺陷带电进行油色普分析，停电检查，进行回路电阻测试，确认原因后解体进行内部连接紧固或更换处理。
3.3 隔离开关拐臂
卧龙岗220kV母联2244隔离开关C相拐臂销子发热
型号：SSBIII-AM-245M出厂日期；2011-10-1投运日期：2012-6-13发热温度 101.1°C电流：132A
诊断要点：高温高负荷期间检测可达到最优效果，以隔离开关拐臂销子为检测重点，热点温度分布以拐臂销子部为最热点，严重时可引起拐臂销子脱落、造成事故，热点温度与负荷电流大小关系明显，成正比.
缺陷类别：危急 电流致热型。（同类比较判断）
原因分析：隔离开关拐臂销子压接处松动
建议：严重、危急缺陷、停电检查，进行回路电阻测试，确认原因后解体进行内部连接紧固或更换处理。
4 结论与建议
4.1 每年7、8、9月过热、超温、烧损发生在负荷高峰期、天气高温时期，所以要求在不同的负荷高峰期、时间段、有针对性的对220KV、110KV的设备增加巡视次数，要增加夜间特巡，分类要对隔离开、电缆接头、老重复过热的隔离开关、断路器的设备重点监测。
4.2 在春查、秋查验收工作中认真检查刀闸、隔离开关、母线T型线夹等各个固定、压接、螺栓是否拧紧、触头是否打磨等，防止在高温天气、高负荷时期发生过热、烧损缺陷。
4.3 由于电力设备多样性，在应用红外成像仪测温工作中，不仅要对已形成共识的断路器、隔离开关接头发热等外部连接点进行重点检查测温，还要随时观察一些不太明显的、温差不大等表面现象，准确了解电气设备的内部结构和工作原理，明确要点，并对各种红外成像图片进行梳理、归类分析，不断积累一些典型的温度数据，建立各类电气设备的红外测温数据档案。红外测温成像仪的应用不仅可以发现异常，缺陷和故障，而且在于按规程要求进行缺陷的定性，查处电气设备产生故障的成因。
红外热像仪的检测与诊断也有他的局限性。红外热像仪是对设备表面进行红外扫描测温为基础的，又因为红外辐射在固体中穿透能力及其微弱，对于设备内部的某些故障，若因发热功率太小，或因故障部位距设备表面太远，使故障发热不能再设备表面产生明显的热反应，红外方法就难以从设备外部监测到内部的运行技术状态，就难以准确地进行故障诊断（如变压器内部故障、封闭式开关柜内部设备等）。只有提高测试人员的素质，不断积累经验，从设备的外部发热图片出发，结合其他测试数据，判断设备的故障及类别，使红外热成像技术更好地为电网的安全生产服务。
参考文献
1、 电力设备红外诊断典型图谱及案例分析 湖南省电力公司电力科学研究院