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摘要：随着人们生活水平的不断提高，对电力的需求不断增加。现在人们对于供电企业的供电安全稳定性提出了较高的要求，所以供电企业为了最大限度地满足人们生产生活的实际需求，尽可能地减少停电对大家造成的不变影响，所以经常会对电力设备进行带电检修的操作，在这一过程中，借助红外热成像技术就可以实现对电力设备的带电检修操作，借助该技术可以很好地检测出电力设备内部的绝缘介质温度高低，以及电力设备在实际运行中是否存在问题故障，或是设备缺陷等，对于发现的问题可以采取及时的修正措施，避免造成对电力设备运行稳定性的更大影响，维护设备的正常运转，为用户提供可靠安全的供电需求。本文就次展开论述，仅供参考。
关键词：红外热成像;带电检修;电力设备
引言
随着经济社会的飞速发展，居民的日常生活和企业的生产活动对电力能源的需求日益增加。随着电力设备和电网负荷的激增，电网系统中许多潜在的危险因素时刻威胁着人们的生命财产安全，为维护设备安全、稳定地运行，电力设备状态检修和故障诊断显得尤为重要。随着电力系统及设备的发展，传统的检测手段因其较低的精度、可靠性以及安全性，越来越难以对故障做出及时的判别和诊断。因此亟待提出新的检测方法。
1、红外热成像技术概述
1.1红外热成像技术原理
任何物质都由分子构成，这些分子一直在进行无规则运动，在运动过程中会产生一定的热量，不断向外发出红外辐射热能，在物体表面形成不同的温度，这就是红外热成像技术中的热像。通过红外热成像技术可以观察到肉眼无法看到的热像，红外热成像技术具有很好的勘测灵敏度，因此电力设备中如果存在微量热度，就能被红外热成像技术检测到，能够及时检测出电力设备运行中存在的各种隐患，为电力设备的安全运行提供有力保障。
1.2红外热成像技术的相关设备
应用红外热成像技术进行电力设备状态检测通常会使用到红外热成像仪，这种设备主要是应用红外热成像技术对被检测物体进行热量检测，通过电子信号处理，将物体表面温度以图谱形式展现出来。红外热成像仪主要包括电路系统、热像成像软件、物体温度探测头等。物体温度探测头主要负责感知检测物体的表面温度，将检测到的物体温度分布情况记录下来，并通过电信号的形式传递到设备处理系统中。而传递回来的电信号十分微弱，需要电路系统对电信号进行加工处理。经过逻辑处理以及电子放大后，形成的电子信号可以用于成像软件进行数据合成，进而形成物体表面温度的分布图谱。
2、红外热成像技术在电力设备状态检修工作中的运用方法
2.1绝缘故障的检测
造成绝缘体发热的主要原因有以下几种：（1）绝缘子在交流电场中，由于电介质出现极化反应而造成绝缘子发热。（2）绝缘子内部可能出现穿透性电流泄漏情况，造成绝缘子发热。（3）由于绝缘子外表面出现爬电现象，导致电流泄漏，造成绝缘子发热。一般情况下，绝缘子材料如果状态良好，出现发热故障的概率就很小。此外，绝缘子的发热功率与电力设备的电压平方一般呈正比。因此，运用红外热成像技术进行电力设备状态检测时，如果绝缘子材料状态正常，其红外热成像图谱应为马鞍状，与附近的绝缘子材料温度差应当小于1℃。但是当绝缘子材料出现发热故障时，其发热功率会迅速上升，并大部分集中在绝缘子钢帽部分，当钢帽位置的温度与附近绝缘子温度出现明显差异时，可以视其为零值的绝缘子。如果绝缘子材料表面有大量杂质、灰尘堆积，会造成绝缘子材料电阻降低，而钢帽情况正常。
2.2数学模型诊断法
数学模型诊断指在动态测试技术和传感技术结合的前提下，应用数字处理技术以及建模技术，对电力设备故障进行诊断。它主要包括参数估计和状态估计等方法，在获得当前电力设备工作参数的前提下，与预测的信息和数据对比，从而对故障位置和原因做出分析。这项技术不需要大量的人工参与，相对来说较为安全，是我国目前较为先进的技术之一。但是，获得当前电网和设备的数学参数模型是一个十分复杂的过程，尤其在电网分布复杂的城区和乡镇，应用此方法则更为困难。
2.3典型内部缺陷热谱图的分析
2.3.1变压器套管内部缺陷案例分析
在某地进行红外线测试的工作中，发现该地的某一220kV变电站的变压器的低压侧C相套管以及升高座出现了整体性的发热情况，并经过检测其中最高温度点以及达到了40.5℃，并经过观察发现C相套管的桩头并没有实际的热点，所以可以判断升高座以及套管的热量实际上是由电力设备的内部导电杆以及绕组接头连接不良而产生发热。在借助宏伟测温进行跟踪性的测试发现，C相套管的整个温度有着较为明显的增长，其实际温度的最高值可以达到61.8℃。经过对油色谱进行分析，发现整个变压器油的甲烷和乙块呈现出较快的增长趋势。所以结合变压器的运行状态评价标准可以了解到设备存有一定的问题缺陷，进一步对变压器进行直流电阻的测量发现，低压侧的绕组AC、BC的直流电阻超标是非常明显的，其中的最大不平衡度甚至可以达到10.6%，再结合红外线的检测图谱可以进一步确定问题故障是属于低压侧的套管导电杆下边的接触不良引起的。
2.3.2站用变悬浮放电问题
对某地500kV变电站进行红外测温，发现35kV站用变上的A相套管上部位出现红外图谱的异常，图谱呈现出的主要特征是油面处呈现出最高温的热像，同时油面有着非常清晰明显的分界线。通过对红外图谱进行分析发现，A相套管的热像特征主要以油面处的温度最高，根据经验以及相关资料的记录可以预判是电压致热型的设备缺陷，问题故障的主要特征是缺油导致的。接下来的时间对占站用变进行特性试验与绝缘试验，测验的结构表明直流电阻以及绝缘电阻都是合格的，并没有异常情况的发现，对站用变的绝缘油进行色谱的分析发现其氢气以及总烃两者值都已经明显的超过注意值，所以通过进一步确认分析，是由于站用变内部可能存在局部的放电造成的问题故障。之后再进一步对站用变的铁芯接地方式进行检测发现，上下夹件之间的存有拉杆，同时拉杆之间还不绝缘，接地的铜片是连接在上夹件上的，再由上夹件经过吊螺杆进行接地操作，通过对吊芯进行检查发现，箱底定位的螺栓与器身定位孔之间存在着放电的迹象，所以可以进行对故障问题的判定是由于铁芯不良的接地操作导致，电压器处于正常的运行状态下，带电的绕组以及相关的引线与油箱间构成的电场都是属于不均匀的电场，其中铁芯以及其他电力设备的金属构建就处于实际电场之中，所以个各高低压绕组以及低压绕组与铁芯之间，铁芯与变压器的邮箱之间都存在着寄生电容。带电绕组就会通过寄生电容的耦合作用，使铁芯对实际地面发生悬浮的电位，一般位置的不同悬浮的电位也是不同的，但是不管哪一部位的电位只要是两者之间的电位差可以达到能够实际击穿期间的电源时，就会产生一定的电火花。
3、结语
介绍了几种传统电力设备检测方法，同时简单分析红外热成像技术在电力设备故障检测中的应用。通过对其原理的分析，说明红外成像技术在电力设备的检修和维护中的有效性，同时为将来电网电路的检修提供了新方法、新思路。但是此技术仍存在许多不成熟之处，在未来的实践和研究中有待改进和提升
参考文献：
[1]殷立新.浅谈红外诊断技术对电气设备电压致热类缺陷的分析[J].科技资讯，2012（30）：114.
[2]蒋同军，张雪然，蒋碧莺，等.红外测温技术在合肥10kV配电网中的应用[J].安徽电力，2015，32（3）：29-32，53.
[3]邵进，胡武炎，贾风鸣，等.红外热成像技术在電力设备状态检修中的应用[J].高压电器，2013（1）：126-129.
国网北京物资公司 北京 100054
关键词：红外热成像;带电检修;电力设备
引言
随着经济社会的飞速发展，居民的日常生活和企业的生产活动对电力能源的需求日益增加。随着电力设备和电网负荷的激增，电网系统中许多潜在的危险因素时刻威胁着人们的生命财产安全，为维护设备安全、稳定地运行，电力设备状态检修和故障诊断显得尤为重要。随着电力系统及设备的发展，传统的检测手段因其较低的精度、可靠性以及安全性，越来越难以对故障做出及时的判别和诊断。因此亟待提出新的检测方法。
1、红外热成像技术概述
1.1红外热成像技术原理
任何物质都由分子构成，这些分子一直在进行无规则运动，在运动过程中会产生一定的热量，不断向外发出红外辐射热能，在物体表面形成不同的温度，这就是红外热成像技术中的热像。通过红外热成像技术可以观察到肉眼无法看到的热像，红外热成像技术具有很好的勘测灵敏度，因此电力设备中如果存在微量热度，就能被红外热成像技术检测到，能够及时检测出电力设备运行中存在的各种隐患，为电力设备的安全运行提供有力保障。
1.2红外热成像技术的相关设备
应用红外热成像技术进行电力设备状态检测通常会使用到红外热成像仪，这种设备主要是应用红外热成像技术对被检测物体进行热量检测，通过电子信号处理，将物体表面温度以图谱形式展现出来。红外热成像仪主要包括电路系统、热像成像软件、物体温度探测头等。物体温度探测头主要负责感知检测物体的表面温度，将检测到的物体温度分布情况记录下来，并通过电信号的形式传递到设备处理系统中。而传递回来的电信号十分微弱，需要电路系统对电信号进行加工处理。经过逻辑处理以及电子放大后，形成的电子信号可以用于成像软件进行数据合成，进而形成物体表面温度的分布图谱。
2、红外热成像技术在电力设备状态检修工作中的运用方法
2.1绝缘故障的检测
造成绝缘体发热的主要原因有以下几种：（1）绝缘子在交流电场中，由于电介质出现极化反应而造成绝缘子发热。（2）绝缘子内部可能出现穿透性电流泄漏情况，造成绝缘子发热。（3）由于绝缘子外表面出现爬电现象，导致电流泄漏，造成绝缘子发热。一般情况下，绝缘子材料如果状态良好，出现发热故障的概率就很小。此外，绝缘子的发热功率与电力设备的电压平方一般呈正比。因此，运用红外热成像技术进行电力设备状态检测时，如果绝缘子材料状态正常，其红外热成像图谱应为马鞍状，与附近的绝缘子材料温度差应当小于1℃。但是当绝缘子材料出现发热故障时，其发热功率会迅速上升，并大部分集中在绝缘子钢帽部分，当钢帽位置的温度与附近绝缘子温度出现明显差异时，可以视其为零值的绝缘子。如果绝缘子材料表面有大量杂质、灰尘堆积，会造成绝缘子材料电阻降低，而钢帽情况正常。
2.2数学模型诊断法
数学模型诊断指在动态测试技术和传感技术结合的前提下，应用数字处理技术以及建模技术，对电力设备故障进行诊断。它主要包括参数估计和状态估计等方法，在获得当前电力设备工作参数的前提下，与预测的信息和数据对比，从而对故障位置和原因做出分析。这项技术不需要大量的人工参与，相对来说较为安全，是我国目前较为先进的技术之一。但是，获得当前电网和设备的数学参数模型是一个十分复杂的过程，尤其在电网分布复杂的城区和乡镇，应用此方法则更为困难。
2.3典型内部缺陷热谱图的分析
2.3.1变压器套管内部缺陷案例分析
在某地进行红外线测试的工作中，发现该地的某一220kV变电站的变压器的低压侧C相套管以及升高座出现了整体性的发热情况，并经过检测其中最高温度点以及达到了40.5℃，并经过观察发现C相套管的桩头并没有实际的热点，所以可以判断升高座以及套管的热量实际上是由电力设备的内部导电杆以及绕组接头连接不良而产生发热。在借助宏伟测温进行跟踪性的测试发现，C相套管的整个温度有着较为明显的增长，其实际温度的最高值可以达到61.8℃。经过对油色谱进行分析，发现整个变压器油的甲烷和乙块呈现出较快的增长趋势。所以结合变压器的运行状态评价标准可以了解到设备存有一定的问题缺陷，进一步对变压器进行直流电阻的测量发现，低压侧的绕组AC、BC的直流电阻超标是非常明显的，其中的最大不平衡度甚至可以达到10.6%，再结合红外线的检测图谱可以进一步确定问题故障是属于低压侧的套管导电杆下边的接触不良引起的。
2.3.2站用变悬浮放电问题
对某地500kV变电站进行红外测温，发现35kV站用变上的A相套管上部位出现红外图谱的异常，图谱呈现出的主要特征是油面处呈现出最高温的热像，同时油面有着非常清晰明显的分界线。通过对红外图谱进行分析发现，A相套管的热像特征主要以油面处的温度最高，根据经验以及相关资料的记录可以预判是电压致热型的设备缺陷，问题故障的主要特征是缺油导致的。接下来的时间对占站用变进行特性试验与绝缘试验，测验的结构表明直流电阻以及绝缘电阻都是合格的，并没有异常情况的发现，对站用变的绝缘油进行色谱的分析发现其氢气以及总烃两者值都已经明显的超过注意值，所以通过进一步确认分析，是由于站用变内部可能存在局部的放电造成的问题故障。之后再进一步对站用变的铁芯接地方式进行检测发现，上下夹件之间的存有拉杆，同时拉杆之间还不绝缘，接地的铜片是连接在上夹件上的，再由上夹件经过吊螺杆进行接地操作，通过对吊芯进行检查发现，箱底定位的螺栓与器身定位孔之间存在着放电的迹象，所以可以进行对故障问题的判定是由于铁芯不良的接地操作导致，电压器处于正常的运行状态下，带电的绕组以及相关的引线与油箱间构成的电场都是属于不均匀的电场，其中铁芯以及其他电力设备的金属构建就处于实际电场之中，所以个各高低压绕组以及低压绕组与铁芯之间，铁芯与变压器的邮箱之间都存在着寄生电容。带电绕组就会通过寄生电容的耦合作用，使铁芯对实际地面发生悬浮的电位，一般位置的不同悬浮的电位也是不同的，但是不管哪一部位的电位只要是两者之间的电位差可以达到能够实际击穿期间的电源时，就会产生一定的电火花。
3、结语
介绍了几种传统电力设备检测方法，同时简单分析红外热成像技术在电力设备故障检测中的应用。通过对其原理的分析，说明红外成像技术在电力设备的检修和维护中的有效性，同时为将来电网电路的检修提供了新方法、新思路。但是此技术仍存在许多不成熟之处，在未来的实践和研究中有待改进和提升
参考文献：
[1]殷立新.浅谈红外诊断技术对电气设备电压致热类缺陷的分析[J].科技资讯，2012（30）：114.
[2]蒋同军，张雪然，蒋碧莺，等.红外测温技术在合肥10kV配电网中的应用[J].安徽电力，2015，32（3）：29-32，53.
[3]邵进，胡武炎，贾风鸣，等.红外热成像技术在電力设备状态检修中的应用[J].高压电器，2013（1）：126-129.
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