红外测温技术在TA二次回路故障检测中的应用

红外测温技术在TA二次回路故障检测中的应用

王思皓王煜

（国网电力科学研究院江苏南京210061）

摘要：近年来，红外测温技术在TA二次回路故障检测中的应用得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。红外测温技术以直观的图像、强大的技术分析软件已成为电力设备最有效的在线监测工具之一。本文通过分析一起应用红外测温技术检测TA二次回路故障的事例，提出二次设备发热型故障的三种常见类型，分析原因并提出相应的控制措施。

关键词：红外测温技术；TA二次回路；故障检测；应用

1前言

红外测温技术已经广泛应用于电力一次设备的检测中，可以发现许多一次设备隐性缺陷，如一次设备的线夹接头发热、刀闸接触不良发热、内部绝缘损坏发热等缺陷。但目前在二次设备上应用效果并不明显，主要因为二次设备工作在小电流环境下、温升不大、发热情况不突出，运行检修人员还没有掌握应用方法与技巧。下面介绍一起红外检测发现变电站电流互感器TA二次回路故障的实例。

2应用红外测温技术检测TA二次回路故障实例

2015年6月21日，某变电站夜间巡视测温时发现TA回路端子箱内二次电流端子排局部温度异常。当时环境温度为20℃，其他端子温度为24℃，发热端子温度为37.5℃。

通过查看图纸确定该发热端子是一个电流回路二次端子。为避免在处理过程中引起二次电流回路开路造成设备跳闸及人员伤害，在做了临时安全措施情况下进行检查。发现了第二套线路保护的15号端子紧固螺丝松脱，紧固螺丝后连续跟踪复测温度正常。

如果未能及时发现该TA回路异常，当回路中电流很大时，发热烧断或氧化过热而造成TA二次回路开路。故障点可能有火花放电声、冒烟和烧焦现象，严重时引起电流互感器损坏，造成设备越级跳闸、负荷损失、影响地区电网稳定。3几种可应用红外测温技术进行检查的二次设备故障类型红外测温技术主要可以检测出TA回路的外部接触性过热、直流空开或熔断器过热、保护插件局部过热三种类型的发热故障。根据该变电站近三年来的二次设备测温结果显示，TA回路过热的占总二次设备发热的20%，直流空开或熔断器过热的占总二次设备发热的50%，保护插件局部过热占总二次设备发热的25%，其他的仅占5%。

因此，分析以上三种类型的二次设备发热原因对减少二次设备发热故障具有重要的意义。

3.1TA回路过热

TA回路过热主要是因为端子接触不良导致的，严重的可能形成TA回路开路造成一次设备损坏、保护误动，引起事故。

接触件结构设计不合理、端子型式陈旧、材料选用错误、环境影响是老旧变电站TA端子接触不良的主要原因。以前使用钢片直接弯接，在使用过程中螺丝松动导致接触不良，而且裸露的铜线接头也会在空气中发生氧化、腐蚀，导致导电性降低造成接触不良。

热处理电镀等表面处理工艺不合理，安装工艺不规范是新建变电站TA端子接触不良的主要原因。曾出现过导线绝缘皮未按规定用剥线钳剥离，即直接用端子头压接，导致压接不实形成虚接；或施工人员麻痹大意，未将端子头上的绝缘保护材料剥掉就进行安装导致接触不良。

端子接触不良导致的TA回路过热现象还易发生在保护预试定检之后。因试验人员粗心大意，验收人员未检查现场恢复情况，导致漏恢复或者接线未紧固，在运行带负荷后TA回路端子发热。

3.2直流空气开关或熔断器过热

直流空气开关（简称空开）或熔断器过热一般都是由于最初的设计值或直流屏柜厂家提供的开关额定电流值不满足现场需要，或者是未进行相关极差校核导致的。直流系统一旦发生故障，经常会出现开关误动、拒动，甚至是越级误动，对保护系统稳定运行危害极大。

3.3保护插件局部过热

保护插件过热可能导致环境温度超出电子元器件的运行温度，造成插件本身和相邻插件的烧毁。空间设计不合理、散热系统不完善、设备积灰未得到及时清扫、设备安装环境恶劣是保护插件局部过热的主要原因。

4TA二次回路故障查找方法

4.1导通法

导通法实际上就是检测电阻的时候使用万用表欧姆档。依据导通测量方式的时候如果出现不通回路的问题，此时需要及时断开回路电源。当继电器失磁变位以后，就不容易检查出设备不良接触现象，一般来说，这种方式不适合检测不带电流和电压的不通回路。

4.2测电压降法

测电压降法主要就是依据接通回路的基础来良好接触点，确保具备趋于零的两端电压，如果两端电压不为零，此时可以发现能够良好接触回路元件，但是会未接触或者不良基础触点。趋近于零的电流线两端电压，如果比较大会出现一定问题，电压线圈和电阻元件存在相应电压，如果回路中只具备无串联一个电压线圈电阻的时候，相比较电压电源电压来说，线圈两端电压不应该低太多。

4.3对地电位法

对地电位法主要就是对不通二次回路故障进行检测，此时可以不断开电源。检测之前需要对回路对地电位进行分析，然后测量对地电位，比较测量值和分析结果的极性。比较测量结果和电位分析，出现相同的分析值和测量值，没有很大误差，此时可以说明具备比较良好元件。如果出现比较大误差后者相反，表明设备出现一定问题。

5改进措施探讨

针对以上提出的三种典型的二次设备发热故障，结合工作实际提出以下改进措施：（1）对于老旧变电站的TA端子引起的松动问题，首先是抓紧做好技术改造，同时缩短运行维护周期。其次充分利用红外测温这一工具，排查隐患点，在保证安全的前提下及时紧固松动端子，并且做好端子箱的防水防潮工作，防止高湿、高酸环境造成端子排腐蚀、生锈。（2）对于新建变电站的TA端子接触不良问题，应加强工程投产验收，在有条件的情况下进行100%的导通测试。并且在二次回路带负荷后进行特巡测温。（3）对预试定检后出现的TA端子接触不良问题，应提高预试定检人员技能，强化二次措施单的执行质量，杜绝因人员麻痹大意造成的事故事件。（4）对直流空开或熔断器过热问题，首先是做好设备选型，杜绝极差校验不合格的产品入网。其次对于已运行的设备，应加强直流空开和熔断器的使用维护，全面而系统的进行校核，以保证开关上、下级极差配合合理，确保系统可靠安全运行。此外，设置专人负责对直流空开及熔断器的定值管理工作也是必要的。（5）对于保护插件过热造成频繁烧毁的问题，最主要是要解决二次设备空间及散热系统设计问题。此外加强设备维护清扫，改善保护设备的运行工况也是一种有效手段。

结束语

红外测温技术应用在二次系统中还未能取得在一次系统中那样的明显成果，存在的主要难点在于：（1）变电站二次系统设备种类、数量繁多，并不是所有的设备、回路都适合采用红外测温的方法进行，比如电压互感器TV回路、操作回路、信号回路等。如不能有效的区别哪类设备适合使用红外测温方法，而一概而论不加分析，会大大增加运行人员的工作量。应根据现场实际，有重点的对高风险的TA回路、电源回路、保护插件进行测温工作，明确二次设备关键测温点；制定详细周密的红外测温计划，尤其对老旧变电站、新投运变电站、预试定检后间隔、易频繁故障的二次设备部件要缩短测温周期或进行特巡特维。（2）技术规范中对一次设备温差等有详细的规定，但对二次设备的缺陷等级判断缺乏详细的标准，使得现场人员不能有效地把握判断准则，对于还处在萌芽状态的发热不能有效地发现与排除。制定更加有操作性和指导意义的二次设备红外诊断规范尤为重要。

参考文献：

[1]DL/T664-2008带电设备红外诊断应用规范[S]北京中国电力出版社

[2]刘焰峰，李剑刚.红外诊断技术在苏州电网中的应用[J]高电压技术