红外测温技术在高压试验中的应用

红外测温技术在高压试验中的应用

蒋曦

（国网河北省电力公司沧州供电分公司）

电力系统不论是高压、还是低压，在运行过程中总会因中原因产生一些热故障点，即设备故障前的热征兆。电力设备运行时，本身就是一个发热体，在一定发热范围内，即在允许的温度内，对设备没有什么危险，不影响寿命。如果热到一定温度后，即超过允许值太多时，易于在运行电压或过电压下热击穿；超过不多，也影响使用寿命。

电力设备各种夹件、裸露接头及隔离开关、断路器连接板接口接触不良是，流过大电流，温度大为升高。热故障开始时不严重，但会是金属表面加速氧化，接触电阻成倍增加，发热更严重，接触电阻更大，温度更高，形成恶性循环，最终导致设备事故发生。

检测热故障传统方式是停电测量电阻值，如变压器定期测量绕组直流电阻判断是否接头接触不良、断路器停电测量直阻值。有一定作用反映故障，但存在局限性，并且需要停电作业。而通过不停电的红外测温可以更加快捷方便的反应设备运行情况，

当带电设备有了热故障，特点是过热点为最高温度，通过红外测温仪，可以直观的反映故障点，通过与同类设备相同位置温度比较，或是与正常相温度比较，确定故障点温度，再根据检测标准规定确定故障点缺陷严重程度，可以准确反应设备在运行状态中存在的问题。

U：施加的电压；ω：交流电的角频率；C：介质的等值电容；tgδ：介质损耗因数

当绝缘介质的绝缘性能遭到破坏时，就会引起绝缘介质损耗增大，导致介质损耗发热功率增加。比如避雷器、套管、电缆及电缆头、耦合电容器等设备的发热故障。这是指电压致热。

红外检测时一般先用红外测温仪对多有应测部位进行全面扫描，找出热态异常部位，然后对异常部位和重点检测设备进行准确测温，并摄取热谱图，应用分析软件进行详细分析，确定故障性质，提出处理意见。

以断路器为例讨论下红外在高压试验中的应用。

高压断路器的故障较多是过热，随着通断次数的增加，触头部分磨损，从而使触头压力减小而产生接触不良。高压断路器过热故障大致分为

（1）断路器外部接线端子及线夹过热故障。

（2）断路器内部触头或连接件接触电阻过大引起的过热故障。

在预试中，检测过热缺陷的类型，是停电后合上断路器测量直流电阻。但随着多次分合闸的变化，以及静态测试中试验电流较小，不能完全反应实际状态，存在固有的局限性。所以红外测温对导流回路故障有良好的效果。断路器红外测温通过与同类型断路器红外测温结果比较、断路器各相之间红外测温相比较、与以前断路器测温结果比较，诊断断路器是否存在缺陷。

这是7月15日乐寿站带电测试工作中312断路器B相主变侧连接口热谱图，B相温度达到42度，并且外面有热缩，无法判断内部是否存在更高温度，而由于B相温度高于其他两相。所以可以确定是有热故障存在的。因为是受总开关，需要更加注意，通过上报缺陷可以统计潜在故障，将可能发生的故障提前预防，也为下次停电预试确定了重点试验工作。

在红外测温中还需要注意防止太阳照射与背景辐射影响，在电力设备运行状态红外检测过程中，检测仪器接收到的红外辐射，除包括被测设备相应部位的红外辐射外，还包括相邻其它设备和周围环境的辐射，以及太阳光的反射。所有这些背景辐射都会对被检测设备造成影响。由于物体热量的对流和辐射的交换，势必造成对被检测物体真实性的影响，所以在现场检测时应尽量避开背景辐射的影响。还需要防止运行状态的影响，检测和负荷电流有关的设备时，应选择在满负荷下检测；所以我们在测温工作中还要记录当时设备的负荷情况。检测和电压有关的绝缘时，应保证在额定电压下，电流越小越好。

红外测温在检测变压器和GIS设备等内部少数热故障时，还有些无能为力，发热量较小，热故障点距表面也较远。红外测温暂时难以诊断。虽然有存在的不足，但由于是非接触式，不需要停电，又有安全，实时性和准确性等优点，加上使用方便，红外测温已经成为高压试验带电测试的重要试验项目。