红外检测技术在电力设备故障诊断中的应用案例探讨

红外检测技术在电力设备故障诊断中的应用案例探讨

张玉辉、卢兴睿、王玉强

国网新疆电力有限公司检修公司，新疆乌鲁木齐 830000

[内容提要]目前，红外检测技术在我国电力系统中已得到比较广泛的应用，并取得了显著的效果。为设备的带电检测和故障诊断提供了依据，有效地预防了各类设备事故的发生。大大提高了设备运行的可靠性。本文探讨了新疆电网发生的一起红外检测实际应用案例。介绍了红外检测技术在电缆接地保护箱故障诊断中的具体应用。

[关键词]红外检测技术；电力设备；故障诊断；电缆接地保护箱

0 引言

目前新疆地区的超特高压交直流混联骨干电网，东到哈密、西至伊犁、北连塔城、南延喀什，东西跨度1400公里，南北跨度1300公里，肩负着“疆电外送、疆内跨区输电、新能源接纳”三大任务，有力支撑了自治区经济社会发展。当下电网设备运行年限逐年递增，故障率也随之攀升，因此对电网设备故障检测提出了更高要求。红外检测技术作为一项成熟的带电检测技术，其特点是可对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，便于检修人员及时采取合理、可靠的处理措施，减少设备因过热缺陷而造成的事故停电，保障了电力设备持续可靠的进行供电。

1 红外检测技术

1. 1. 红外检测技术发展概述

1800年英国的天文学家Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。

1.2红外热成像仪的发展过程

红外热像仪是一门使用光电设备来检测和测量辐射并在辐射与表面温度之间建立相互联系的科学。20 世纪六十年代，军事应用领域的持续发展造就了第一个便携式系统。该系统可用于建筑诊断和材料无损测试等应用领域。20 世纪七十年代的热成像系统结实耐用而且非常可靠，但与现代热像仪相比，它们的图像质量不佳。到 20 世纪八十年代初期，热成像技术已广泛应用于医疗、主流行业以及建筑检查领域。经过校准后，热成像系统可以制作完全的辐射图像，这样便可测量该图像中任意位置的辐射温度。最后将红外辐射分布，转换为人眼可见图像的装置。

2 红外检测技术在新疆电网应用案例分析

2.1故障概述

2017年10月30日，750千伏某电站运维人员巡视发现2号所用变高压侧电缆铠装接地保护箱B相接地引线异常发热。

2.2现场检查发热情况如下

1. 故障设备信息

2号所用变高压侧电缆变压器侧铠装接地保护箱为直接接地端（以下简称1号箱），电流互感器侧铠装接地保护箱为间隙接地端（以下简称2号箱）。1号箱为整体浇筑式，现场无法打开。

2. 红外测温情况

现场红外测温情况见下表：

现场测试仅有1号箱下部B相铠装引线与上部接地端两处位置发热，铠装引线其余部位未见发热，且两处热点温度较为接近，怀疑为同一发热源散发的热量，发热点在1号箱内部，而不是环流或者涡流造成发热。

3. 对地电位测试

通过测试发现，2号箱内B相保护器上端对地电位为219mV，说明B相铠装引线回路存在悬浮电位，产生悬浮电位的原因应当是1号箱内的直接接地点虚接或者接触不良造成的，进而产生0.36A的接地电流。说明该回路中不存在多点接地的可能性，如果回路有多点接地，该回路不会产生悬浮电位。

2.3故障原因分析

1号箱内部结构图如下图所示：

结合内部结构来看，B相铠装引线极有可能是在图中红圈“插拔头”位置处连接不牢靠，电阻变大，造成发热。通过物理位置判断，B相插拔头位置处于正中间，如果该位置发热，再将热量传递出来，那么就与现场红外成像测试结果相符。

2.4现场临时处理措施

通过以上测试分析，我们确认B相铠装电缆引线回路确实存在悬浮电位且该回路目前不存在接地甚至多点接地可能，大胆的假设B相插拔头位置连接不牢靠，接地不良，得出解决保护箱发热的措施：在2号箱内B箱保护器高压侧临时接地，保证B相铠装电缆引线回路可靠接地，1号箱发热问题自动解决。

装设临时接地线后，通过电流测试发现B相铠装电缆引线回路电流全部由原来的1号箱接地改为2号箱临时接地线入地。1号箱发热部位温度开始逐渐降低，大约一小时左右，温度恢复正常。2号箱及临时接地线未见发热。

3 故障的后续处置

（一）通过现场测试分析及处理结果，判断1号箱B相插拔头处损坏，需要整体更换，2017年12月结合停电对该接地箱进行了整体更换处理，设备恢复正常运行。

（二）装设临时接地线后，B相铠装电缆引线回路电流仍然存在0.36A电流，但是测试回路对地电位为零，怀疑B相电缆对铠装绝缘可能存在异常，停电后进行绝缘电阻测试，发现该相铠装绝缘为0.2MΩ，绝缘不合格，后于2019年进行了电缆故障定位及绝缘处理，电缆恢复正常运行状态。

4结束语

总而言之，在红外检测技术日渐成熟和广泛应用背景下，在750kV变电变电设备的故障判断分析中起到越来越重要的作业，保证了电力系统的稳定可靠运行。我公司技术人员会继续做好红外测温技术的学习研究工作，拓展应用范围。继续发现问题，解决问题，总结经验，针对出不同设备发热的成因，具体问题具体分析。

参考文献

【1】DL／T 664—1 999带电设备红外诊断技术应用导则

【2】周茵．红外测温技术的应甩【J】．电力系统装备，2003