王 杰，黃志剛，白鳳春

（鄂爾多斯電業(yè)局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

目前，紅外線成像技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用已日趨廣泛。利用紅外線成像技術(shù)生產(chǎn)的紅外成像儀，由于其不接觸、不停運、不取樣、不解體，測試簡便，智能化程度高，數(shù)據(jù)便于微機分析等優(yōu)點，已逐漸得到電力系統(tǒng)管理層和電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督專業(yè)人員的充分肯定。

鄂爾多斯電業(yè)局現(xiàn)有3臺紅外成像儀，其中2臺為廣州颯特公司6800型，1臺為AGEMA470型，同時各變電站均配有相應(yīng)的紅外線點溫儀。這3臺紅外成像儀自1998年投入使用以后，先后發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯電業(yè)局下屬樹林召110 kV變電站2號主變110 kV側(cè)C相套管將軍帽帽端發(fā)熱，盤山110 kV變電站351號斷路器C相油箱內(nèi)部發(fā)熱，達旗220 kV變電站154號達東線A相耦合電容整體發(fā)熱等緊急、重大及一般性設(shè)備缺陷230多臺(次)。

1 紅外成像技術(shù)在變電站及發(fā)電廠中的應(yīng)用

自1998年以來，鄂爾多斯電業(yè)局34座變電站利用紅外成像技術(shù)進行絕緣檢測，發(fā)現(xiàn)了大量的電氣設(shè)備缺陷。主要的電氣設(shè)備缺陷類型有：隔離開關(guān)接頭和頂帽發(fā)熱，多油斷路器油箱內(nèi)部發(fā)熱，耦合電容器整體和末屏發(fā)熱，變壓器和電抗器高壓套管內(nèi)連接發(fā)熱，高壓電纜接頭發(fā)熱等。紅外成像技術(shù)的應(yīng)用不僅替代了母線零值絕緣子串的帶電檢測，還可對避雷器進行在線檢測。

1.1 在隔離開關(guān)中的應(yīng)用

在某次對局北郊變電站進行紅外成像檢測時，發(fā)現(xiàn)其1012號隔離開關(guān)A相觸頭轉(zhuǎn)動球頭發(fā)熱，溫度為26.7℃，而另2相的溫度為13.5℃。依照《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》中的相應(yīng)公式計算出其相對溫差為61%?！秾?dǎo)則》規(guī)定相對溫差不大于80%時為一般缺陷，可以繼續(xù)運行。后利用停電機會進行檢查，發(fā)現(xiàn)A相轉(zhuǎn)動球頭內(nèi)彈簧(共有8個)只剩2個完好，其余全部燒壞。在更換彈簧后，A相測溫正常。另外，利用紅外成像技術(shù)還曾發(fā)現(xiàn)過隔離開關(guān)刀口及接頭發(fā)熱等多起重大缺陷。由于及時發(fā)現(xiàn)并處理，有效避免了設(shè)備事故的發(fā)生。

1.2 在發(fā)電機定子中的應(yīng)用

2004-08-20，在某次利用紅外成像技術(shù)對達拉特旗蒙達電廠5號機組定子進行測溫時，發(fā)現(xiàn)86個測點中有83個測點都連續(xù)分布在32.5℃～55.1℃區(qū)域，而有3個測點的溫度(62℃、66℃、67℃)遠離該連續(xù)區(qū)。根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》中定子鐵芯試驗的有關(guān)規(guī)定，磁密在1T下齒的最高溫升不大于25℃，齒的最大溫差不大于15℃，可以判斷這3個遠離連續(xù)區(qū)的測點顯然有重大缺陷。隨后進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)這3個測點處的焊頭焊接質(zhì)量不良，電阻值分別為正常焊頭的15.1倍、16.3倍、16.7倍。對這3個測點處的焊頭進行處理后，2004-09-06進行復(fù)測，3個測點溫度已進入連續(xù)分布區(qū)。

1.3 在多油斷路器中的應(yīng)用

2003年8月，利用紅外成像技術(shù)檢測時，發(fā)現(xiàn)沙圪堵110 kV變電站351號斷路器C相油箱內(nèi)部發(fā)熱，溫度自上而下呈階梯分布，油箱表面溫度為39℃，正常相油箱表面溫度為25℃，相差14℃，熱像圖譜十分明顯。因此，判斷351號斷路器油箱內(nèi)部故障，屬于緊急缺陷。隨即于次日停電進行試驗，發(fā)現(xiàn)油箱接觸電阻高達9.15 MΩ，為標準規(guī)定值的幾十倍。對油箱進行檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電桿發(fā)黑，導(dǎo)電桿與鋁梁螺紋連接已部分燒熔。因此，要定期利用紅外成像技術(shù)檢測高壓斷路器及其連接板接頭，以及時發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備隱患，并為斷路器實行狀態(tài)化檢修提供有力依據(jù)。

1.4 在耦合電容器中的應(yīng)用

2003-09-04，在對北郊變電站進行紅外成像測溫過程中，發(fā)現(xiàn)151號東北線A相耦合電容器整體發(fā)熱。A相溫度為19℃，正常相溫度為17.4℃，溫升達1.6℃。根據(jù)《導(dǎo)則》要求，該型號耦合電容器的相對溫升不大于1.5℃。因此，A相耦合電容器故障屬重大缺陷。于次日停電進行常規(guī)試驗，測得介損值為0.4%(規(guī)程標準為不大于0.2%)，已超標不能使用。

1.5 在高壓電纜檢測中的應(yīng)用

利用紅外成像技術(shù)檢測電纜接頭發(fā)熱是比較有效的方法。榆樹灣110kV變電站10kV電容器開關(guān)柜與電容器間采用2根截面積為95mm2的鋁芯三芯電纜連接，電纜載流量為250A。2003年3月，利用紅外成像儀測溫時，發(fā)現(xiàn)2根電纜溫度有明顯差異，一根為48℃，一根為35℃，溫度相差13℃；但未超過規(guī)程要求的60℃標準，可以繼續(xù)運行。比較其他幾組電容器的電纜溫度發(fā)現(xiàn)，其他電纜溫度都在40℃左右。依據(jù)《導(dǎo)則》中相應(yīng)公式計算出這2根電纜的相對溫差為61.54%，因此初步判斷此組電容器的電纜有異常。用鉗形表測量電纜頭處電流，發(fā)現(xiàn)一根電纜電流為229A，另一根電纜電流為0，而正常電容器的2根電纜電流都應(yīng)是117A。隨后停電檢查，發(fā)現(xiàn)電容器開關(guān)柜內(nèi)1根電纜的緊固螺絲松動，同時螺絲存在不同程度的放電現(xiàn)象。更換螺絲后測量電纜溫度正常。

某次對達鎮(zhèn)110kV變電站10kV橡塑電纜利用紅外成像技術(shù)測溫時，發(fā)現(xiàn)其電纜三叉頭溫度達147℃?！秾?dǎo)則》規(guī)定該類型的電纜運行時溫度不大于90℃，因此屬緊急缺陷。停電試驗發(fā)現(xiàn)，其泄漏電流為120μA，大于50μA的標準值。重做電纜頭后，測溫正常。

1.6 在復(fù)合絕緣子檢測中的應(yīng)用

由于紅外成像技術(shù)可以檢測到因局部放電或泄漏電流流過絕緣物質(zhì)時產(chǎn)生的介電損耗或電阻損耗等引起的絕緣子局部溫度升高，因此可以用于在線檢測。凡有明顯局部過熱點的絕緣子，其過熱點至絕緣子高壓端硅橡膠表面上均呈現(xiàn)發(fā)黑、粉化、變脆、憎水性基本喪失等特點，有的還出現(xiàn)許多細小裂紋，甚至出現(xiàn)嚴重破損。

2 需繼續(xù)探索的課題

紅外成像技術(shù)在鄂爾多斯電業(yè)局各變電站電氣設(shè)備的檢測中應(yīng)用已十分廣泛，但在以下2個方面的應(yīng)用上還需繼續(xù)探索。

(1) 理論上講，變壓器和電抗器鐵芯漏磁時應(yīng)有明顯的局部發(fā)熱現(xiàn)象，而局下屬某10kV電抗器內(nèi)部長期過熱，經(jīng)多次紅外成像檢測，雖然發(fā)現(xiàn)電抗器整體溫度較高，但并無明顯的局部發(fā)熱圖譜。因此，對如何利用紅外成像技術(shù)檢測變壓器和電抗器內(nèi)部磁滯渦流發(fā)熱仍需不斷嘗試。

(2) 利用紅外成像技術(shù)還不能對電壓、電流混合致熱型電氣設(shè)備(如套管)的故障進行準確定性，而且目前還不能完全排除各種干擾因素對紅外成像檢測結(jié)果的影響，所以在這些方面也需繼續(xù)探索。

3 經(jīng)驗與體會

隨著大電網(wǎng)、高電壓的發(fā)展，對電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行提出了越來越高的要求。紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體，且準確、快速、直觀等特點，可以實時地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障(幾乎可以覆蓋所有電氣設(shè)備各種故障的檢測)，因而備受國內(nèi)外電力行業(yè)的重視(國外已普遍應(yīng)用的一種先進狀態(tài)檢修體制)，并得到快速發(fā)展。紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運行經(jīng)濟效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中普遍推廣的一種很好手段，可以使維修水平和設(shè)備的健康水平上一個臺階。

雖然通過紅外成像儀測溫能對電氣設(shè)備進行實時帶電檢測，發(fā)現(xiàn)常規(guī)試驗手段所不能發(fā)現(xiàn)的設(shè)備故障，但就目前紅外成像檢測技術(shù)的發(fā)展水平來看，僅采用該技術(shù)還不能對設(shè)備的內(nèi)部所有故障做出準確判斷。因此，對于設(shè)備內(nèi)部故障進行檢測時，應(yīng)將常規(guī)試驗手段和紅外成像檢測手段有機結(jié)合、互為補充。

總之，在紅外成像測溫檢測時，應(yīng)該從一些不太明顯的表面現(xiàn)象入手，仔細分析，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，同時積累一些典型的溫度數(shù)據(jù)和熱圖譜，這樣在發(fā)現(xiàn)異常時進行比較分析。在發(fā)現(xiàn)問題時，不僅要按照《導(dǎo)則》的要求進行定性，而且要通過一些手段和方法找出發(fā)熱的成因，再針對具體問題進行具體分析。

1 陳 衡，侯善敬著.電力設(shè)備故障紅外診斷(第一版).北京:中國電力出版社,1999.

2 胡紅光著.電力紅外診斷技術(shù)作業(yè)與管理.北京 ：中國電力出版社，2006.