±800kV特高压直流换流站设备红外热像带电检测技术应用探讨.pdf

2012 年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 陷[4]。 由于电力设备不同性质、不同部位和程度不同的故障，在设备表面不仅会产生不同的温升值， 而且会有不同的空间分布特征，所以分析处理红外检测到的上述运行状态信息，就能够对设备中 潜伏的故障或事故隐患属性、具体位置和严重程度做出定量判断。这就是电力设备故障红外诊断 的基本原理[5]。 (2) 主要特点 红外检测技术是依靠和采用红外仪器，在非接触情况下，对设备的各种状态和指标进行检测， 得到其温度场分布，测出各部位的温度值，诊断各类故障。红外检测技术具有操作方便，检测迅 速，工作效率高，安全性能好的特点。 红外热像测温技术是当今迅速发展的高新技术之一，已广泛地应用于军事、准军事和民用等 领域，并发挥着其它产品难以替代的重要作用。世界上，美国、德国、英国、法国等发达国家非 常重视红外热像测温技术的研究与应用。我国近年来，在电力系统也广泛使用红外热像带电检测 技术，取得了巨大的经济效益和社会效益。 2 电气设备故障分析与诊断 随着电气设备故障红外诊断技术研究的深人发展，特别是通过对高压电气设备内部故障发热 的传热分析与模拟试验研究，并结合大量现场监测统计分析，人们逐渐掌握了各类高压电器不同 故障发热的热场分布规律与表面红外热像特征。 (1) 红外诊断的基本方法 包括：温度判断法、相对温差法、档案分析法[5]。 1) 温度判断法。原理简单，操作方便，工作效率较高，能够从大量运行设备中发现明显的 发热问题，适用于输变电设备的日常巡视工作。应用温度判断法开展红外检测工作，一般要选择 在负荷晚峰时段，严格按照日常巡视检查路线，杜绝检测死角，对运行设备进行普测。晚峰时段 设备通过的负荷电流较大，温度相对较高，红外辐射较强，同时避免了日照因素的干扰，检测出 的数据误差相对变小，容易准确地发现设备的明显发热现象。 2) 相对温差法。是对两台设备状况( 型号、安装地点、环境温度、表面状况、背景热噪声 和工况等) 相同或基本相同的两个对应测点之间的温度进行比对分析，从而预判设备在环境温度 升或负荷电流急剧增加后是否会发生明显发热缺陷的方法，是一种预判设备是否存在发热缺陷的 方法，主要适用于电流型设备。该方法操作比较复杂，耗时较长，适用于电流即将较大变化的设 备的巡视检查，包括运行方式即将调整，潮流将较大变化前的设备巡视检查; 迎峰度夏前重点设 备的巡视检查; 重要电源或负荷投产前的设备特巡等工作。 3) 档案分析法。是通过对同一设备不同时期红外图谱的分析，根据其温度的空间分布变化， 结合经典的设备正常红外图谱与典型故障红外图谱进行分析，及时发现其内部缺陷的一种方法。 档案分析法可以根据输变电设备状态检修的需要，在设备开展状态评价前，收集重点设备不同时 期的检测数据( 例如温升、相对温差和红外谱图) ，并进行比对分析。设备各个时期的检测数据 按照相对温差法中介绍的方法进行采集。 (2) 红外诊断的适用范围 从故障的发热机理，电力设备故障红外诊断的适用范围如下： 472 2012 年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 1) 电流致热型故障。高压电气设备的导流回路因连接不良，接触电阻增大而出现局部过热。 当改变负荷电流时，其发热功率和表面红外热像也随之改变。 一旦某处连接件，接头或触头构成不良连接，则会使接触电阻增大，电阻损耗增加，产生局 部过热，温升增高。并且，必然加速构件电接触表面的氧化。这样，又进一步增大接触电阻，形 成恶性循环如此发展下去最终导致设备在不良连接处产生熔焊或拉断等严重事故。 2) 电压致热型故障。设备绝缘密封不良，进水受潮，或者绝缘介质老化劣化，都会因介质 损耗增加而发热，绝缘材料材质不佳或运行中老化，引起局部放电而发热，电压分布不均匀或泄 漏电流过大引起发热。此类故障的发热功率与运行电压有关，而与负荷电流大小无关。绝缘故障 的外部特征，往往是表现为温度上高下低的热场分布。通过红外热像，可判定为设备出现相应的 绝缘故障。 3) 综合致热型故障。当缺陷是由两种或两种以上因素引起的，应综合判断缺陷性质。具有 磁回路的电气设备，由于磁回路漏磁、磁饱和或铁芯片间绝缘局部短路造成铁损增大，会引起局 部环流或涡流发热，可依据电