红外检测在gis设备发热故障中的技术应用

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1、红外检测在GIS设备发热故障中的技术应用唐华俊（贵州电网有限责任公司凯里供电局贵州凯里556000）摘要：木文分析了GIS设备异常发热原因，利用红外检测技术比较了内部发热和外部发热红外成像特点，重点对GIS设备接头发热、罐体环流发热、涡流发热和外部因素引起发热原因、特点和规律进行了详细分析和总结。为运行和检修人员分析和诊断GIS设备故障提供了技术手段和方法。关键词：红外检测、接头发热、罐体环流发热、涡流发热、外部因素引起发热一、目的和意义GIS将断路器、隔离开关等主设备封闭在一定压力下SF6绝缘气体的金属接地外壳内，主要用于电能汇集和分配。近年来，由

2、于GIS设备具有占地面积小、维护率低等优点，已在国内电网运行系统中广泛应用。但，GIS设备发热缺陷时有发生，且内部发热危害大于外部发热，己经严重影响电网的安全运行。经过多次现场事故案例分析，造成GIS发热原因主要有:1、GIS设备接头接触小良；2、操作过程中如果断路器、隔离开关分合闸不到位，位置标示显示错误，运行人员没有及时发现，运行后宜造成异常放电和事故发生；3、施工工艺不达标，造成外壳法兰连接螺栓、专用短接联片等异常发热；4、外壳选材不当，使用导磁率高的钢材。目前，GIS设备发热检测通常采用在线监测、SF6气体组分、局放测试和红外检测等方法。在线

3、监测、SF6气体组分、局放测试法主要适用于检测内部发热问题，红外检测对GIS设备内外发热均可判断。1、在线监测法是通过在GIS罐体内介入温度传感器，将罐体内温度传入在线监测系统进行检测和预警。但可能引起GIS设备SF6泄漏，绝缘强度下降，存在较大安全隐患，难以实用化。2、SF6气体组分法是根据SF6分解速率和HF、S02、S0F2等产物判断GIS设备是否存在异常情况。但SF6气体具有较强稳定性，50CTC以内保持较高化学稳定性，仅接触不良引起异常发热并不能使SF6气体分解，故此方法不能准确判断GIS设备内部故。3、局放测试法：设备内部中的金属微粒、粉

4、末和水分等导电性杂质是引发GIS等设备故障的原因，由于局部放电产生电磁波，通过局放测试仪检测定位故障位置，该测试方法需要专业检修人员进行检测，0前主要是通过测温发现异常后，再通过该方法确认。4、红外检测技术是通过检测物体温度高于绝对温度零度（-273.15度），具有发射红外光线特点，不同温度物体辐射出的红外线经红外热探测器吸收，产生温度变化，从而产生电效应，电信号再经放大和处理，形成与物体表面热分布相对应热像图。红外检测技术具有成像直观，对各种发热情况奋较高的灵敏度，检测吋可远离带电设备，安全性高等特点。GIS设备处于密闭条件，发热问题比敞开式设备难

5、发现难诊断，不同发热情况具有不同特点。因此，准确判断GIS设备发热缺陷，选择发热检测方法对采取针对性技术解决方案具有十分重要的意义。二、GIS设备内部发热和外部发热特点比较GIS设备内部发热危害大于外部发热，例如断路器、隔离开关和接地刀闸刀U分合不到位，异常放电，可能会引起刀口烧熔，产生电弧，如果烧落物掉在外壳引起短路跳闸，隔离故障，如果刀口没冇脱落持续放电，保护不能动作，最终引起爆炸。导磁率较高GIS钢外壳是引起外部发热重要原因，因此在设备选择上可选用导磁率低的合金材料，不仅可以降低感应电流，同吋可以降低感应电压。1、GIS内部发热特点：①内部发热

6、主要是接头发热，集中分布在导体连接处、断路器和隔离开关动静触头处等部位;①发热点正上方外壳温度明显高于下方温度，并发热点正上方外壳温度向四周温度递减；②温差越大，设备故障越严重；③内部发热外壳热辐射面积大。2、GIS外部发热特点：①主要发生在分相式GIS设备外壳导流连接片和法兰固定螺栓等位置；②发热部位面积小，发热点明显高于其他部位，现场检测方便；③外壳发热与外壳材料有较大关系，导磁率高材料越容易发热；④根据热效应公式和电磁感应原理，可见发热点热效应与冋路负荷成正平方关系。三、GIS设备典型发热故障分析与红外检测技术应用GIS设备典型发热主要有接头发

7、热、罐体环流发热、涡流发热和外部因素引起发热等情况，苏中接头接触不良发热属于内部异常发热，苏他三项是外壳发热，内部发热检测难度大、危害大，不及吋处理，易引发事故。以下对上述典型发热特点进行分析：1、GIS内部接头发热特点及分析接触不良或者刀U分合不到位异常放电是接头发热主要原因。GIS内部接头发热主要通过SF6液体对流、热传导、热辐射向罐体外壳传播。SF6气体具有较强绝缘性能，通常作为GIS罐体绝缘材料。SF6导热性能不如空气好，对流传热能力比空气强，因此接头发热主要通过对流方式将热量传递到罐体外壳，再通过热传导、热辐射向空气辐射；因此GIS设备接头

8、发热呈现发热相高于非发热相，发热点正上方高于非发热相10K左右特点。案例分析1某变电站红外测温发现某线线路侧