红外热成像技术在变压器缺陷诊断中的应用

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1、红外热成像技术在变压器缺陷诊断中的应用王源国网上海市电力公司市南供电公司摘要:介绍通过红外热像技术对运行屮的变压器进行缺陷诊断的方法，通过检修现场分析，验证了红外热成像技术用于变A压器缺陷诊断的精准性和先进性。关键词：变压器;红外热成像;温升；储油罐;作者简介：王源（1981—）,高级项目师，从事安全生产监督工作。收稿日期：2017-06-09Received：2017-06-090引言随着社会的发展，用电负荷不断的增加，电网运行的可靠性显得至关重要。变压器作为电网屮最为关键的设备乞一，担负着电能输送和电压转换的作用。利

2、用传统方法已经不能够满足及时发现变压器运行中存在的各种缺陷的要求。红外测温是对运行中的变压器进行状态检测的有效手段之一，通过红外热成像技术可以发现变压器本体、储油罐、套管、冷却器及其控制冋路等大量不同类型的缺陷。1红外热像仪的原理与特点红外热像仪是当今红外检测与诊断技术所应用的最先进的仪器，可以将不可见的红外辐射转换成可见的图像。发热物体的红外辐射通过镜头聚焦到由数万个半导体光电耦合器件构成的焦平面上，经焦平面的光电转换，将红外辐射转换成电信号，电信号经过放大并数字化到热像仪的电子处理部分，再转换成可见的红外图像。由于能

3、够将红外辐射转换成可见的红外图像，使用红外热像仪检测更加直观，通过红外图像，可以迅速的得出电力设备表而温度分布及其变化情况。红外热像仪其灵敏度普遍都很高，一般在30°C时，其灵敏度可达到0.06P.0&可以分辨出设备表面细微的温度差异。使用红外热像仪无需接触检测设备，可以在距离设备儿米、儿十米的地方进行检测。在确保检测人员安全的同时，对于变压器此类大型设备，可以先从较远距离进行总体情况的观察，再对发热点进行重点检测。利用红外热成像仪进行检测对检测环境有一定的要求，在进行-•般检测时要求环境温度不低于5°C,相对湿度一般不

4、大于85%;不应在雷、雨、雾、雪等气象条件下进行检测，检测时风速一般不大于5m/s;宜在阴天，多云天进行检测，在夜间图像质量为佳;在户外睛天检测时要避开阳光直接照射或反射进入仪器镜头，在室内或晚上检测应避开灯光的直射，宜闭灯检测。2红外测温诊断方法(1)表面温度判断法。根据测得的设备表面温度值，对照DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》中及GB763-1990中表A1、表A2的有关规定，凡温度(或温升)超过标准者，可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备

5、缺陷的性质，对在小负荷率下温升超标或承受机械应力较大的设备要从严定性，主要适用于电流致热型和电磁效应引起发热的设备。(2)相对温差判断法。对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，应进行准确测温，按公式(1)算出相对温差值，对照DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》中表1的规定判断设备缺陷的性质。§(丁1丁2)%100%二__TiLx100%式中，■和T】为发热点的温升和温度，j和T2为正常相对应点的温升和温度，T。为环境参照体的温度。(3)同类比较判断法。在同一电气回路中，根据同组三相设备、同设

6、备之间以及同类设备之间对应部位的温差进行比较分析，来判断设备是否正常。(4)热谱图分析判断法。根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。(5)档案分析判断法。分析同一设备在不同时期的检测数据，找出设备致热参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常。(6)实时分析判断法。在一段时间内使用红外热像仪连续检测某被测设备，观察设备温度随负载、吋间等因素的变化。3变压器的主要缺陷通过红外热成像技术可以发现变压器各组成部分存在的各种缺陷：仃)本体缺陷。油浸式变压器木体由铁芯、线圈、油箱、绝缘油等组成，由于

7、体积大、内部油循环，所以很难通过红外热成像发现变压器内部故障缺陷。但是可以发现导流片漏磁和螺栓涡流致热性缺陷。通常应用表而温度判断法进行缺陷判定。(2)储油罐缺陷。储油罐俗称油枕，当变压器有的体积随着油的温度膨胀或缩小时，油枕起着调节油量，保证变压器油箱内充满油的作用。在运行中必须保证油枕油位正常。通过红外热成像技术可以通过非接触性手段测量油枕的真实油位，及时发现油位指针指示不准确的情况。通常应用热谱图分析判断法进行缺陷判定。(3)冷却装置缺陷。冷却装置乂称散热器，是保证变压器温度在规定范围内的重要装置。变压器常见的冷却

8、方式有自冷、风冷、强油风冷等。通过红外热成像技术能够发现导油管堵塞、冷却效率低下，风扇油泵缺陷。通常应用同类比较判断法进行缺陷判定。(4)套管缺陷。变压器套管是将变压器内部高、低压引线引到邮箱外部的绝缘套管。套管按结构可分为电容式、充油、纯瓷套管和合成套管。电容式套管由导电杆、电容屏、绝缘油、外瓷套等组成。通过红外热