红外热像仪在变电运行中的应用

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1、红外热像仪在变电运行中的应用蒋健民江门新会供电局摘要：现代红外诊断技术其实是以红外辐射为能量和信息传递的手段，通过红外热像仪对电力设备故障进行诊断是红外技术在变电运行中的重要应用。在电力系统中可应用于各种电气设备的外部过热故障、内部缺油或绝缘损坏故障的诊断，为设备状态检修提供了依据，保证了电力系统的安全运行和提高供电可靠性。关键词：红外诊断技术热像仪变电运行设备故障1.红外技术的原理及特点1.1红外线术基础红外线能量是一种肉眼看不見的能量，它的波长很长，无法被肉眼探测到。它是电磁波谱中的一部分，人类将它感知为热量。

2、红外技术是研究红外辐射的产生、传递、转换、探测并实现在实际工作中应用的一门技术。红外技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零摄氏度的物体，每时每刻都辐射出红外线。同时，这种红外线辐射都载有物体的特征信息，因为红外线辐射的能量可用物体表面的温度来度量：辐射的能量越大，表明物体表面温度越高，反之，表明物体表面的温度越低（如图1所示）。这就为利用红外技术和判别各种被测目标的温度高低与热分布提供了客观的基础。图1红外线辐射的特征信息图红外辐射的探测是将被测物体的辐射能转换为可测量的形式，一般可行的方法有利用热电转换或光电

3、效应把红外辐射量转变成为电量进行测量，并以此作为物体辐射特性的依据，进行控制。1.2红外技术的应用原理高压电气设备在正常运行情况下，将有部分电能以不同的损耗形式转化为热能，从而使设备温度升高。这些电能的损耗主要包括以下几种：1)电阻损耗P=I2R,发热功率与电流平方成正比，这种发热称为电流效应引起的发热；2)介质损耗P=U2ωCtanδ，发热功率主要取决于电压，这种发热称为电压效应引起的发热；3)铁损是因铁心的磁滞、涡流现象而产生的电能损耗,，这种发热称为电磁效应引起的发热。电气设备存在外部或内部故障时，往往出现不

4、正常的发热或温度分布异常。高压电气设备外部热故障可分两类：一类是电气接头连接不良，其发热功率取决于导体连接的接触电阻与通过的电流；一类是因表面污秽或机械力作用造成外绝缘性能下降，其发热功率取决于外绝缘的绝缘电阻与泄漏电流。高压电气设备内部热故障主要发生在导电回路和绝缘介质上，其内部发热机理因设备内部结构和运行状态的不同而异，一般可概括为：导体连接或接触不良；介质损耗增大；电压分布不均匀或泄漏电流过大；因绝缘老化、受潮、缺油等，产生局部放电；磁回路不正常等等。对高压电气设备由于故障引起的发热和温升，可利用红外热像仪进

5、行诊断,提供反映设备故障状态的热信息。红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，使传统电气设备的预防性试验维修提高到预知状态检修，这也是现代电力企业发展的方向。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善，利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不触体，又具有准确、快速、直观等特点，实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障。它备受国内外电力行业的重视，并得到快速发展。红外检测技术的应用，对提高电气设备的可靠性与有效性，提高运行经济效益，降低维修成本都有很重要的意义,是目前在预知检修领域中一

6、种很好的手段。2.红外热像仪的应用及实践经验2.1红外热像仪的简介红外热像仪是透过一个非接触式的仪器，探测红外线能量（热量）来转换为电信号，在显示器上产生热影像表现温度值，并对温度值进行计算的检测设备。红外热像仪能够将探测到的热能精确量化或测量。不仅能够观察热影像，还能够对发热的故障区进行准确识别和精密分析。新会供电局辖下变电站日常巡视所用的是福禄克Fluke Ti30 热像仪，其外观如图2所示：图2Fluke Ti30热像仪外观图但是仅仅通过红外热像仪来发现问题是远远不够的。事实上，红外热像仪并不能反映电气设备的

7、所有情況。如果缺乏一份简单快速的检测资料的分析报告，是无法准确将可能引发故障的热点和设备正常运行的热点进行有效区分，因此无法做出及时的维修方案。Fluke推出的Ti30系列红外热像仪和InsideIRv2.0分析软件不仅可以快速定位故障，它们所具备的非接触温度測测量和分析功能可以帮助运行人员在现场迅速对维修部位及维修时间做出正确的判断。2.2红外热像仪的应用新会供电局很早就开展了运用红外热像仪对电气设备进行诊断的工作，在线测量电气设备一次接头温度、及时发现电气接头过热故障、预防和控制事故的发生等方面起到了变电设备状

8、态评估、状态检修的重要作用。在开展红外测温工作的几年时间里，公司及时发现和处理了数起电气设备接头严重过热故障，避免了多次设备事故的发生。例如，某次由红外热像仪诊断发现会城站#1主变CT的C相内部过热，在解体检修时证实其内部导体部分已经熔化，属危急过热故障；一次夜巡发现110kV银东线开关的B相接头接触不良导致发热，检修时发现相序漆已被烤变色脱落，情况也比较紧